1.2 电脑系统的组成

电脑是目前使用最广泛的一类计算机，也称为个人计算机（PC）或者微机。从最早的IBM公司推出的IBM-PC到现在的Pentium 4微机，其更新换代的时间间隔越来越短，性能也越来越高。微机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，其体系结构如图1-1所示。

硬件系统是指构成计算机的电子线路、电子元器件和机械装置等物理设备，看得见，摸得着，是一些实实在在的有形实体，包括计算机的主机及其外部设备。软件系统是指程序及有关的技术文档资料，包括计算机本身运行所需要的系统软件、各种应用程序和用户文件等。硬件是软件工作的基础，离开硬件，软件就无法工作；软件又是硬件功能的扩充和完善，有了软件的支持，硬件功能才能得到充分的发挥。两者相互渗透、相互促进；可以说硬件是基础、软件是灵魂。只有将硬件和软件结合成统一的整体，才能称其为一个完整的计算机系统。

1.2.1 电脑的硬件系统

硬件系统由内部的主要部件和外部设备组成。从计算机的结构来分，可以分为主机和外部设备两大部分。主机是计算机的心脏，计算机的一切操作都要经过它来完成，它还协调主机与外部设备的通信。主机主要包括CPU（中央处理器）、主板及内存等“三大件”和电源等配件。外部设备包括输入设备（如键盘和鼠标）、输出设备（如显示器、打印机和音箱）、外部存储器和其他辅助扩展设备等。

虽然计算机的核心硬件技术仍然让非专业人士望而却步，然而，由于采用了先进的技术，硬件的集成度越来越高，个人计算机的生产已实现了高度的配套化，计算机内部的架构已经远不如以往那样复杂，其硬件的各组成部分已经实现了模块化，组装其实就是将各模块简单地拼装。下面介绍个人计算机的各组成模块及其功能，使读者对其先有一个感性的认识。

1. 外观

我们常见的电脑从外观上来看通常由几大部分组成：主机、显示器、键盘、鼠标。有些多媒体电脑还配有外置音箱。

（1）主机

电脑主机是指机箱及其内部各电脑主要部件的集合。机箱内装有主板、CPU、内存、电源、硬盘、光驱、软驱，以及各种板卡等。普通的主机箱都比较大，如图1-2所示。主机箱的前面板上提供各种指示灯、前置USB接口、VCD/DVD光驱，以及电源按钮和Reset按钮等。日常操作计算机，通常都要从主机箱的前面板开始。有的机箱为了美观，把前置USB接口用一个盖板挡起来，只要扳动盖板的按钮即可看到USB接口。

主机箱的背面主要提供电源以及各种板卡的外接口。一般的计算机外接口包括主机电源接口、显示器电源接口、串行口、并行口、PS/2接口（用于连接早期的键盘和鼠标）、视频接口、音频接口、网卡接口和USB接口（目前主流的键盘和鼠标均采用USB接口，新型机箱前后都有USB接口）等，如图1-3所示。

（2）显示器

显示器是电脑硬件系统中的输出设备，目前常见的显示器有两种类型：CRT显示器和液晶显示器。传统的CRT显示器价格相对低廉，而且在一些应用领域有着液晶显示器所有能代替的特点，目前仍在广泛使用，其外观如图1-4所示。液晶显示器的体积小、显示效果好、辐射小、耗能少，目前已逐渐成为个人计算机的主流设备，其外观如图1-5所示。

（3）键盘和鼠标

键盘和鼠标是计算机中最常用的输入设备。键盘从外形来看分为标准键盘和人体工程学键盘两种，我们通常见到的键盘都是标准键盘，如图1-6所示。目前常见的鼠标是光电鼠标，外观则通常是左右两个轻触式按键加一个翻页滚轮，如图1-7所示。

（4）音箱

音箱的作用就是使计算机能够输出音乐等各种音频信息，是多媒体计算机必不可少的音频输出设备。通常使用的是双声道2个音箱，如图1-8所示。

2. 主机的内部构造

不同用途的电脑所配置的硬件设备会有所区别，但通常都具有主板、CPU、内存、显卡、电源、硬盘和光驱，而软驱、声卡和网卡等其他设备可根据需要配置。这些支持电脑工作的各主要部件都集合在主机箱内部，打开机箱一侧的挡板，即可看到其内部结构，如图1-9所示。

（1）主板

主板是计算机硬件系统的核心，是一块控制和驱动计算机的印刷电路板（PCB），如图1-10所示。作为整个计算机的基板，主板是CPU、内存、显卡及各种扩展卡的载体。主板是否稳定关系着整个计算机是否稳定，主板的性能在一定程度上也制约着整机的性能。

