电脑的基本结构

电脑的基本构成

    一台电脑主要由主机、键盘、鼠标、显示器和一些外部设备(打印机、扫描仪、数码相机、音响设备)构成。主机中包含了电脑的核心部分,它主要有主板、电源、光驱、软驱、硬盘等部分。主板是以CPU为核心将各种适配卡以及各种接口电路、集成电路芯片、电源供电滤波电路等集于一体的电子线路板。其中显卡、视频捕捉卡、声卡、内存条等电路单元也都通过相应的插槽与主板相连,成为主板的一部分。

    电脑主机箱将组成电脑的各个部件和单元电路,紧凑地组装成一体。电源供电电路独立地安装在一个金属壳体中,通过几组引线插件为主板、光驱、软驱和硬盘等部分提供十SV、+12V等稳定的直流电压。为整个电脑主机系统提供能源,如果电源供电不良,电脑便不能正常工作。

    光驱安装在前面板上,前部设有操作按钮,以便装卸光盘和调整CD音量。光驱主要是为电脑输人软件和数据的设备。它是由激光头、光盘驱动机构和数据读取电路等部分构成的,可以将数据光盘和软件的信息送人电脑,如果安装一个具有刻录功能的光驱,还可以将电脑中的数据刻录到光盘上。如果光驱有故障,便不能向电脑输人光盘的数据信息。

    软盘驱动器简称软驱,它是一个小型软磁盘的录放装置,可以将电脑中的数据记录到软磁盘上(常用3.5英寸软磁盘),也可以将软磁盘中的信息读出输送到电脑中进行处理和保存。软驱有故障,电脑会失去软盘的数据输出和输人功能。

    硬盘是电脑中的大容量储存器,它有多片磁盘同轴安装,同轴旋转,每个盘片都设有浮动的读写磁头。它通常将电脑中的操作系统软件、应用程序软件和各种数据记录到硬磁盘上。在CPU的控制下可以随机存取数据,断电后仍能保存所记录的数据。如果硬盘损坏或是有故障,整个电脑便不能工作。因为操作系统的软件和应用软件都存在硬盘中。

主板的结构

    电脑的各种输人、输出接口电路,大规模集成电路芯片和多种连接插件、插座(插槽)都设在主板上。此外,主CPU、内存条(主存储器)、显卡、视频卡等也都通过插槽,插到主板上,以便于更换。
    在主板上设有与电源、光驱、软驱、硬盘、键盘、鼠标、打印机等连接的接口。这样就构成了以CPU为核心的高速信息处理系统。各个部分在CPU的指挥和控制下按照程序协调动作。任何一部分或某一电路单元有故障都可能引起电脑的工作失常。还要注意保持各部件的机械安装和设备连接良好,任何一个接口连接有松动或接触不良,都可能造成某项功能失常或全部不工作,而机械安装不良有可能引起电路元器件短路或断路,造成元器件损坏。电脑中发生故障通常可以根据症状、故障信息确认故障范围和部位。

电脑的信息处理过程

    电脑系统的中央处理单元简称CPU,它是电脑系统的控制中心。由于它能模仿人脑的思维方式,具有分析判断功能,因而是一种智能化的逻辑电路单元。从外形上看它是一个多引脚的超大规模的集成电路,又被称为微处理器。微处理器内的主要部分是运算器和控制器。CPU中还具有指令输人、指令译码、总线接口和高速缓冲存储器等部分。
    CPU与一般电子线路的根本不同在于它是按照程序进行工作的。在工作时,CPU从内存中顺次读出指令,然后根据指令要求作相应的工作。内存中的指冷通过总线接口单元送人CPU,先送到指令输人单元,然后再送到指令译码单元,对指令内容进行解读。由于指令都是由1和0组成的二进制编码信号。通过对它的解读变成要执行的指令,即将要进行哪项工作。这些工作包括加减乘除的运算指令,二进制数据的比较指令,从存储器中读出数据的指令,向外部设备输出指令。
    内存(主存储器)和辅助存储器是存储程序和数据的电子器件。其中内存是智能电脑运行过程中所处理的数据和程序的器件,而辅助存储器是保存处理后的数据和程序的器件,例如软盘、硬盘和CD-RPM等。电脑的输入和输出设备以及辅助存储装置都属于外围设备。很多外围设备可以根据需要选择和增减。

电脑的工作过程可以分为以下6个步骤:

 1.启动过程
    电脑系统及外部设备连接好以后,用户操作启动键,于是便有电源为主机供电,CPU首先从ROM中读出辅助程序(启动程序),根据ROM中的启动程序将硬盘中的系统程序读出并写人内存中,于是系统开始进入启动过程。
    ROM中的启动程序是对主板上的各种集成电路芯片,进行初始化的操作使之完成工作准备条件。
    如果CPU、ROM芯片或硬盘损坏,会引起不能启动的故障。

 2.待机状态
    电脑在进行工作之前,系统要进行必要的初始化工作,然后操作系统才进人等待用户的操作。进人待机状态后,用户才可以通过键盘或鼠标给电脑输人工作指令。

 3.程序的调用
    用户需要进行某项工作,便通过键盘或鼠标给电脑输人工作指令。该指令信号通过电缆和输人接口电路(IC芯片)送人CPU,CPU输出控制信号,从硬盘中调出(读出)该项工作的应用程序,并送人内存。也就是说CPU不能直接使用硬盘中的程序,必须先将程序传送到内存中,经内存才能将指令送人CPU进行处理。

 4.应用程序的执行
    CPU从内存中的程序中一条一条地读出并进行高速处理。每一个应用程序都是由成百上千条单个命令组合而成的,每一条指令都是由简单的二进制数字来表示的,CPU一条一条地从内存中读出,并根据命令内容进行动作,反复地运行,直至完成。
    在命令中有几种,如“算术运算”、 “逻辑运算”、“数据传输”、“条件分类”等项。电脑在1秒钟内可以进行上千万次的运算,再复杂的程序看上去也能很快完成,这就是电脑超高速处理的特点。

 5.图像的显示
    CPU一次次地读出内存中的命令,并执行相应的命令。同时还要将运算执行的结果存到内存中。为了便于人机对话,使用户了解电脑内部的运行状态和运算执行的结果,将电脑处理的数据、信息和运行状态以图形、图像的形式显示在显示器上。
    在这个过程中,CPU输出图形显示数据,然后经传输芯片后将它存到显卡的显示存储器中,显示存储器的信号再经视频图形、图像处理电路形成一场一场视频图像信号,最后经D/A变换器输出视频R、G、B三基色信号送到显示器中显示出图像。显卡有故障或是传输电缆、插头座接触不良,会引起显示器无图像的故障。

 6.数据输出和外部设备
    电脑完成一项任务后,CPU控制应用程序将处理结果(数据)存人软盘或硬盘之中,同时还可以将数据通过打印通道、电缆送到打印机中打印出来。如果打印的软件或硬盘有故障会使打印工作失常。