微型計算機

微型計算機的特點是體積小、靈活性大、價格便宜、使用方便。把微型計算機集成在一個晶元上即構成單片微型計算機(SingleChipMicrocomputer)。由微型計算機配以相應的外圍設備（如印表機）及其他專用電路、電源、面板、機架以及足夠的軟體構成的系統叫做微型計算機系統(MicrocomputerSystem)（即通常說的電腦）。

自1981年美國IBM公司推出第一代微型計算機IBM-PC以來，微型機以其執行結果精確、處理速度快捷、性價比高、輕便小巧等特點迅速進入社會各個領域，且技術不斷更新、產品快速換代，從單純的計算工具發展成為能夠處理數字、符號、文字、語言、圖形、圖像、音頻、視頻等多種信息的強大多媒體工具。如今的微型機產品無論從運算速度、多媒體功能、軟硬體支持還是易用性等方面都比早期產品有了很大飛躍。

微型計算機簡稱微機，俗稱電腦，其準確的稱謂應該是微型計算機系統。它可以簡單地定義為：在微型計算機硬體系統的基礎上配置必要的外部設備和軟體構成的實體。

微型計算機系統從全局到局部存在三個層次：微型計算機系統、微型計算機、微處理器（CPU）。單純的微處理器和單純的微型計算機都不能獨立工作，只有微型計算機系統才是完整的信息處理系統，才具有實用意義。

一個完整的微型計算機系統包括硬體系統和軟體系統兩大部分。硬體系統由運算器、控制器、存儲器（含內存、外存和緩存）、各種輸入輸出設備組成，採用“指令驅動”方式工作。

軟體系統可分為系統軟體和應用軟體。系統軟體是指管理、監控和維護計算機資源（包括硬體和軟體）的軟體。它主要包括：操作系統、各種語言處理程序、資料庫管理系統以及各種工具軟體等。其中操作系統是系統軟體的核心，用戶只有通過操作系統才能完成對計算機的各種操作。應用軟體是為某種應用目的而編製的計算機程序，如文字處理軟體、圖形圖像處理軟體、網路通信軟體、財務管理軟體、CAD軟體、各種程序包等。

微型計算機的發展通常以微處理器晶元CPU的發展為基點。當一種新型CPU研製成功，一年之內，相應的軟硬體配套產品就會推出，進而使微型計算機系統的性能得到進一步完善，這樣只需兩三年的時間就會形成一代新的微型計算機產品。美國Intel公司在微處理器的生產商一直處於主導地位。事實上，到目前為止，微型計算機的歷史也就是Intel微處理器的發展史。

微型計算機的特點是體積小、靈活性大、價格便宜、使用方便。自1981年美國IBM公司推出第一代微型計算機IBM-PC以來，微型機以其執行結果精確、處理速度快捷、性價比高、輕便小巧等特點迅速進入社會各個領域，且技術不斷更新、產品快速換代，從單純的計算工具發展成為能夠處理數字、符號、文字、語言、圖形、圖像、音頻、視頻等多種信息的強大多媒體工具。如今的微型機產品無論從運算速度、多媒體功能、軟硬體支持還是易用性等方面都比早期產品有了很大飛躍。

（1）伺服器（Server）

專指某些高性能計算機，能通過網路，對外提供服務。相對於普通電腦來說，穩定性、安全性、性能等方面都要求更高，因此在CPU、晶元組、內存、磁碟系統、網路等硬體和普通電腦有所不同。伺服器是網路的節點，存儲、處理網路上80%的數據、信息，在網路中起到舉足輕重的作用。它們是為客戶端計算機提供各種服務的高性能的計算機，其高性能主要表現在高速度的運算能力、長時間的可靠運行、強大的外部數據吞吐能力等方面。伺服器的構成與普通電腦類似，也有處理器、硬碟、內存、系統匯流排等，但因為它是針對具體的網路應用特別制定的，因而伺服器與微機在處理能力、穩定性、可靠性、安全性、可擴展性、可管理性等方面存在差異很大。伺服器主要有網路伺服器（DNS、DHCP）、列印伺服器、終端伺服器、磁碟伺服器、郵件伺服器、文件伺服器等。

（2）工作站（Workstation）

是一種以個人計算機和分散式網路計算為基礎，主要面向專業應用領域，具備強大的數據運算與圖形、圖像處理能力，為滿足工程設計、動畫製作、科學研究、軟體開發、金融管理、信息服務、模擬模擬等專業領域而設計開發的高性能計算機。它屬於一種高檔的電腦，一般擁有較大屏幕顯示器和大容量的內存和硬碟，也擁有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以及聯網功能。

無盤工作站是指無軟盤、無硬碟、無光碟機連入區域網的計算機。在網路系統中，把工作站端使用的操作系統和應用軟體被全部放在伺服器上，系統管理員只要完成伺服器上的管理和維護，軟體的升級和安裝也只需要配置一次后，則整個網路中的所有計算機就都可以使用新軟體。所以無盤工作站具有節省費用、系統的安全性高、易管理性和易維護性等優點，這對網路管理員來說具有很大的吸引力。

無盤工作站的工作原理是由網卡的啟動晶元（BootROM）以不同的形式向伺服器發出啟動請求號，伺服器收到后，根據不同的機制，向工作站發送啟動數據，工作站下載完啟動數據后，系統控制權由BootROM轉到內存中的某些特定區域，並引導操作系統。

根據不同的啟動機制，比較常用無盤工作站可分為RPL和PXE。RPL為RemoteInitialProgramLoad的縮寫，此技術常用於Windows95中。PXE是RPL的升級品，它是PrebootExecutionEnvironment的縮寫。兩者不同之處在於RPL是靜態路由，而PXE是動態路由，其通信協議採用TCP/IP，實現了與Internet連接高效而可靠，它常用於Windows98、WindowsNT、Windows2000、WindowsXP中。

（3）集線器

集線器（HUB）是一種共享介質的網路設備，它的作用可以簡單的理解為將一些機器連接起來組成一個區域網，HUB本身不能識別目的地址。集線器上的所有埠爭用一個共享通道的帶寬，因此隨著網路節點數量的增加，數據傳輸量的增大，每節點的可用帶寬將隨之減少。另外，集線器採用廣播的形式傳輸數據，即向所有埠傳送數據。如當同一區域網內的A主機給B主機傳輸數據時，數據包在以HUB為架構的網路上是以廣播方式傳輸的，對網路上所有節點同時發送同一信息，然後再由每一台終端通過驗證數據包頭的地址信息來確定是否接收。其實接收數據的一般來說只有一個終端節點，對所有節點都發送，在這種方式下，很容易造成網路堵塞，而且絕大部分數據流量是無效的，這樣就造成整個網路數據傳輸效率相當低。另一方面由於所發送的數據包每個節點都能偵聽到，容易給網路帶來一些不安全隱患。

