微型计算机又称个人计算机，是计算机领域中应用最广的计算机。与其他类型的计算机 一样，微型计算机也是由硬件系统和软件系统两大部分组成的。下面，我们主要介绍微型计算 机的硬件系统的组成。
1.8.1 微型计算机系统
典型的微型计算机系统（如图 120 所示）一般由主机、显示器、键盘、鼠标组成。
图 120 典型的微型计算机系统
主机（如图 121 所示）里面一般有主板、硬盘、光驱、电源，主板上一般插有 CPU、内 存、显卡等。
图 121 主机内部结构 1．CPU（Central Processing Unit）
在微型计算机中，运算器和控制器被制作在同一块半导体芯片上，称为中央处理单元，
显示器 主机
耳机、
麦克风
键盘 鼠标
音箱
简称 CPU，又称微处理器，如图 122 所示。CPU 是微型计算机的心脏，是计算机内部完成指 令的读出、解释和执行的重要部件，它的性能直接决定了微型计算机的性能。能够处理的数据 位数是 CPU 的一个最重要的品质标志。人们通常所说的 8 位机、16 位机、32 位机、64 位机 即指 CPU 可同时处理 8 位、16 位、32 位、64 位的二进制数据。
图 122 CPU
CPU 又分为很多种类，即不同的档次。目前，大多数微型计算机所使用的 CPU 都是美国 Intel 公司生产的。 Intel 系列的 CPU 按性能由低到高依次有： 8088/8086、 80286、 80386、 80486、
Pentium（奔腾）系列、Celeron、酷睿系列等。生产 CPU 的公司不只 Intel 一家，IBM、Apple、
AMD、Motorola 等公司也是著名的生产 CPU 的公司。
随着计算机技术的飞速发展，生产出的 CPU 功能越来越强，工作速度越来越快，内部结 构也越来越复杂。
2．内存储器
微型计算机的存储器分为内存储器和外存储器两种。内存储器是指主机内部的存储器，
用来存放程序与数据，可直接与 CPU 交换信息。内存储器一般都是采用大规模或超大规模集 成电路工艺制造的半导体存储器，具有体积小、重量轻、存取速度快等特点。
在计算机中，内存储器按其工作特点分为：随机存取存储器（Random Access Memory，
RAM） 、只读存储器（ReadOnly Memory，ROM）和高速缓冲存储器（Cache）。
（1）随机存取存储器（RAM）。随机存取存储器简称“随机存储器”或“读写存储器” ， 是一种既能写入又能读出数据的存储器， 用来存放正在执行的程序和数据。 计算机中的内存 （或 内存条）一般指的就是随机存储器。内存条如图 123 所示。
图 123 内存条
RAM 又可分为 DRAM（Dynamic RAM，动态随机存储器）和 SRAM（Static RAM，静 态随机存储器）。
①动态随机存储器（DRAM） 。
DRAM 需要周期性地给电容充电（刷新） ，以维持存储内容的正确，一般每隔 2ms 刷新一 次。这种存储器集成度较高、价格较低，主要用于主存，但由于需要周期性地刷新，存取速度 较慢。一种叫做 SDRAM 的新型 DRAM，由于采用与系统时钟同步的技术，所以比 DRAM 快 得多。现在，多数计算机用的都是 SDRAM。
②静态随机存储器（SRAM） 。
SRAM 是利用双稳态的触发器来存储“1”和“0”的。 “静态”的意思是指它不需要像 DRAM 那样经常刷新，只要正常供电即能保持存储数据的正确。所以，SRAM 比任何形式的 DRAM 都快得多，也稳定得多。但 SRAM 的价格比 DRAM 贵得多，所以只用在特殊场合（如 高速缓冲存储器）。
RAM 具有以下特点：
①可读可写。读出时不改变原有内容，写入时才修改原有内容。
②随机存取。与顺序存取不同，写入或读出数据时都可以不考虑原有数据写入时的顺序 和当前的位置排列。取数据时可直接找到要读的数据，存数据时可直接找到要写入的位置。
③断电或关机时，存储的内容全部消失，且不能恢复。
对于微型计算机上使用的 RAM，其存储容量随着微机档次的提高在不断增加，286 微机 的基本内存配置为 1MB，386 微机的基本内存配置为 2MB～4MB，486 微机的基本内存配置 为 4MB～8MB，而 Pentium（奔腾）微机的基本内存配置在 16MB 以上。随着硬件产品的不 断发展以及价格的下降，目前计算机内存的配置一般都在 4GB 以上。
（2）只读存储器（ROM）。ROM 是计算机内部一种只能读出数据信息而不能写入信息的 存储器。当机器断电或关机时，ROM 中的信息不会丢失。ROM 中主要存放计算机系统的设 置程序、基本输入输出系统等对计算机运行十分重要的信息，如 IBMPC 系列微机及其兼容机 中的 BIOS（基本输入/输出系统）就存储在 ROM 中。ROM 中存放的信息是制造厂预先用特 定的方法写进芯片的，断电后原来写入的数据信息不丢失。
常用的只读存储器有以下几种：
①可编程只读存储器（Programmable ROM，PROM） 。
PROM 是一种空白 ROM， 用户可按照自己的需要对其编程。 输入 PROM 的指令叫做微码，
一旦微码输入，PROM 的功能就和普通 ROM 一样，内容不能消除和改变。
②可擦除和可编程的只读存储器（Erasable Programmable ROM，EPROM） 。 EPROM 可以从计算机上取下来，用特殊的设备擦除其内容后重新编程。
