微型计算机的硬件系统

1．内存储器

内存储器是数据和代码的临时存放设备，存放输入/输出数据以及CPU进行计算、处理的数据，一般为半导体存储器。内存储器又可分为RAM（Random Access Memory，随机存储器，如图3所示）、ROM（Random Only Memory，只读存储器）和高速缓冲存储器（Cache）。其中随机存储器中的信息用户可不断进行各种读写操作。只读存储器中的信息一般由厂商在生产的时候直接写入，用户只能读取，一般不能对其进行更改。

图3 RAM存储器

RAM：目前，在微型计算机上广泛采用动态随机存储器（DRAM）作为主存。DRAM的特点是数据信息以电荷形式保存在小电容器内，由于电容器放电回路的存在，超过一定的时间后，存放在电容器内的电荷就会消失，故必须对小电容器周期性刷新来保持数据。DRAM具有功耗低、集成度高、成本低的特点。现在大多数微型计算机使用SDRAM（同步动态随机存储器）和RDRAM（存储器总线式动态随机存储器）。SDRAM是目前奔腾计算机系统普遍使用的内存形式，它的刷新周期与系统时钟保持同步，使RAM和CPU以相同的速度同步工作，取消等待周期，减少了数据存取时间。近年来推出的DDRRAM是双倍速率的SDRAM，它使用了更多、更先进的同步电路，它的速度是标准SDRAM的两倍。而RDRAM被广泛的应用于多媒体领域。DRAM主要用于主存储器（俗称内存条）的制造。需要插在系统主板的内存插槽上使用。目前，常用的内存条的引脚为168芯或184芯，一个内存条的容量有32MB、64MB、128MB、256MB、512MB、1GB或2GB等不同的规格。根据其用途来分有：PC机内存条、笔记本电脑内存条、打印机内存条、服务器内存条、绘图仪内存条。

ROM：为保存计算机系统中最重要的基本输入输出程序（BIOS）、系统设置信息、自检和系统自举程序，并反馈诸如设置类型、系统环境等信息，近年来，微型计算机上采用电可擦写ROM（EEPROM）或Flash ROM的存储元件，构成了ROM BIOS。现在的主板还在BIOS芯片加入电源管理、CPU参数系统监控、PnP（即插即用）、病毒防护等功能。

Cache：现如今的CPU速度越来越快，它访问数据的周期甚至达到了几纳秒（ns，表示1ns=10-9s），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，在微型计算机上也采用了高速缓冲存储器（Cache）技术。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。Cache一般采用静态随机存取存储器（SRAM）构成，它的访问速度是DRAM的10倍左右。作为高速存储器实体的Cache按其功能通常分为两类；CPU内部的Cache和CPU外部的Cache。CPU内部的Cache也称为一级Cache，它是CPU内核的一部分，负责在CPU内部的寄存器与外部Cache之间的缓冲。CPU外部的Cache，它是相对于CPU以外的独立的部件，主要用于弥补CPU内部Cache的容量过小，负责整个CPU与内存之间的缓冲。CPU的Cache容量、形式和速度是CPU的重要技术指标，它直接影响到CPU的工作效率，并在很大程度上决定了该CPU的价格。

2．外存储器

为了能存储更多的数据，就需要配置磁盘、光盘、优盘等外部存储器。外存中的数据一般不能直接送到运算器，只能成批地将数据先送到内存，再进行处理。常用外存储介绍如下：

硬盘：硬磁盘简称硬盘，是存储容量最大的外部存储器，硬盘及驱动器是固定在一起的，安置于机器内，通过专用线缆与主板上的IDE接口相连，具有存储容量大、信息存取速度快、密封性好、工作寿命长等特点。硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金或玻璃材质制成，采用全密封结构的金属外壳，工作时，内部盘片的转速高达5400～10000转／分钟（当前一般为7200转／分钟），内部数据传输速率可达1000Mbits/s、外部数据传输速率可达300Mbits/s，是一个怕震动的精密设备。目前，常用的硬盘容量有80GB、120GB、160GB、250GB、320GB、500GB、1000GB等，比较常见的硬盘品牌有希捷、西部数据、日立、三星等。还有一种外置式移动硬盘，主要是由硬盘和硬盘盒两部分组成，一般采用USB接口与主板相连。

光盘：光盘存储器是用激光技术在特制的圆形盘片扇区内高密度地存取信息的装置。由光盘片和光盘驱动器构成。光盘驱动器对光盘的读写速度慢于硬盘的读写速度；光盘的可靠性高、容量大、价格便宜。按光盘的读写性能，可分为只读型（CD-ROM及DVD-ROM）与可读写型（可录光盘CD-R和可重写光盘CD-RW）。

光盘驱动器简称光驱，分为只读光盘驱动器CD-ROM、可读写的光盘驱动器CD-RW和DVD刻录机，主要功能是驱动和读写光盘，它是多媒体电脑中的重要设备。

优盘：优盘又称U盘、闪存盘等，中文全称“USB（通用串行总线）接口的闪存盘”。用于存储照片、资料、影像，面积只有1厘米见方大小，实现便携式移动存储、大大提高了办公效率。正因为U盘的出现，从而淘汰了以前经常使用的软盘。优盘具有小巧便于携带、存储容量大、价格便宜、重量极轻、性能可靠、即插即用等优点。目前，一般优盘容量有1GB、2GB、4GB、8GB、16GB、32GB等。优盘中无任何机械式装置，抗震性能极强，还具有防潮防磁、耐高低温等特性，安全可靠性很好。优盘作为计算机上实用的移动存储设备，它采用USB接口，可用于存储任何数据文件和在计算机间方便地交换文件。由于闪存盘没有机械读写装置，避免了移动硬盘容易碰伤、跌落等原因造成的损坏。其可擦写100万次的性能更是大大加强了数据的安全性，部分款式优盘还具有加密等功能。