（4）交換機

交換機（Switch）是按照通信兩端傳輸信息的需要，用人工或設備自動完成的方法把要傳輸的信息送到符合要求的相應路由上的技術統稱。廣義的交換機就是一種在通信系統中完成信息交換功能的設備，它是集線器的升級換代產品，外觀上與集線器非常相似，其作用與集線器大體相同。但是兩者在性能上有區別：集線器採用的是共享帶寬的工作方式，而交換機採用的是獨享帶寬方式。即交換機上的所有埠均有獨享的通道帶寬，以保證每個埠上數據的快速有效傳輸，交換機為用戶提供的是獨佔的、點對點的連接，數據包只被發送到目的埠，而不會向所有埠發送，其它節點很難偵聽到所發送的信息，這樣在機器很多或數據量很大時，不容易造成網路堵塞，也確保了數據傳輸安全，同時大大的提高了傳輸效率，兩者的差別就比較明顯了。

（5）路由器

路由器（Router）是一種負責尋徑的網路設備，它在網際網路路中從多條路徑中尋找通訊量最少的一條網路路徑提供給用戶通信。路由器用於連接多個邏輯上分開的網路，為用戶提供最佳的通信路徑，路由器利用路由表為數據傳輸選擇路徑，路由表包含網路地址以及各地址之間距離的清單，路由器利用路由表查找數據包從當前位置到目的地址的正確路徑，路由器使用最少時間演演算法或最優路徑演演算法來調整信息傳遞的路徑。路由器是產生於交換機之後，就像交換機產生於集線器之後，所以路由器與交換機也有一定聯繫，並不是完全獨立的兩種設備。路由器主要克服了交換機不能向路由轉發數據包的不足。交換機、路由器是一台特殊的網路計算機，它的硬體基礎CPU、存儲器和介面，軟體基礎是網路互聯操作系統IOS。

交換機、路由器和PC機一樣，有中央處理單元CPU，而且不同的交換機、路由器，其CPU一般也不相同，CPU是交換機、路由器的處理中心。

內存是交換機、路由器存儲信息和數據的地方，CISCO交換機、路由器有以下幾種內存組件：

ROM（ReadOnlyMemory）存儲交換機、路由器加電自檢（POST：Power-OnSelf-Test）、啟動程序（BootstrapProgram）和部分或全部的IOS。交換機、路由器中的ROM是可擦寫的，所以IOS是可以升級的。

RAM（RandomAccessMemory）與PC機上的隨機存儲器相似，提供臨時信息的存儲，同時保存著當前的路由表和配置信息。

NVRAM(NonvolatileRandomAccessMemory）存儲交換機、路由器的啟動配置文件。NVRAM是可擦寫的，可將交換機、路由器的配置信息拷貝到NVRAM中。

FLASH快閃記憶體，是可擦寫的，也可編程，用於存儲CISCOIOS的其它版本，用於對交換機、路由器的IOS進行升級。

介面用作將交換機、路由器連接到網路，可以分為區域網介面和廣域網介面兩種。由於交換機、路由器型號的不同，介面數目和類型也不盡一樣。常見的介面主要有以下幾種：

高速同步串口，可連接DDN，幀中繼（FrameRelay），X.25，PSTN（模擬電話線路）。

同步/非同步串口，可用軟體將埠設置為同步工作方式。

AUI埠，即粗纜口。一般需要外接轉換器（AUI-RJ45），連接10/100Base-T乙太網路。

ISDN埠，可以連接ISDN網路（2B+D），可作為區域網接入Internet之用。

AUX埠，該埠為非同步埠，主要用於遠程配置，也可用於拔號備份，可與MODEM連接。支持硬體流控制（HardwareFlowControl）。

Console埠，該埠為非同步埠，主要連接終端或運行終端模擬程序的計算機，在本地配置交換機、路由器。不支持硬體流控制。

是一種採用匯流排結構，對生產過程及其機電設備、工藝裝備進行檢測與控制的計算機系統總稱。簡稱控制機。它由計算機和過程輸入輸出（I/O）通過兩大部分組成。計算機是由主機、輸入輸出設備和外部磁碟機、磁帶機等組成。在計算機外部又增加一部分過程輸入/輸出通道，用來完成工業生產過程的檢測數據送入計算機進行處理；另一方面將計算機要行使對生產過程式控制制的命令、信息轉換成工業控制對象的控制變數的信號，再送往工業控制對象的控制器去。由控制器行使對生產設備運行控制。工控機的主要類別有：IPC（PC匯流排工業電腦）、PLC（可編程式控制制系統）、DCS（分散型控制系統）、FCS（現場匯流排系統）及CNC（數控系統）五種。

1、IPC

即基於PC匯流排的工業電腦。IDC統計PC機已佔到通用計算機的95%以上，因其價格低、質量高、產量大、軟/硬體資源豐富，已被廣大的技術人員所熟悉和認可，這正是工業電惱熱的基礎。其主要的組成部分為工業機箱、無源底板及可插入其上的各種板卡組成，如CPU卡、I/O卡等。並採取全鋼機殼、機卡壓條過濾網，雙正壓風扇等設計及EMC（electromagneticcompatibility）技術以解決工業現場的電磁干擾、震動、灰塵、高/低溫等問題。

IPC有以下特點：

可靠性：工業PC具有在粉塵、煙霧、高/低溫、潮濕、震動、腐蝕和快速診斷和可維護性，其MTTR（MeanTimetoRepair）一般為5min，MTTF10萬小時以上，而普通PC的MTTF僅為10000～15000小時。實時性，工業PC對工業生產過程進行實時在線檢測與控制，對工作狀況的變化給予快速響應，及時進行採集和輸出調節（看門狗功能這是普通PC所不具有的），遇險自複位，保證系統的正常運行。

擴充性，工業PC由於採用底板+CPU卡結構，因而具有很強的輸入輸出功能，最多可擴充20個板卡，能與工業現場的各種外設、板卡如與道控制器、視頻監控系統、車輛檢測儀等相連，以完成各種任務。