③闪存（Flash ROM） 。
闪存不像 PROM、EPROM 那样只能一次编程，而是可以电擦除，重新编程。闪存常用于 个人计算机、蜂窝电话、数码相机、个人数字助手等。
（3）高速缓冲存储器（Cache）。现在的 CPU 速度越来越快，它访问数据的周期甚至达到 了几纳秒（ns），而 RAM 访问数据的周期最快也需 50ns。计算机在工作时，CPU 频繁地和内 存储器交换信息，当 CPU 从 RAM 中读取数据时，就不得不进入等待状态，放慢它的运行速 度，因此极大地影响了计算机的整体性能。为有效地解决这一问题，目前在微机上采用了 Cache。Cache 是介于 CPU 和 RAM 之间的一种可高速存取信息的芯片，是 CPU 和 RAM 之间 的桥梁，用于解决它们之间的速度冲突问题，它的访问速度是 DRAM 的 10 倍左右。CPU 要
访问内存中的数据，需先在 Cache 中查找，当 Cache 中有 CPU 所需的数据时，CPU 直接从 Cache 中读取， 如果没有， 就从内存中读取数据， 并把与该数据相关的一部分内容复制到 Cache，
为下一次的访问做好准备，从而提高工作效率。
从实际使用情况看，尽量增大 Cache 的容量和采用回写方式更新数据是一种不错的选择。
但当 Cache 的容量达到一定的数量后， 速度的提高并不明显， 且制造成本较高， 故不必将 Cache 的容量提得过高。Cache 一般采用 SRAM 构成。
3．外存储器
一些大型的项目往往涉及几百万个数据，甚至更多。这就需要配置第二类存储器，外存 储器（也称辅助存储器，简称“外存” ）。外存储器一般不直接与微处理器打交道，外存中的数 据应先调入内存，再由微处理器进行处理。为了增加内存容量，方便读写操作，有时将硬盘的 一部分当作内存使用，这就是虚拟内存。虚拟内存利用在硬盘上建立“交换文件”的方式，把 部分应用程序（特别是已闲置的应用程序）所用到的内存空间搬到硬盘上去，以此来增加可使 用的内存空间和弹性，当然，容量的增加是以牺牲速度为代价的。交换文件是暂时性的，应用 程序执行完毕便自动删除。常用的外存储器有硬盘、光盘、优盘等。
（1）硬盘。硬盘存储器由硬盘驱动器和硬盘控制器组成。硬盘控制器也称硬盘适配器，
是硬盘驱动器与主机的接口。硬盘片由涂有磁性材料的铝合金构成。硬盘外观结构如图 124 所示。
图 124 硬盘外观结构图
（2）光盘。光盘存储器由光盘和光盘驱动器组成。光盘存储器也是微机上使用较多的 存储设备。光盘的最大特点是存储量大，并且具有价格低、寿命长、可靠性高等特点，特 别适合于需要存储大量信息的计算机使用，例如百科全书、图像、声音信息等。光盘的存 储原理不同于磁盘存储器。它是将激光聚焦成很细的激光束照射在记录媒体上，使介质发 生微小的物理或化学变化，从而将信息记录下来；又根据这些变化，利用激光将光盘上记 录的信息读出。
常用的光盘存储器有以下几种类型：
①只读型光盘（Compact Disc ReadOnly Memory，CDROM） 。
这种光盘中的信息是制造商事先写入和复制好的，用户只能读取或再现其中的信息。目 前这类光盘的技术比较成熟，信息存储密度比磁盘等介质高得多，是国内外市场上 CD 产品的 主流介质。
②一次性可写入光盘（Compact DiscRecordable，CDR）。
这种光盘不仅可以读出信息，还能记录新的信息，但需要专门的光盘刻录机完成数据的
写入。现在光盘刻录机具有光驱的读盘功能，同时其价格与光驱也相差不大，得到了广泛的应 用。常见的一次性可写入光盘的容量为 650MB。
③可反复擦写光盘（Compact DiscRewritable，CDRW） 。
这种光盘不仅可多次读，而且可多次写，信息写入后可以擦掉，并重写新的信息。其容 量为 10MB～1GB 不等，可代替磁带、磁盘，目前已进入实用阶段。
（3）优盘。优盘是一种移动存储设备，其存储介质为快闪内存（Flash Memory）。快闪内 存， 即闪存， 是一种集成电路芯片， 它最初是从关闭电源后数据也不会丢失的只读内存 （ROM）
派生出来的，以块为单位进行写入和删除操作，存取速度快。优盘无机械装置，可承受 3 米高 自由落体的震动，还具有防潮、防磁、耐高低温等特性。优盘体积小，重量轻，采用芯片存储，
数据极为安全可靠，使用寿命长，可擦写 100 万次以上，数据至少可保存 10 年，已成为当今 比较流行的存储设备之一。
优盘采用 USB 接口，可热插热拔，即插即用，无需驱动器，无需外接电源。但是插拔 USB 设备时，容易使静电直接通过 USB 设备传回电脑主板，此时瞬间产生的较高电压会 使主板的重要部件烧毁并使系统无法正常开机工作， 所以插拔 USB 设备一定要按指定的操 作方式进行。Windows 2000 和 Windows XP 都有安全移除 USB 设备的选项，用鼠标左键
优盘采用 USB 接口，可热插热拔，即插即用，无需驱动器，无需外接电源。但是插拔 USB 设备时，容易使静电直接通过 USB 设备传回电脑主板，此时瞬间产生的较高电压会 使主板的重要部件烧毁并使系统无法正常开机工作， 所以插拔 USB 设备一定要按指定的操 作方式进行。Windows 2000 和 Windows XP 都有安全移除 USB 设备的选项，用鼠标左键