微型计算机硬件系统结构相对简单，通常是由内部设备和外部设备组成。这些设备主要包括下列部件：

1.主板

主板是一切部件的基础，它是将CPU、内存及外部设备连成一体的桥梁，是一块4层或6层的电路板。

主板上提供了各种设备的接口或插槽，主要包括：CPU插槽、PCI插槽、PCI-e插槽、串口插槽、内存插槽、声卡芯片、网卡芯片、南桥芯片、北桥芯片、I/O接口、电源接口、BIOS芯片和CMOS电池等。主板的组成如图1-7所示。

图1-7　主板的组成

由南桥芯片和北桥芯片组成的芯片组，决定了主板的性能和主板所支持的其他设备的类型。南桥芯片管理IDE、PCI总线与硬件监控等低速设备，北桥芯片管理CPU、AGP总线、PCI-e以及内存间的数据交流等高速设备。目前，中低档主板的芯片组主要是采用Intel的ICH5芯片组和ICH6芯片组，中高档主板的芯片组主要是采用Intel的ICH7芯片组和ICH8芯片组。当然也有些主板采用VIA和SIS芯片组。

2.CPU

CPU（中央处理单元）是微机的核心部件，它是决定微机性能的关键部件。20世纪70年代，微型机的CPU问世，微型计算机的核心部件微处理器从Intel 4004、80286、80386、80486发展到PentiumⅡ、PentiumⅢ和PentiumⅣ，数位从4位、8位、16位、32位发展到64位，主频从几MHz到今天的数GHz以上（1 GHz=1000 MHz），CPU芯片里集成的晶体管数由2万个跃升到1000万个以上。CPU的发展和技术的进展直接推动了微型计算机的发展，也是微机各个发展阶段的主要标志。

从原理上看，CPU的内部结构分控制单元、逻辑单元、存储单元3个部分。从组成器件上看，CPU的内部是由成千上万个晶体管组成，晶体管实质上就是一双位开关：“开”和“关”。图1-8所示的是几种常见的CPU。

图1-8　CPU示意图

CPU的主要性能指标包括主频、字长、高速缓存容量、指令集合和动态处理技术、制造工艺、封装方式和工作电压等。

主频是指CPU的工作时钟频率，是CPU内核电路的实际运行频率。一般说主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数也越多，速度也越快。主频的单位为兆赫兹（MHz）和吉赫兹（GHz）。我们通常所说的2.8 GHz、3.0 GHz就是指CPU的主频。

字长指的是微处理器能够同时处理的二进制数的位数。字长的大小取决于ALU中寄存器的容量和连接着这些寄存器的电路性能。例如，8位字长的微处理器有8位的寄存器，每次能处理8位的数据，因此被称为“8位处理器”。有更大字长的处理器能够在每个处理器周期内处理更大的数据，因此字长越长计算机性能越好。目前的个人计算机通常都带有32位或64位的处理器。

高速缓存有时也称为“RAM缓存”或“缓冲存储器”。它是一种具有很高速度的特殊内部存储器，与安装在主板上其他位置的内存相比，它能够使微处理器更快地获得数据。一些计算机广告中对缓存的类型和容量进行了详细说明。缓存分为两个等级，早期的一级缓存（L1）被安装在处理器芯片内部，而二级缓存（L2）则存在于另一个芯片中，需要处理器花长一点时间才能获得数据。现在的一、二级都安装在处理器芯片内部。缓存的容量通常用KB来描述，理论上讲，缓存容量越大处理速度就越快。然而，在目前的计算机中，缓存的容量通常与某种处理器的型号密切相关。对于用户来说，是否知道缓存容量并不重要，因为缓存是不能被配置的。例如，不更换微处理器，你就不可能给你的计算机添加更大的一级缓存。

3.存储器

存储器是计算机存储数据和运行程序的部件。按照用途的不同分为主存储器和辅助存储器，主存储器也称为内存，辅助存储器也称为外存。内存安装在主板上，可以与CPU直接交换信息。外存也必须与主板连接，但不能和CPU直接交换信息。

（1）内存储器

内存储器是由RAM（random access memory）和ROM（read-only memory）组成。

①RAM。RAM也称为可读写存储器或随机存储器，它是一块能够暂时存储数据、应用程序指令和操作系统的固定区域。在个人计算机中，RAM通常由几块芯片或几个小电路板组成，一般都插在计算机系统单元中的主板上。

RAM特点是容量小，存储速度快，断电后数据会消失。RAM把数据保存在电路中，而硬盘存储器把数据保存到磁性介质上；RAM是暂时性存储器，如果计算机被关机，或是电源断电的话，所有存储在RAM中的数据都会立刻并永远地消失，而硬盘保存数据可更长久一些。此外，RAM在存储容量通常比硬盘的要小。内存条示意图如图1-9所示。