兼容性，能同時利用ISA與PCI及PICMG資源，並支持各種操作系統，多種語言彙編，多任務操作系統。2、可編程序控制器（PLC）

PLC英文全稱ProgrammableLogicController，中文全稱為可編程邏輯控制器，定義是：一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它採用一類可編程的存儲器，用於其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，並通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程。可編程邏輯控制器（ProgrammableLogicController）是一種專門為在工業環境下應用而設計的數字運算操作電子系統。它採用一種可編程的存儲器，在其內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算等操作的指令，通過數字式或模擬式的輸入輸出來控制各種類型的機械設備或生產過程。

可編程式控制制器是計算機技術與自動化控制技術相結合而開發的一種適用工業環境的新型通用自動控制裝置，是作為傳統繼電器的替換產品而出現的。隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發展，可編程式控制制器更多地具有了計算機的功能，不僅能實現邏輯控制，還具有了數據處理、通信、網路等功能。由於它可通過軟體來改變控制過程，而且具有體積小、組裝維護方便、編程簡單、可靠性高、抗干擾能力強等特點，已廣泛應用於工業控制的各個領域，大大推進了機電一體化的進程。

3、分散型控制系統（DCS）

是一種高性能、高質量、低成本、配置靈活的分散控制系統系列產品，可以構成各種獨立的控制系統、分散控制系統DCS、監控和數據採集系統（SCADA），能滿足各種工業領域對過程式控制制和信息管理的需求。系統的模塊化設計、合理的軟硬體功能配置和易於擴展的能力，能廣泛用於各種大、中、小型電站的分散型控制、發電廠自動化系統的改造以及鋼鐵、石化、造紙、水泥等工業生產過程式控制制。

4、現場匯流排系統（FCS）

是全數字串列、雙向通信系統。系統內測量和控制設備如探頭、激勵器和控制器可相互連接、監測和控制。在工廠網路的分級中，它既作為過程式控制制（如PLC，LC等）和應用智能儀錶（如變頻器、閥門、條碼閱讀器等）的局部網，又具有在網路上分佈控制應用的內嵌功能。由於其廣闊的應用前景，眾多國外有實力的廠家競相投入力量，進行產品開發。國際上已知的現場匯流排類型有四十餘種，比較典型的現場匯流排有：FF，Profibus，LONworks，CAN，HART，CC-LINK等。

5、數控系統（CNC）

現代數控系統是採用微處理器或專用微機的數控系統，由事先存放在存儲器里系統程序（軟體）來實現控制邏輯，實現部分或全部數控功能，並通過介面與外圍設備進行聯接，稱為計算機數控，簡稱CNC系統。

數控機床是以數控系統為代表的新技術對傳統機械製造產業的滲透形成的機電一體化產品；其技術範圍覆蓋很多領域：（1）機械製造技術；（2）信息處理、加工、傳輸技術；（3）自動控制技術；（4）伺服驅動技術；（5）感測器技術；（6）軟體技術等。

1、台式機（Desktop）

也叫桌面機，是一種獨立相分離的計算機，完完全全跟其它部件無聯繫，相對於筆記本和上網本體積較大，主機、顯示器等設備一般都是相對獨立的，一般需要放置在電腦桌或者專門的工作台上。因此命名為台式機。非常流行的微型計算機，多數人家裡和公司用的機器都是台式機。台式機的性能相對較筆記本電腦要強。台式機具有如下特點：

散熱性。台式機具有計算機所無法比擬的優點。台式機的機箱具有空間大、通風條件好的因素而一直被人們廣泛使用。

擴展性。台式機的機箱方便用戶硬體升級，如光碟機、硬碟。台式機箱的光碟機驅動器插槽是4-5個，硬碟驅動器插槽是4-5個。非常方便用戶日後的硬體升級。

保護性。台式機全方面保護硬體不受灰塵的侵害。而且防水性就不錯；在筆記本中這項發展不是很好。明確性。台式機機箱的開、關鍵重啟鍵、USB、音頻介面都在機箱前置面板中，方便用戶的使用。

2、電腦一體機

電腦一體機，是由一台顯示器、一個電腦鍵盤和一個滑鼠組成的電腦。它的晶元、主板與顯示器集成在一起，顯示器就是一台電腦，因此只要將鍵盤和滑鼠連接到顯示器上，機器就能使用。隨著無線技術的發展，電腦一體機的鍵盤、滑鼠與顯示器可實現無線鏈接，機器只有一根電源線。這就解決了一直為人詬病的台式機線纜多而雜的問題。有的電腦一體機還具有電視接收、AV功能。

3、筆記本電腦（Notebook或Laptop）

也稱手提電腦或膝上型電腦，是一種小型、可攜帶的個人電腦，通常重1-3公斤。它和台式機架構類似，但是提供了更好的便攜性：包括液晶顯示器、較小的何種、較輕的重量。筆記本電腦除了鍵盤外，還提供了觸控板（TouchPad）或觸控點（PointingStick），提供了更好的定位和輸入功能。

筆記本電腦可以大體上分為6類：商務型、時尚型、多媒體應用、上網型、學習型、特殊用途。商務型筆記本電腦一般可以概括為移動性強、電池續航時間長、商務軟體多；時尚型外觀主要針對時尚女性；多媒體應用型筆記本電腦則有較強的圖形、圖像處理能力和多媒體的能力，尤其是播放能力，為享受型產品。而且，多媒體筆記本電腦多擁有較為強勁的獨立顯卡和音效卡（均支持高清），並有較大的屏幕。上網本（Netbook）就是輕便和低配置的筆記本電腦，具備上網、收發郵件以及即時信息（IM）等功能，並可以實現流暢播放流媒體和音樂。上網本比較強調便攜性，多用於在出差、旅遊甚至公共交通上的移動上網。學習型機身設計為筆記本外形，採用標準電腦操作，全面整合學習機、電子辭典、復讀機、學生電腦等多種機器功能。特殊用途的筆記本電腦是服務於專業人士，可以在酷暑、嚴寒、低氣壓、戰爭等惡劣環境下使用的機型，有的較笨重，比如奧運會前期在“華碩珠峰大本營IT服務區”使用的華碩筆記本電腦。

4、掌上電腦（PDA）

掌上電腦是一種運行在嵌入式操作系統和內嵌式應用軟體之上的、小巧、輕便、易帶、實用、價廉的手持式計算設備。它無論在體積、功能和硬體配備方面都比筆記本電腦簡單輕便，但在功能、容量、擴展性、處理速度、操作系統和顯示性能方面又遠遠優於電子記事簿。掌上電腦除了用來管理個人信息（如通訊錄，計劃等），而且還可以上網瀏覽頁面，收發Email，甚至還可以當作手機來用外，還具有：錄音機功能、英漢漢英詞典功能、全球時鐘對照功能、提醒功能、休閑娛樂功能、傳真管理功能等等。掌上電腦的電源通常採用普通的鹼性電池或可充電鋰電池。掌上電腦的核心技術是嵌入式操作系統，各種產品之間的競爭也主要在此。

