[编者按]IBM系列及其兼容微型计算机的突出优点是速度高、内在容量大,功能很强,被广泛应用于各个领域。近一两年来,PC机大幅度降价,这就给具有一定技术和经济能力的无线电爱好者个人购买和组装微机带来了希望。为此中央电视台与深圳震华电脑工程部联合举办“微机组装、调试与操作”电视教育讲座,本刊将介绍有关辅导材料。人民邮电出版社也将出版此书。我们相信参加学习的爱好者,在学习掌握计算机新技术的进程中,都会有一个实实在在的进步。
一、概述
PC是英文Personal Computer(个人计算机)的缩写。目前,PC机种类繁多。典型的机型是IBM-PC,它由IBM公司于1981年推出,并很快就成为PC机的主流机型。一些软件公司和用户,纷纷根据IBM公司提供的技术资料,在IBM-PC机上开发实用工具软件和应用软件。目前,在IBM-PC及其兼容机上可以运行的各种软件,已逾万种,遍及各个领域。
IBM-PC在系统整体设计上有许多特点。突出体现在:1、配备了较完善的系统软件。用户不必了解机器的硬件情况,就可以直接在系统软件的支持下进行操作;2.在硬件设计上留有较大的伸缩性。主机板上的ROM、RAM都采用保留扩展区的设计方式;主机板上留有扩展插槽,为PC机的功能扩展创造了良好的硬件环境。3.在软、硬件的升级换代过程中,有较好的继承性和兼容性。由于IBM-PC机设计上的成功,使得许多计算机生产厂家纷纷仿照IBM-PC的设计,推出IBM-PC的兼容机。到目前,美国IBM公司的PC系列机已拥有如下机型:IBM-PC、IBM-PC/XT、IBM-PC/AT,以及1987年推出的新一代PC机型IBM PS/2系列;我国长城计算机公司的长城系列PC机有:GW 0520 CH、GW 0520 EM、GW 0520 DH、GW286、GW 286 B、GW 286 EX、GW 386等多种机型。
一般说来,PC机的升级换代,与主机板所采用的微处理器关系甚密。从IBM-PC采用8088微处理器之后,Intel公司相继开发出了8086、80186、80286、80386等高性能微处理器芯片。这些芯片,从数据处理能力来说,由准16位扩展到了16位、32位;从外部存储器寻址能力来说,由1兆范围扩展到了数百兆范围;从控制指令系统来说,更加灵活、方便、实用。
计算机的数据总线宽度,影响到计算机的运行精度、功能和速度。数据总线越宽,其处理数据的能力越强。比如,我们做8位二进制乘法,其积最大可能是16位二进制长度。如果计算机的数据总线宽度为16位,这就很容易处理。如果计算机的数据总经宽度只有8位的话,处理这个问题就复杂得多了。这时候,必需分段运算,不仅加大程序量,而且占用很多机时,使机器运行效率降低。人们常以数据总线宽度来直称微处理器或计算机,如8位机、16位机、8位微处理器、16位微处理器等等。
地址总线的宽度,反应了微处理器所能管理的内存大小。地址总线越宽,就能允许挂接更大容量的内存,有利于处理更大的程序和更大数量的数据。
时至今日,各种PC机的接口电路及外部设备琳琅满目;各种规格和性能的PC机更是品种繁多。现在,它们广泛地活跃在数据采集处理、过程控制、自动控制、测量分析、交通管理、家用电器及事务处理、家庭和学校教育等各个领域。但是,我们必需看到:虽然组成各种PC的系统模块基本上都一样,然而,在PC成员中,由于主机板微处理器的选择和外围配置的不同,输入/输出设备的配备不同,各PC机之间在性能和价格上存在着很大的差异。这一点,在选购PC时必需注意。
一般来说,选机的原则是:由用途采选择机型及外围配置。比如,我们的PC机主要用于计算和事务处理,重点就应该放在数据总线的宽度和内存容量上。显示器就没有必要选择彩色显示器,而选用单色显示器,就会节省许多费用;如果PC机要作汉字处理或运行较大的程序,就必需选择具有较大内存容量的机型;如果要在PC机上运行CAD等作图软件,那就应当选择有较高分辨率的彩色显示器。为提高工作效率,还可选用鼠标器和数字化仪等;如果希望PC进行实时数据处理,就要选择运行速度快的机器,甚至考虑增加提高运算速度的协处理器;磁盘驱动器和打印机,亦应根据需要来配备。运行大程序,最好具有硬盘驱动器,至少也要有两个软盘驱动器。经常需要硬拷贝的,还需配备打印机;如果只要求作简单的控制,就没有必要选用PC机,而用单片机或单板机就够了。