图1-9　内存条示意图

RAM的容量通常以MB或是GB为单位。目前的个人计算机通常都带有4 GB左右的RAM。计算机所需RAM的容量取决于所用的软件。按照惯例，软件的外包装上都标有所需RAM的容量。许多计算机广告都提供了关于RAM的3个方面的信息，但是消费者们必须费力读懂其中的首字母缩拼词或技术术语，才能弄清楚意思，如“1GB 8ns RDRAM（max.2GB）”。

RAM的速度常以纳秒（nanosecond，ns）来表示。1 ns是1 s的十亿分之一。就RAM的速度而言，较小的数字更好一些，因为它意味着RAM电路能够更快地更新其中存储的数据。例如，8 ns的RAM比10 ns的RAM速度更快。

现在来说明一台计算机广告中“1GB 8ns RDRAM（max.2GB）”的意思：该计算机的RAM容量为1 GB，它以8 ns的速度运行，它使用RDRAM（比SDRAM快一些，但价格更高），这台计算机能够安装的RAM的最大容量为2 GB。

②ROM。ROM也称只读存储器，是一种用于存储计算机的开机例行程序的内存电路。它被安装在一块插在主板上的独立的集成电路中——通常具有很大的、毛虫状DIP封装。ROM存储的数据是长久的、不易丢失的。ROM电路存储着“被固化了的”指令。这些指令是电路永久的组成部分，即使在计算机断电时，它们也保存在原位而不会丢失。ROM里的这些指令是长久性的，改变指令的唯一方法就是把ROM芯片换掉。

计算机里有了RAM，为什么还需要ROM？当打开计算机时，微处理器有了供电就开始准备执行指令。但是，在电源被切断时RAM是空的，其中不能保存任何用于让微处理器执行的指令。此时，ROM就起作用了，ROM中存储着一套称为基本输入/输出系统（BIOS）的指令集合。这些指令告诉计算机如何读写硬盘，如何在硬盘上找到操作系统并把它装载到RAM中，一旦操作系统被装入，计算机就能输入，就能显示输出、运行软件和存取数据了。

（2）外存储器

外存储器主要有硬盘、可移动硬盘、U盘、光盘、磁带等。

①硬盘。硬盘是存储用户数据的主要设备。硬盘的存储速度相对内存要慢，但是外存器中，是存储速度较快的设备。硬盘的主要特点是存储速快，容量大。目前的硬盘容量可达数百GB甚至数TB。

硬盘的类型按盘径尺寸分为5.25、3.5、2.5、1.8英寸（1英寸为2.54厘米）4种，按接口类型分为IDE、SATA（串口）、SCSI 3种。目前市场上主流的微机硬盘是3.5英寸的IDE、SATA硬盘。数据是存储在硬盘的盘片上，盘片是由柱面、扇区和磁道构成。“西部数据”品牌的硬盘如图1-10所示。

图1-10　“西部数据”硬盘

磁道：每个盘片的每一面都要划分成若干形如同心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。磁盘的最外层是第0道，最内层是第n道。

柱面：一个硬盘由几个盘片组成，每个盘片又有2个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面上相同半径的磁道组合在一起，就是一个柱面。

扇区：为了存取数据的方便，每个磁道又分为许多称之为扇区的小区段。每个磁道（不管是里圈还是外圈）上的扇区数是一样的，每个磁道记录的数据也是一样多。所以内圈磁道上的记录密度要大于外圈磁道上的记录密度。

例如，3.5英寸软盘有80个磁道，每道分18个扇区，每扇区可存512个字节，且磁盘正反面都可以存储数据，所以，软盘的容量是512 B×18×80×2=1.44 MB。为了存取磁盘上的数据，系统最终要给出如下的地址格式：驱动器号.盘面号.柱面号.扇区号。

影响硬盘的主要性能参数有转速、缓存、平均寻道时间、数据传输率、连续无故障时间（MTBF）、硬盘表面温度等。一般硬盘转速越快、缓存越大性能就越好。目前的硬盘的转速一般在5400转/秒～10000转/秒；缓存在512 KB～10 MB。

②U盘和可移动硬盘。移动硬盘和U盘有以下区别：

存储的原理不同：U盘是以半导体材料（芯片）作为存储单元，又叫固体存储器，没有机械部分。移动硬盘则是以磁性介质作为存储器，有机械部分。

能耗不同：U盘没有机械部分，需要提供的能量小得多，一般不会超过100 mA，而移动硬盘耗能相对较大，有的1个USB口提供的电流不能很好地保证其正常运行，因此移动硬盘一般配的数据线都是可以插2个USB端口，甚至需要配置专门的电源。这也是有时候移动硬盘不能正常工作的主要原因。