在掌上電腦基礎上加上手機功能，就成了智能手機（Smartphone）。智能手機除了具備手機的通話功能外，還具備了PDA分功能，特別是個人信息管理以及基於無線數據通信的瀏覽器和電子郵件功能。智能手機為用戶提供了足夠的屏幕尺寸和帶寬，既方便隨身攜帶，又為軟體運行和內容服務提供了廣闊的舞台，很多增值業務可以就此展開，如股票、新聞、天氣、交通、商品、應用程序下載、音樂圖片下載等等。

5、平板電腦

平板電腦是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、大小不等、形狀各異，卻功能完整的電腦。其構成組件與筆記本電腦基本相同，但它是利用觸筆在屏幕上書寫，而不是使用鍵盤和滑鼠輸入，並且打破了筆記本電腦鍵盤與屏幕垂直的J型設計模式。它除了擁有筆記本電腦的所有功能外，還支持手寫輸入或語音輸入，移動性和便攜性更勝一籌。平板電腦由比爾蓋茨提出，至少應該是X86架構，從微軟提出的平板電腦概念產品上看，平板電腦就是一款無須翻蓋、沒有鍵盤、小到足以放入女士手袋，但卻功能完整的PC。

即嵌入式系統（embeddedsystems)，是一種以應用為中心、以微處理器為基礎，軟硬體可裁剪的，適應應用系統對功能、可靠性、成本、體積、功耗等綜合性嚴格要求的專用計算機系統。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬體設備、嵌入式操作系統以及用戶的應用程序等四個部分組成。它是計算機市場中增長最快的領域，也是種類繁多，形態多種多樣的計算機系統。嵌入式系統幾乎包括了生活中的所有電器設備，如掌上pda、計算器、電視機頂盒、手機、數字電視、多媒體播放器、汽車、微波爐、數字相機、家庭自動化系統、電梯、空調、安全系統、自動售貨機、蜂窩式電話、消費電子設備、工業自動化儀錶與醫療儀器等。

第1階段（1971—1973年）是4位和8位低檔微處理器時代，通常稱為第1代，其典型產品是Intel4004和Intel8008微處理器和分別由它們組成的MCS-4和MCS-8微機。ntel4004是一種4位微處理器，可進行4位二進位的并行運算，它有45條指令，速度0.05MIPs（MillionInstructionPerSecond，每秒百萬條指令）。Intel4004的功能有限，主要用於計算器、電動打字機、照相機、台秤、電視機等家用電器上，使這些電器設備具有智能化，從而提高它們的性能。Intel8008是世界上第一種8位的微處理器。存儲器採用PMOS工藝。基本特點是採用PMOS工藝，集成度低（4000個晶體管/片），系統結構和指令系統都比較簡單，主要採用機器語言或簡單的彙編語言，指令數目較少（20多條指令），基本指令周期為20~50μs，用於簡單的控制場合。

第2階段（1971—1977年）是8位中高檔微處理器時代，通常稱為第2代，其典型產品是Intel8080/8085、Motorola公司的M6800、Zilog公司的Z80等。它們的特點是採用NMOS工藝，集成度提高約4倍，運算速度提高約10~15倍（基本指令執行時間1~2μs），指令系統比較完善，具有典型的計算機體系結構和中斷、DMA等控制功能。它們均採用NMOS工藝，集成度約9000隻晶體管，平均指令執行時間為1μS～2μS，採用彙編語言、BASIC、Fortran編程，使用單用戶操作系統。

第3階段（1978——1984年）是16位微處理器時代，通常稱為第3代，其典型產品是Intel公司的8086/8088，Motorola公司的M68000，Zilog公司的Z8000等微處理器。其特點是採用HMOS工藝，集成度（20000~70000晶體管/片）和運算速度（基本指令執行時間是0.5μs）都比第2代提高了一個數量級。指令系統更加豐富、完善，採用多級中斷、多種定址方式、段式存儲機構、硬體乘除部件，並配置了軟體系統。這一時期著名微機產品有IBM公司的個人計算機。8086和8088在晶元內部均採用16位數據傳輸，所以都稱為16位微處理器，但8086每周期能傳送或接收16位數據，而8088每周期只採用8位。因為最初的大部分設備和晶元是8位的，而8088的外部8位數據傳送、接收能與這些設備相兼容。8088採用40針的DIP封裝，工作頻率為6.66MHz、7.16MHz或8MHz，微處理器集成了大約29000個晶體管。1981年IBM公司推出的個人計算機採用8088CPU。

1982年，英特爾公司在8086的基礎上，研製出了80286微處理器，該微處理器的最大主頻為20MHz，內、外部數據傳輸均為16位，使用24位內存儲器的定址，內存定址能力為16MB。80286可工作於兩種方式，一種叫實模式，另一種叫保護方式。

在實模式下，微處理器可以訪問的內存總量限制在1兆位元組；而在保護方式之下，80286可直接訪問16兆位元組的內存。此外，80286工作在保護方式之下，可以保護操作系統，使之不像實模式或8086等不受保護的微處理器那樣，在遇到異常應用時會使系統停機。80286在以下四個方面比它的前輩有顯著的改進：支持更大的內存；能夠模擬內存空間；能同時運行多個任務；提高了處理速度。80286的封裝是一種被稱為PGA的正方形包裝。PGA是源於PLCC的便宜封裝，它有一塊內部和外部固體插腳，在這個封裝中，80286集成了大約130000個晶體管。

1984年，IBM公司推出了以80286處理器為核心組成的16位增強型個人計算機IBMPC/AT。由於IBM公司在發展個人計算機時採用了技術開放的策略，使個人計算機風靡世界。

最早PC機的速度是4MHz，第一台基於80286的AT機運行速度為6MHz至8MHz，一些製造商還自行提高速度，使80286達到了20MHz，這意味著性能上有了重大的進步。

