1.3.2 计算机的基本结构
无论是巨型机、大型机、小型机还是微型计算机，尽管它们在规模和性能方面存在着极大的差别，但其硬件系统都由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个部分组成。下面以微型计算机为例介绍计算机的各个组成部分。
微型计算机从最早的IBM PC发展到今天的四核、八核计算机，其各项性能指标得到了大大提高，但其基本结构并无大的变化，它们都是由显示器、键盘和主机构成。主机箱有卧式和立式两种，在主机箱内有主板、硬盘驱动器、DVD光驱、电源、显示适配器（显卡）等。
1.主板部件
主板也叫系统板或母板，包括微处理器模块（Central Processing Unit，CPU）、内存模块（随机存储器RAM、只读存储器ROM）、基本I/O接口、中断控制器、DMA控制器及连接其他部件的总线，是微机内最大的一块集成电路板，也是最主要的部件。通常系统板上集成了SATA硬盘接口、并行接口、串行接口、USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）接口、HDMI视频接口及PCIE总线等。
（1）中央处理器（CPU）
中央处理器主要包括运算器和控制器两大部件。CPU是一个体积不大而集成度非常高、功能强大的芯片，也称为微处理器（Micro Processor Unit，MPU），它是计算机的核心部件。
（2）内存储器
目前，微型计算机的内存储器都由半导体器件构成。内存储器按其性能和特点可分为只读存储器（Read Only Memory，ROM）和随机存储器（Random Access Memory，RAM）两大类。
目前，常用的存储器有如下所述4类。
①可擦除可编程的EPROM：用户可通过编程器将数据或程序写入EPROM，如需重新写入，可通过紫外线照射EPROM将原来的信息擦除，然后再重新写入。
②电可擦除的EEPROM：擦除不像EPROM那样用紫外线照射，而是需要一个擦除电压。同RAM一样，写入时擦除原有的信息，写入的速度较慢。
③快擦型存储器（闪存）Flash Memory：具有EEPROM的特点，可在计算机内进行擦除和编程，它的读取时间同DRAM相似，而写入时间较慢。
一般在系统板上都装有只读存储器ROM，它里面固化了一个基本输入/输出系统，称为BIOS（基本输入/输出系统）。其主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序的加载及操作系统的引导。
④随机存储器RAM：数据、程序在使用时从外存读入内存RAM中，使用完毕后在关机前再存回外存。根据特性不同可以分为DRAM、VRAM、SRAM 3类。根据外形封装又可分为DIP（普通双列直插内存芯片）、SIMM（单列直插式存储模块，也称72线内存）和DIMM（双列直插式存储模块，也称168线内存）。
（3）总线
微型计算机各功能部件相互传输数据时，需要有连接它们的通道，这些公共通道就称为总线（BUS）。一次传输信息的位数称为总线位宽。CPU芯片内部的总线通常称为内部总线，而连接系统各部件间的总线称为外部总线或系统总线。
（4）扩展槽
主机与其他外围硬件是以扩充总线相连的，一般扩充总线在主板上的接口称为扩展槽。扩展槽主要用于插接各种功能的板卡。
（5）USB接口
USB接口是Intel公司提出的一种新型接口标准，支持即插即用功能。USB接口支持功能传递，用户只需要准备一个USB接口，就可以将外设相互连接成串，例如图1.14所示的U盘。其次，USB接口本身提供电力来源，外设不需外接电源线。USB接口能以树状结构连接127个外部设备，如键盘、鼠标、显示器、CD-ROM、DVD、打印机、扫描仪、数码照相机、数字音响、Modem及游戏杆等。现在主流的USB 3.0接口的传输速率理论上可以达到5Gbit/s（bit/s为每秒的位数，即bits per second）。
2.外设部件
（1）移动硬盘
移动硬盘是一种可携带的存储设备，如图1.15所示，大多使用了USB、IEEE1394，eSATA接口，常见尺寸有1.8寸、2.5寸和3.5寸3种，体积小、重量轻，一般没有外置电源，使用起来非常方便。
图1.14 U盘
图1.15 移动硬盘
移动硬盘采用以硅氧为材料的磁盘驱动器，大大提高了传输数据的可靠性和完整性，并且传输速率高，USB 3.0接口的传输速率是625MB/s。随着技术的发展，存储容量大多在1TB以上。
（2）键盘
键盘是标准输入设备，用来向微型计算机输入命令、程序和数据。现在普遍使用的是通用扩展键盘。
（3）鼠标
鼠标（Mouse）是一种“指点”设备（Pointing Device），可以取代键盘上的光标移动键移动光标，定位光标于菜单处或按钮处，完成菜单系统特定的命令操作或按钮的功能操作。鼠标操作更加简便、高效。
（4）显示系统
显示系统由显示器和显示控制适配卡（Adapter，显示适配卡或显卡）组成。显示器又称监视器（Monitor），是微型计算机系统的标准输出设备，它能快速地将计算机中的原始信息和运算结果直接转换为人能直接观察和阅读的光信号，输出信息可以是字符、汉字、图形或图像。