体积不同：U盘比移动硬盘明显体积小了很多，携带更为方便。

安全性不同：U盘由于没有机械部分，因此比移动硬盘具有优异的抗震动、潮湿性能，但要按照规定的程序操作和使用。U盘也要买质量过硬的，万一出了问题，数据挽救比移动硬盘难度大多了，毕竟数据无价！

容量差别大：目前U盘常见的在1 G～32 G，现在最大的有128 G，但比起移动硬盘来还是小了很多。但随着制造技术的进步，U盘的容量将会突飞猛进出现新的发展。

U盘和移动硬盘的示意图如图1-11所示。

图1-11　U盘和移动硬盘

③光盘存储器。光盘有3种类型，即：只读型、一次性写入型和可擦写型。

只读光盘（CD-ROM）：CD-ROM上的内容在光盘生产时就已经确定，盘片一旦制成，其内容不可改变，只能读取。这种光盘的容量一般为650 MB～700 MB。在计算机领域，CD-ROM主要用于视频盘和数字化唱盘以及各种多媒体出版物。目前，各种软件也都是以此种光盘为介质来提供。

一次写入型光盘（CD-R）：这种光盘买来时为空白盘，可以分一次或几次对它写入数据，但写入的内容不可以修改而只能读取。一般可用于资料的永久性保存，也可用于自制多媒体光盘或光盘拷贝。容量一般为650 MB～700 MB。

可擦写光盘（CD-RW）：这种光盘可以反复读写。它的容量可达数百MB至数GB。

4.显示卡(www.daowen.com)

显示卡是连接主板与显示器的部件，其输出口包含15个插孔或24个插孔显示器的D形插头针相连。显卡的主要性能参数有：显存容量、分辨率、颜色数、刷新频率、总线速度、显示芯片等。

一般来说，显卡的显存容量越大，分辨率越高，颜色数越多，显卡性能越好。目前显卡采用的显示芯片主要有nVidia（英伟达）公司的TNT2、GF2、GF4，S3公司的Savage系列，Matrox（迈创）公司的MGA系列等。显卡示意图如图1-12所示。

图1-12　显卡

5.声卡、网卡

声卡是多媒体计算机的必不可少的部件。声卡不仅可以用来播放音乐，还可以将自己的创作编辑录制成数字音频。网卡是计算机联网的必备设备。目前大多数厂商把声卡与网卡集成在主板。

6.输出设备

计算机对数据处理后，是通过输出设备将结果输出显示、打印出来的。输出设备主要包括显示器、打印机、绘图仪等。

显示器按其工作原理可分为许多类型，较常见的有：CRT（阴极射线）、LCD（液晶）、PDP（等离子）、VFD（真空荧光），其中最常用的是CRT和LCD显示器。影响显示器性能参数主要有分辨率、带宽、刷新频率、扫描方式、点距、辐射等。带宽是指显示器特定电子装置能处理的频率范围，频率越高，图像越清晰。刷新频率是指显示器对整个画面重复的次数，刷新频率越高，闪烁就越小。常见刷新频率有65 MHz、70 MHz、85 MHz、100 MHz等，为消除显示器的闪烁感，使人的眼睛不易疲劳，显示器的刷新频率要在70 MHz以上，一般设置在75 MHz。

打印机是计算机最常见的输出设备，能够把计算机产生的文本或图形图像输出到纸上。目前打印机的类型主要有针式打印机、激光打印机和喷墨打印机等。针式打印机是通过打印针头击打色带，把色带上的墨打印在纸上形成字符或图形。针式打印机的特点是耗材便宜，可以打印票据，但打印速度慢、噪声较大、打印质量低。喷墨打印机是通过喷墨的喷嘴喷射墨来描绘图像。喷墨打印机的特点是噪声小、打印质量高，可以打印彩色，但耗材成本高、墨容易干涸。激光打印机是通过激光扫描把字符或图形印在纸上。与前两者相比激光打印机特点是噪声最低、速度快、打印质量高，耗材成本适中，是目前用户使用最广泛的打印机。

绘图仪是一种精密的图形输出设备。常用的绘图仪有平板型和滚筒型2种类型。绘图仪主要用于CAD工程制图或其专业形图设计软件的图纸输出。

7.输入设备

输入设备是将数据输入到计算机内的部件。输入设备有很多，常用的有键盘、鼠标、触摸屏、光电手写笔、扫描仪、数码相机和摄像头等。

（1）键盘

键盘（keyboard）是微型机上不可缺少的、最重要、最常用的输入设备。键盘可分为早期101/102键键盘和目前普遍使用的Windows键盘2类。标准键盘的布局如图1-13所示。