IBMPC/AT微機的匯流排保持了XT的三層匯流排結構，並增加了高低位位元組匯流排驅動器轉換邏輯和高位位元組匯流排。與XT機一樣，CPU也是焊接在主板上的。

第4階段（1985—1992年）是32位微處理器時代，又稱為第4代。其典型產品是Intel公司的80386/80486，Motorola公司的M69030/68040等。其特點是採用HMOS或CMOS工藝，集成度高達100萬個晶體管/片，具有32位地址線和32位數據匯流排。每秒鐘可完成600萬條指令（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）。微型計算機的功能已經達到甚至超過超級小型計算機，完全可以勝任多任務、多用戶的作業。同期，其他一些微處理器生產廠商（如AMD等）也推出了80386/80486系列的晶元。

80386DX的內部和外部數據匯流排是32位，地址匯流排也是32位，可以定址到4GB內存，並可以管理64TB的虛擬存儲空間。它的運算模式除了具有實模式和保護模式以外，還增加了一種“虛擬86”的工作方式，可以通過同時模擬多個8086微處理器來提供多任務能力。

80386DX有比80286更多的指令，頻率為12.5MHz的80386每秒鐘可執行6百萬條指令，比頻率為16MHz的80286快2.2倍。80386最經典的產品為80386DX－33MHz，一般我們說的80386就是指它。

由於32位微處理器的強大運算能力，PC的應用擴展到很多的領域，如商業辦公和計算、工程設計和計算、數據中心、個人娛樂。80386使32位CPU成為了PC工業的標準。

1989年英特爾公司又推出准32位微處理器晶元80386SX。這是Intel為了擴大市場份額而推出的一種較便宜的普及型CPU，它的內部數據匯流排為32位，外部數據匯流排為16位，它可以接受為80286開發的16位輸入/輸出介面晶元，降低整機成本。80386SX推出后，性能大大優於80286，而價格只是80386的三分之一。

1989年，我們大家耳熟能詳的80486晶元由英特爾推出。這款經過四年開發和3億美元資金投入的晶元的偉大之處在於它首次實破了100萬個晶體管的界限，集成了120萬個晶體管，使用1微米的製造工藝。80486的時鐘頻率從25MHz逐步提高到33MHz、40MHz、50MHz。

80486是將80386和數學協微處理器80387以及一個8KB的高速緩存集成在一個晶元內。80486中集成的80487的數字運算速度是以前80387的兩倍，內部緩存縮短了微處理器與慢速DRAM的等待時間。並且，在80x86系列中首次採用了RISC（精簡指令集）技術，可以在一個時鐘周期內執行一條指令。它還採用了突發匯流排方式，大大提高了與內存的數據交換速度。由於這些改進，80486的性能比帶有80387數學協微處理器的80386DX性能提高了4倍。

第5階段（1993-2005年）是奔騰（pentium）系列微處理器時代，通常稱為第5代。典型產品是Intel公司的奔騰系列晶元及與之兼容的AMD的K6系列微處理器晶元。內部採用了超標量指令流水線結構，並具有相互獨立的指令和數據高速緩存。隨著MMX（MultiMediaeXtended）微處理器的出現，使微機的發展在網路化、多媒體化和智能化等方面跨上了更高的台階。

早期的奔騰75MHz～120MHz使用0.5微米的製造工藝，後期120MHz頻率以上的奔騰則改用0.35微米工藝。經典奔騰的性能相當平均，整數運算和浮點運算都不錯。為了提高電腦在多媒體、3D圖形方面的應用能力，許多新指令集應運而生，其中最著名的三種便是英特爾的MMX、SSE和AMD的3DNOW!。MMX（MultiMediaExtensions，多媒體擴展指令集）是英特爾於1996年發明的一項多媒體指令增強技術，包括57條多媒體指令，這些指令可以一次處理多個數據，MMX技術在軟體的配合下，就可以得到更好的性能。

多能奔騰(PentiumMMX)的正式名稱就是“帶有MMX技術的Pentium”，是在1996年底發布的。從多能奔騰開始，英特爾就對其生產的CPU開始鎖倍頻了，但是MMX的CPU超外頻能力特彆強，而且還可以通過提高核心電壓來超倍頻，所以那個時候超頻是一個很時髦的行動。超頻這個詞語也是從那個時候開始流行的。

多能奔騰是繼Pentium后英特爾又一個成功的產品，其生命力也相當頑強。多能奔騰在原Pentium的基礎上進行了重大的改進，增加了片內16KB數據緩存和16KB指令緩存，4路寫緩存以及分支預測單元和返回堆棧技術。特別是新增加的57條MMX多媒體指令，使得多能奔騰即使在運行非MMX優化的程序時，也比同主頻的PentiumCPU要快得多。

1997年推出的PentiumII處理器結合了IntelMMX技術，能以極高的效率處理影片、音效、以及繪圖資料，首次採用SingleEdgeContact(S.E.C)匣型封裝，內建了高速快取記憶體。這款晶片讓電腦使用者擷取、編輯、以及透過網際網路和親友分享數位相片、編輯與新增文字、音樂或製作家庭電影的轉場效果、使用視訊電話以及透過標準電話線與網際網路傳送影片，IntelPentiumII處理器晶體管數目為750萬顆。

1999年推出的PentiumIII處理器加入70個新指令，加入網際網路串流SIMD延伸集稱為MMX，能大幅提升先進影像、3D、串流音樂、影片、語音辨識等應用的性能，它能大幅提升網際網路的使用經驗，讓使用者能瀏覽逼真的線上博物館與商店，以及下載高品質影片，Intel首次導入0.25微米技術，IntelPentiumIII晶體管數目約為950萬顆。

與此同年，英特爾還發布了PentiumIIIXeon處理器。作為PentiumIIXeon的後繼者，除了在內核架構上採納全新設計以外，也繼承了PentiumIII處理器新增的70條指令集，以更好執行多媒體、流媒體應用軟體。除了面對企業級的市場以外，PentiumIIIXeon加強了電子商務應用與高階商務計算的能力。在緩存速度與系統匯流排結構上，也有很多進步，很大程度提升了性能，並為更好的多處理器協同工作進行了設計。

2000年推出的Pentium4處理器內建了4200萬個晶體管，以及採用0.18微米的電路，Pentium4初期推出版本的速度就高達1.5GHz，晶體管數目約為4200萬顆，翌年8月，Pentium4處理理達到2GHz的里程碑。2002年英特爾推出新款IntelPentium4處理器內含創新的Hyper-Threading(HT）超線程技術。超線程技術打造出新等級的高性能桌上型電腦，能同時快速執行多項運算應用，或針對支持多重線程的軟體帶來更高的性能。超線程技術讓電腦性能增加25%。除了為桌上型電腦使用者提供超線程技術外，英特爾也達成另一項電腦里程碑，就是推出運作頻率達3.06GHz的Pentium4處理器，是首款每秒執行30億個運算周期的商業微處理器，如此優異的性能要歸功於當時業界最先進的0.13微米製程技術，翌年，內建超線程技術的IntelPentium4處理器頻率達到3.2GHz。