（2）CPU

CPU包含计算机的控制部件和算术逻辑部件，主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成，是计算机的核心，其重要性好比大脑对于人一样，因为它负责处理、运算计算机内部的所有数据。计算机品质的高低、运算速度的快慢关键在于CPU。CPU从外观上看如图1-11所示。

（3）内存

内存是系统的主存储器，是计算机运行程序时用于快速存放程序和数据的载体，由半导体大规模集成电路芯片组组成，如图1-12所示。内存的容量和速度在很大程度上影响着计算机的运行能力和运行效率。

（4）电源

计算机的电源是指将交流电转换为计算机工作所需要的直流电的转换器，也就是电气行业上所说的开关电源。计算机电源分为AT、AT X等标准，现在普遍使用的是AT X电源，如图1-13所示。

（5）显卡

显卡是最常用的输出设备，用来将计算机对数字图像、动画、电影等进行处理后产生的结果转换为视频信号，传输给显示器将其显示出来。其外观如图1-14所示。

（6）硬盘、光驱和软驱

这3种设备都属于外部存储设备。外部存储器是相对于内部主存储器而言的。主存储器（内存）虽然速度快，但不能长久保存数据（断电后其中保存的数据即会消失），而且容量较小。为了能存储更多的数据，提高处理能力，计算机常常需要一个额外的存储器即硬盘，其存储能力比内存储器要大得多，外观如图1-15所示。

此外，光驱也是常用的外部存储设备。光驱分为普通光驱和刻录机，普通光驱只能读取光盘中的数据，而刻录机除读取光盘外还带有刻录功能，可用于保存资料备份和移动。光驱和光盘的外观如图1-16所示。

软驱一度曾是电脑重要设备之一，使用软盘作为储存介质，可用于资料备份和移动，其外观如图1-17所示。软盘因其存储量小，近年来被光盘所取代，已退出主流地位。

此外，现在常用的存储器还有移动硬盘、U盘等移动存储器。移动存储器便于携带，使用方便，尤其是U盘，因其价格便宜，几乎成为电脑用户的必备之物。

（7）其他扩展设备

扩展设备是除上述设备外的其他设备的总和，是为了实现多媒体和网络功能的扩展而增加的设备。例如，为了实现接入Internet而增加的调制解调器（Modem）和网卡；为了实现在显示器上收看电视节目而增加的电视卡等。这些扩展设备极大地丰富了多媒体计算机的各种功能。这些设备在这里就不一一介绍了，后面的章节中会有所介绍。

1.2.2 电脑的软件系统

软件是为了运行、管理和维修计算机而人工编制的各种程序的集合。软件系统是电脑运行的平台，是计算机系统中由软件组成的部分，包括操作系统、语言处理系统、数据库系统、分布式软件系统和人机交互系统等。

1. 基本输入/输出系统

一般情况下，用户不能直接操作电脑裸机，必须通过计算机的基本输入/输出系统（Basic Input/Output System，BIOS），才能操作和控制裸机。输入/输出系统提供了最基本的计算机操作功能，如在屏幕上显示一个点，以及接收一个键盘字符的输入等。

基本的输入/输出系统非常重要，几乎所有的计算机功能最终都是分解为一个个简单的基本输入/输出操作来实现的。如画一幅风景，就是由画一系列不同颜色和亮度的点的基本输入/输出操作来完成的。

2. 系统软件

系统软件是管理、监控和维护计算机资源的软件，是用来扩展计算机的功能、提高计算机的工作效率、方便用户使用计算机的软件，人们借助于软件来使用计算机。系统软件是计算机正常运转不可缺少的，一般由计算机生产厂家或专门的软件开发公司研制，出厂时写入ROM芯片或存入存储介质（如光盘等），供用户选购。任何用户都要用到系统软件，其他程序都要在系统软件支持下运行。系统软件最常用的就是操作系统，我们耳熟能详的Windows、Linux等都是操作系统。此外还有数据库管理系统如SQL Server、Oracle，网络管理系统如一些Web服务器构建软件，语言处理系统如MicrosoftVisual Studio等。

3. 应用软件

应用软件是提供某种特定功能的软件，如经常使用的Microsoft Office、WPS Office、Adobe Photoshop和Macromedia Flash等。它们一般都运行在操作系统之上，由专业人员根据各种需要开发。我们平时见到和使用的绝大部分软件均为应用软件，如杀毒软件、文字处理软件、学习软件、游戏软件和上网软件等。