图1-13　标准键盘的布局示意图

·键盘的分区介绍

键盘上的键按其功能和所处位置可大致分为功能键区、主键盘区、编辑区和数字小键盘区。

①功能键区：位于键盘的最上方，包括F1～F12共12个键。

②主键盘区：键盘左下方的一整块区域，我们可称为打字区。

③编辑区：位于打字区和数字小键盘的中央，包括编辑键和光标移动键。

④数字小键盘区：位于键盘的最右边。

此外，在键盘的右上角还有3个指示灯：NumLock（数字键盘锁指示灯）、CapsLock（大小写字母转换指示灯）和ScrollLock（屏幕滚动锁指示灯）。

·常用键功能介绍

键盘上的各个键，通常可以有多种功能，这里只说一些通用的功能。字母键（A～Z）用来输入大小写字母。数字键（0～9）用来输入10个阿拉伯数字和一些数学符号。符号键用来输入标点符号和其他符号。功能键（F1～F12）功能由软件决定，对于不同的软件，它们可以有不同功能。其他键包括Alt、Shift、Ctrl、CapsLock、Tab、Esc、Backspace和Enter键。

Alt键：常用作组合键，和其他键一起按下来完成特定的功能，很少单独使用。

Shift键：换档键，当一个键上有2个符号时，可用Shift来转换。若不按Shift键直接按下该键只能输入该键下面的符号；若按住Shift键不放，再按该键可输入该键上面的符号。如：直接按下数字键“5”，则可输入“5”；若要输入“%”，则应先按住Shift键不放，然后再按下数字键“5”。又如：若直接按下字母键“A”可输入小写字母“a”的话，则可先按下Shift键不放，再按下字母键“A”可输入大写字母“A”。

Ctrl键：常用作组合键，和其他键一起按下来完成特定的功能，很少单独使用。

CapsLock键：大小写字母转换键，当按下该键使CapsLock指示灯亮时，可输入大写字母，再按一次使CapsLock指示灯灭时，可输入小写字母。

Tab键：制表位键，当按下该键时，可使光标移到下一个制表位。另外，Tab键还有其他功能，随不同程序作用可能不同。

Backspace键：回退键，用来删除光标前面的一个字符。

Enter键：回车键，用来使光标跳到下一行的行首和表示确认。

Space键：空格键，用来输入空格符。

·键盘的指法

要熟练使用微机、提高输入速度，必须要有正确的击键姿势和键入指法，这里做些简单介绍，如图1-14所示。

图1-14　键盘指法

①每个手指管哪几个键如图1-14所示，注意小指和食指还要分别管它旁边的键。

②手腕要平直，手臂基本不动，全部动作最好只限于手指部分。

③手指要保持弯曲，稍微拱起，轻放在键盘上。

④击键过程中，要用相同的节拍轻轻地按下按键，不可用力过猛。

⑤空格键用大拇指来按。

⑥回车键用小指来按。

（2）鼠标

鼠标按结构原理可分成光学的和机械的2大类。通常是移动鼠标使屏幕上的光标移到某一指定位置，然后按1个按钮或两个按钮，有时按住1个按钮，待执行一些操作后再释放该按钮。各按钮的功能取决软件中的设置，不同的应用软件中各按钮的作用是不同的。下面介绍一些鼠标的操作术语。

①单击：按动并释放1个鼠标按钮1次（具体的操作中会提示用户是单击左键还是单击右键）。

②双击：快速按鼠标按钮2次。通常用于执行某个程序或命令，例如在命令菜单的选项上连按2次左键，相当于按键盘上的回车键（Enter），表示选取选项或执行某选项命令，或执行某应用程序。

③拖动：使用鼠标在显示器屏幕上移动一个对象。即移动鼠标使指针光标至某一块文字区域或图标，然后按下左键，待鼠标指针光标移至另一位置或图标处时释放左键，相当于移动一个对象。

④打开：指针光标指向一个选项后双击鼠标按钮。

⑤指向：移动指针光标，在移动鼠标过程中不按任何按钮。

⑥选取：指向一个选项并单击。

鼠标指针光标的形状以一个醒目的方式提醒你目前可以做什么。例如：鼠标指针光标是一个指向左上方的箭头，表示等待用户的操作；当把它移近窗口边缘时，它就会变成一个双箭头，表示此时可以拖动边界以改变窗口的大小；而当一个程序正在工作，需要用户稍等时，鼠标指针光标就会变成一个沙漏的形状。