PentiumM：由以色列小組專門設計的新型移動CPU，PentiumM是英特爾公司的x86架構微處理器，供筆記簿型個人電腦使用，亦被作為Centrino的一部分，於2003年3月推出。公布有以下主頻：標準1.6GHz，1.5GHz，1.4GHz，1.3GHz，低電壓1.1GHz，超低電壓900MHz。為了在低主頻得到高效能，Banias作出了優化，使每個時鐘所能執行的指令數目更多，並通過高級分支預測來降低錯誤預測率。另外最突出的改進就L2高速緩存增至1MB（P3-M和P4-M都只有512KB），估計Banias數目高達7700萬的晶體管大部分就用在這上。

此外還有一系列與減少功耗有關的設計：增強型Speedstep技術是必不可少的了，擁有多個供電電壓和計算頻率，從而使性能可以更好地滿足應用需求。

智能供電分佈可將系統電量集中分佈到處理器需要的地方，並關閉空閑的應用；移動電壓定位（MVPIV）技術可根據處理器活動動態降低電壓，從而支持更低的散熱設計功率和更小巧的外形設計；經優化功率的400MHz系統匯流排；Micro－opsfusion微操作指令融合技術，在存在多個可同時執行的指令的情況下，將這些指令合成為一個指令，以提高性能與電力使用效率。專用的堆棧管理器，使用記錄內部運行情況的專用硬體，處理器可無中斷執行程序。

Banias所對應的晶元組為855系列，855晶元組由北橋晶元855和南橋晶元ICH4-M組成，北橋晶元分為不帶內置顯卡的855PM（代號Odem）和帶內置顯卡的855GM（代號Montara-GM），支持高達2GB的DDR266/200內存，AGP4X，USB2.0，兩組ATA-100、AC97音效及Modem。其中855GM為三維及顯示引擎優化InternalClockGating，它可以在需要時才進行三維顯示引擎供電，從而降低晶元組的功率。

2005年Intel推出的雙核心處理器有PentiumD和PentiumExtremeEdition，同時推出945/955/965/975晶元組來支持新推出的雙核心處理器，採用90nm工藝生產的這兩款新推出的雙核心處理器使用是沒有針腳的LGA775介面，但處理器底部的貼片電容數目有所增加，排列方式也有所不同。

桌面平台的核心代號Smithfield的處理器，正式命名為PentiumD處理器，除了擺脫阿拉伯數字改用英文字母來表示這次雙核心處理器的世代交替外，D的字母也更容易讓人聯想起Dual-Core雙核心的涵義。

Intel的雙核心構架更像是一個雙CPU平台，PentiumD處理器繼續沿用Prescott架構及90nm生產技術生產。PentiumD內核實際上由於兩個獨立的2獨立的Prescott核心組成，每個核心擁有獨立的1MBL2緩存及執行單元，兩個核心加起來一共擁有2MB，但由於處理器中的兩個核心都擁有獨立的緩存，因此必須保正每個二級緩存當中的信息完全一致，否則就會出現運算錯誤。

為了解決這一問題，Intel將兩個核心之間的協調工作交給了外部的MCH（北橋）晶元，雖然緩存之間的數據傳輸與存儲並不巨大，但由於需要通過外部的MCH晶元進行協調處理，毫無疑問的會對整個的處理速度帶來一定的延遲，從而影響到處理器整體性能的發揮。

由於採用Prescott內核，因此PentiumD也支持EM64T技術、XDbit安全技術。值得一提的是，PentiumD處理器將不支持Hyper-Threading技術。原因很明顯：在多個物理處理器及多個邏輯處理器之間正確分配數據流、平衡運算任務並非易事。比如，如果應用程序需要兩個運算線程，很明顯每個線程對應一個物理內核，但如果有3個運算線程呢？因此為了減少雙核心PentiumD架構複雜性，英特爾決定在針對主流市場的PentiumD中取消對Hyper-Threading技術的支持。

同出自Intel之手，而且PentiumD和PentiumExtremeEdition兩款雙核心處理器名字上的差別也預示著這兩款處理器在規格上也不盡相同。其中它們之間最大的不同就是對於超線程（Hyper-Threading）技術的支持。PentiumD不支持超線程技術，而PentiumExtremeEdition則沒有這方面的限制。在打開超線程技術的情況下，雙核心PentiumExtremeEdition處理器能夠模擬出另外兩個邏輯處理器，可以被系統認成四核心繫統。

PentiumEE系列都採用三位數字的方式來標註，形式是PentiumEE8xx或9xx，例如PentiumEE840等等，數字越大就表示規格越高或支持的特性越多。

PentiumEE8x0：表示這是Smithfield核心、每核心1MB二級緩存、800MHzFSB的產品，其與PentiumD8x0系列的唯一區別僅僅只是增加了對超線程技術的支持，除此之外其它的技術特性和參數都完全相同。

PentiumEE9x5：表示這是Presler核心、每核心2MB二級緩存、1066MHzFSB的產品，其與PentiumD9x0系列的區別只是增加了對超線程技術的支持以及將前端匯流排提高到1066MHzFSB，除此之外其它的技術特性和參數都完全相同。

第6階段（2005年至今）是酷睿（core）系列微處理器時代，通常稱為第6代。“酷睿”是一款領先節能的新型微架構，設計的出發點是提供卓然出眾的性能和能效，提高每瓦特性能，也就是所謂的能效比。早期的酷睿是基於筆記本處理器的。酷睿2：英文名稱為Core2Duo，是是英特爾在2006年推出的新一代基於Core微架構的產品體系統稱。於2006年7月27日發布。酷睿2是一個跨平台的構架體系，包括伺服器版、桌面版、移動版三大領域。其中，伺服器版的開發代號為Woodcrest，桌面版的開發代號為Conroe，移動版的開發代號為Merom。