另外,软件系统的优劣、该机型应用软件的丰富与否、生产厂家的信誉、产品的质量、保修条件等等,都是在选择机型时应该考虑的因素。
二、PC机的硬件结构
主机板、标准键盘、一部CRT显示器及相应的接口电路和电源,就能构成一个基本的计算机系统。然而,这样的系统的应用程序的读和写十分困难。为解决这个问题,再在上述系统中,扩充软盘驱动器或硬盘驱动器及相应的接口电路,就得到了一个完善的、具有最小配置的PC机系统。这个系统能够方便地实现人机对话,并可以运行有关程序,进行数据和事务处理。
下面,将组成PC机的这些部件作一简单介绍:
1.PC机主机板:主机板是PC机的核心部分。它在系统软件的支持下,负责整机的工作。它由微处理器、存储器(RAM)模块、输入/输出控制模块、ROM模块、功能扩展槽、扬声器接口等部分组成。根据该板上微处理器及相应硬件配置的不同,主机板有:8088主机板,XT286主机板,AT386主机板,AT486主机板等可供选择。主机板扩展槽上,有与微处理器联接的数据总线、地址总线、控制总线以及电源线,为加装功能卡,扩展主机功能提供了良好条件。
2.键盘:键盘是PC机的基本输入设备。为减轻主机板中微处理器的负担,一般键盘中专门设置了键处理部件,对键盘进行扫描、去抖动、键值计算等处理,最后只将结果送给主机处理。键处理电路部件一般由专用键盘控制芯片或带有固化程序的单片机(如Intel 8048)及附属电路组成。标准键盘有83键、101键等几种规格,它们用于不同的机型。无论哪种键盘,均包括以下三部分:标准打字字符键区;数字键区和功能及编辑键区。
3.显示器及接口卡:显示器是PC的基本输出设备,用于显示主机的输入/输出信息。主机与显示器的数据传送及显示方式控制,是通过显示器接口卡(或称显示器适配器)来实现的。显示器分为彩色显示器和单色显示器两种。根据显示器显示屏面上象素的多少,又分为低分辨率、中分辨率、高分辨率等几种显示方式。目前,显示器接口卡有许多型号,用于不同机型。主要针对CGA(彩色图形显示),EGA(扩展彩色图形显示)、VGA(高分辨率图形显示)三种显示标准而设计,请见表1所示。
表1
标准 图形分辨率 色 彩 显示方式
CGA 320×200 16选4 CGA
EGA 320×200 16选4 CGA
640×350 64选16 EGA
VGA 320×200 4/256k 部分兼容CGA
320×200 256/256k 全彩色图形
640×350 16/256k 部分兼容EGA
640×480 16/256k 扩展图形
如果选用单色显示器,可以选择单色显示器接口卡。
4.磁盘和磁盘驱动器:磁盘作为大容量的数据存储载体,广泛用于PC机中。数据(程序)是以文件形式存入磁盘的。根据磁介质载体的不同,磁盘分为硬盘和软盘两类。硬盘是将几张硬盘片与驱动部分密封成一个整体,它一般具有较大的存储容量。PC机中用的硬盘,有5.25和3.5in两种规格,根据其内部盘片的多少,存储内量有所不同,一般在10MB~100MB之间。PC机中常用的软磁盘也有5.25和3.5in两种规格,根据其磁介质情况,又分为单面、双面、低密度、高密度等不同类别。无论硬盘和软盘都必须由磁盘驱动器,经接口电路(即磁盘驱动器控制卡),与主机通讯,才能完成数据的读/写操作。一张新磁盘,不能直接用于数据的读/写。必须经系统软件格式化后,方能成为系统认可的数据载体。对于常用的软盘,可能有表2所示的几种容量。格式化容量一般稍大于实际可用容量。由于软盘片使用简单,携带方便,它已成为数据保存和软件交流的主要载体。
表2
软盘尺寸 格式化容量 注释
5.25in 360kB 双面磁盘
5.25in 1.2MB 高密度双面盘
密度双面金
3.5in 720kB 双面磁盘
3.5in 1.44MB 双面磁盘
5.接口卡:PC机与外部设备的通信,通常经过插于扩展槽的接口卡来实现。一般,接口卡用于专项目的。如,对磁盘操作的接口卡,是硬(软)盘驱动器控制卡;对打印机通信的是打印机控制卡;与外部设备实现异步(串行)通信的RS-232C通信卡等。有的卡在一个接口卡上设计实现几种功能,这种卡就叫作多功能卡。
一般带有磁盘驱动器、显示器等设备的PC机,都配有相应的接口卡。有的还配有RS-232C通信卡和打印机接口卡,方便用户使用。如果PC机要扩充外部设备,而主机中没有相应接口卡时,应选配适当的接口卡后,才能使用。(刘尚诚 林海)