SNB(SandyBridge）是英特爾在2011年初發布的新一代處理器微架構，這一構架的最大意義莫過於重新定義了“整合平台”的概念，與處理器“無縫融合”的“核芯顯卡”終結了“集成顯卡”的時代。這一創舉得益於全新的32nm製造工藝。由於SandyBridge構架下的處理器採用了比之前的45nm工藝更加先進的32nm製造工藝，理論上實現了CPU功耗的進一步降低，及其電路尺寸和性能的顯著優化，這就為將整合圖形核心（核芯顯卡）與CPU封裝在同一塊基板上創造了有利條件。此外，第二代酷睿還加入了全新的高清視頻處理單元。視頻轉解碼速度的高與低跟處理器是有直接關係的，由於高清視頻處理單元的加入，新一代酷睿處理器的視頻處理時間比老款處理器至少提升了30%。

在2012年4月24日下午北京天文館，intel正式發布了ivybridge（IVB）處理器。22nmIvyBridge會將執行單元的數量翻一番，達到最多24個，自然會帶來性能上的進一步躍進。IvyBridge會加入對DX11的支持的集成顯卡。另外新加入的XHCIUSB3.0控制器則共享其中四條通道，從而提供最多四個USB3.0，從而支持原生USB3.0。cpu的製作採用3D晶體管技術的CPU耗電量會減少一半。

計算機的性能指標涉及體系結構、軟硬體配置、指令系統等多種因素，一般說來主要有下列技術指標。

字長是指計算機運算部件一次能同時處理的二進位數據的位數。字長越長，如果用作存儲數據，則計算機的運算精度就越高；如果用作存儲指令，則計算機的處理能力就越強。通常字長總是8的整數倍，如8、16、32、64位等。Intel486機和Pentium4機均屬32位機。

時鐘主頻是指CPU的時鐘頻率，它的高低在一定程度上決定了計算機速度的高低。主頻以兆赫茲（MHz）為單位，一般來說，主頻越高，速度就越快。由於微處理器發展迅速，微機的主頻也在不斷提高。

計算機的運算速度通常是指每秒鐘所能執行指令的數目，常用百萬次/秒（MIPS，MillionInstructionsSecond）來表示。這個指標更能直觀地反映機器的速度。

存儲容量通常分內存容量和外存容量，這裡主要指內存儲器的容量。顯然，內存容量越大，機器所能運行的程序就越大，處理能力就越強。尤其是當前多媒體PC應用多涉及圖像信息處理，要求存儲容量越來越大，甚至沒有足夠大的內存容量就無法運行某些軟體。目前大多數微機的內存容量已達到4GB 。

內存儲器的存取周期也是影響整個計算機系統性能的主要指標之一。簡單地講，存取周期就是CPU從內存儲器中存取數據所需的時間。目前，內存的存取周期在7-70ns之間。

此外，計算機的可靠性、可維護性、平均無故障時間和性能價格比也都是計算機的技術指標。

從外觀上看，微型計算機的基本配置是主機箱、鍵盤、滑鼠和顯示器4個部分。另外，微型計算機還常常配置印表機和音箱。一台完整的微型計算機系統由硬體系統和軟體系統兩部分組成。

完整的計算機系統包括兩大部分，即硬體系統和軟體系統。所謂硬體，是指構成計算機的物理設備，即由機械、電子器件構成的具有輸入、存儲、計算、控制和輸出功能的實體部件。下面介紹一下電腦主機的各個部件：

（1）電源：電源是電腦中不可缺少的供電設備，它的作用是將220V交流轉換為電腦中使用的5V，12V，3.3V直流電，其性能的好壞，直接影響到其他設備工作的穩定性，進而會影響整機的穩定性。

（2）主板：主板是電腦中各個部件工作的一個平台，它把電腦的各個部件緊密連接在一起，各個部件通過主板進行數據傳輸。也就是說，電腦中重要的“交通樞紐”都在主板上，它工作的穩定性影響著整機工作的穩定性。主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計算機的主要電路系統，一般有BIOS晶元、I/O控制晶元、鍵盤和面板控制開關介面、指示燈插接件、擴充插槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。

（3）CPU：CPU(CentralProcessingUnit）即中央處理器，是一台計算機的運算核心和控制核心。其功能主要是解釋計算機指令以及處理計算機軟體中的數據。CPU由運算器、控制器、寄存器、高速緩存及實現它們之間聯繫的數據、控制及狀態的匯流排構成。作為整個系統的核心，CPU也是整個系統最高的執行單元，因此CPU已成為決定電腦性能的核心部件，很多用戶都以它為標準來判斷電腦的檔次。

（4）內存：內存又叫內部存儲器（RAM），屬於電子式存儲設備，它由電路板和晶元組成，特點是體積小，速度快，有電可存，無電清空，即電腦在開機狀態時內存中可存儲數據，關機后將自動清空其中的所有數據。內存有SD\DDR、DDRII、DDRIII四大類，容量128MB-8GB。

（5）硬碟：硬碟屬於外部存儲器，由金屬磁片製成，而磁片有記功能，所以儲到磁片上的數據，不論在開機，還是並機，都不會丟失。硬碟容量很大，已達TB級，尺寸有3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸、1.0英寸等，介面有IDE、SATA、SCSI等，SATA最普遍。

移動硬碟是以硬碟為存儲介質，強調便攜性的存儲產品。市場上絕大多數的移動硬碟都是以標準硬碟為基礎的，而只有很少部分的是以微型硬碟（1.8英寸硬碟等），但價格因素決定著主流移動硬碟還是以標準筆記本硬碟為基礎。因為採用硬碟為存儲介質，因此移動硬碟在數據的讀寫模式與標準IDE硬碟是相同的。移動硬碟多採用USB、IEEE1394等傳輸速度較快的介面，可以較高的速度與系統進行數據傳輸。

（6）音效卡：音效卡是組成多媒體電腦必不可少的一個硬體設備，其作用是當發出播放命令后，音效卡將電腦中的聲音數字信號轉換成模擬信號送到音箱上發出聲音。

（7）顯卡：顯卡在工作時與顯示器配合輸出圖形，文字，顯卡的作用是將計算機系統所需要的顯示信息進行轉換驅動，並向顯示器提供行掃描信號，控制顯示器的正確顯示，是連接顯示器和個人電腦主板的重要元件，是“人機對話”的重要設備之一。

（8）網卡：網卡是工作在數據鏈路層的網路組件，是區域網中連接計算機和傳輸介質的介面，不僅能實現與區域網傳輸介質之間的物理連接和電信號匹配，還涉及幀的發送與接收、幀的封裝與拆封、介質訪問控制、數據的編碼與解碼以及數據緩存的功能等。網卡的作用是充當電腦與網線之間的橋樑，它是用來建立局網並連接到internet的重要設備之一。

在整合型主板中常把音效卡、顯卡、網卡部分或全部集成在主板上。

（9）數據機：數據機是通過電話線上網時必不可少的設備之一。它的作用是將電腦上處理的數字信號轉換成電話線傳輸的模擬信號。隨著ADSL寬頻網的普及，數據機逐漸退出了市場。

（10）軟碟機：軟碟機用來讀取軟盤中的數據。軟盤為可讀寫外部存儲設備，與主板用FDD介面連接。現已淘汰。

（11）光碟機：電腦用來讀寫光碟內容的機器，也是在台式機和筆記本攜帶型電腦里比較常見的一個部件。隨著多媒體的應用越來越廣泛，使得光碟機在計算機諸多配件中已經成為標準配置。光碟機可分為CD-ROM驅動器、DVD光碟機（DVD-ROM）、康寶(COMBO）和刻錄機等。

（12）顯示器：顯示器有大有小，有薄有厚，品種多樣，其作用是把電腦處理完的結果顯示出來。它是一個輸出設備，是電腦必不可缺少的部件之一。分為CRT、LCD、LED三大類，介面有VGA、DVI兩類。

（13）鍵盤：鍵盤是主要的輸入設備通常為104或105鍵，用於把文字、數字等輸到電腦上。

（14）滑鼠：當人們移到滑鼠時，電腦屏幕上就會有一個箭頭指針跟著移動，並可以很準確切指到想指的們位置，快速地在屏幕上定位，它是人們使用電腦不可缺少的部件之一。鍵盤滑鼠介面有PS/2和USB兩種。（15）音箱：通過它可以把電腦中的聲音播放出來。

（16）印表機：通過它可以把電腦中的文件列印到紙上，它是重要的輸出設備之一。在印表機領域形成了針式印表機、噴墨印表機、激光印表機三足鼎立的主流產品，各自發揮其優點，滿足各界用戶不同的需求。（17）視頻設備，如攝像頭、掃描儀、數碼相機、數碼攝像機、電視卡等設備，用於處理視頻信號。

（18）.快閃記憶體盤：通常也被稱作優盤、U盤、閃盤，是一個通用串列匯流排USB介面的無需物理驅動器的微型高容量移動存儲產品，它採用的存儲介質為快閃記憶體存儲介質（FlashMemory）。快閃記憶體盤一般包括快閃記憶體（FlashMemory）、控制晶元和外殼。快閃記憶體盤是具有可多次擦寫、速度快而且防磁、防震、防潮的優點。閃盤採用流行的USB介面，體積只有大拇指大小，重量約20克，不用驅動器，無需外接電源，即插即用，實現在不同電腦之間進行文件交流，存儲容量從1～32GB不等，滿足不同的需求。

（19）移動存儲卡及讀卡器：存儲卡是利用快閃記憶體（FlashMemory）技術達到存儲電子信息的存儲器，一般應用在數碼相機、掌上電腦、MP3、MP4等小型數碼產品中作為存儲介質，所以樣子小巧，有如一張卡片，所以稱之為快閃記憶體卡。根據不同的生產廠商和不同的應用，快閃記憶體卡有SmartMedia（SM卡）、CompactFlash（CF卡）、MultiMediaCard（MMC卡）、SecureDigital（SD卡）、MemoryStick（記憶棒）、TF卡等多種類型，這些快閃記憶體卡雖然外觀、規格不同，但是技術原理都是相同的。

由於快閃記憶體卡本身並不能被直接電腦辨認，讀卡器就是一個兩者的溝通橋樑。讀卡器CardReader）可使用很多種存儲卡，如CompactFlashorSmartMediaorMicrodrive存儲卡等，作為存儲卡的信息存取裝置。讀卡器使用USB1.1/USB2.0的傳輸介面，支持熱拔插。與普通USB設備一樣，只需插入電腦的USB埠，然後插用存儲卡就可以使用了。按照速度來劃分有USB1.1和USB2.0，按用途來劃分，有單一讀卡器和多合一讀卡器。

所謂軟體是指為方便使用計算機和提高使用效率而組織的程序以及用於開發、使用和維護的有關文檔。軟體系統可分為系統軟體和應用軟體兩大類。

系統軟體

系統軟體由一組控制計算機系統並管理其資源的程序組成，其主要功能包括：啟動計算機，存儲、載入和執行應用程序，對文件進行排序、檢索，將程序語言翻譯成機器語言等。實際上，系統軟體可以看作用戶與計算機的介面，它為應用軟體和用戶提供了控制、訪問硬體的手段，這些功能主要由操作系統完成。此外，編譯系統和各種工具軟體也屬此類，它們從另一方面輔助用戶使用計算機。下面分別介紹它們的功能。1）操作系統（OperatingSystem,OS)

操作系統是管理、控制和監督計算機軟、硬體資源協調運行的程序系統，由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成，它是直接運行在計算機硬體上的、最基本的系統軟體，是系統軟體的核心。操作系統是計算機發展中的產物，它的主要目的有兩個：一是方便用戶使用計算機，是用戶和計算機的介面。比如用戶鍵入一條簡單的命令就能自動完成複雜的功能，這就是操作系統幫助的結果；二是統一管理計算機系統的全部資源，合理組織計算機工作流程，以便充分、合理地發揮計算機的效率。操作系統通常應包括下列五大功能模塊：

（1）處理器管理。當多個程序同時運行時，解決處理器（CPU）時間的分配問題。

（2）作業管理。完成某個獨立任務的程序及其所需的數據組成一個作業。作業管理的任務主要是為用戶提供一個使用計算機的界面使其方便地運行自己的作業，並對所有進入系統的作業進行調度和控制，儘可能高效地利用整個系統的資源。

（3）存儲器管理。為各個程序及其使用的數據分配存儲空間，並保證它們互不干擾。

（4）設備管理。根據用戶提出使用設備的請求進行設備分配，同時還能隨時接收設備的請求（稱為中斷），如要求輸入信息。

（5）文件管理。主要負責文件的存儲、檢索、共享和保護，為用戶提供文件操作的方便。

操作系統的種類繁多，依其功能和特性分為批處理操作系統、分時操作系統和實時操作系統等；依同時管理用戶數的多少分為單用戶操作系統和多用戶操作系統；適合管理計算機網路環境的網路操作系統。

微機操作系統隨著微機硬體技術的發展而發展，從簡單到複雜。Microsoft公司開發的DOS是一單用戶單任務系統，而Windows操作系統則是一單用戶多任務系統，經過十幾年的發展，已從Windows3.1發展到WindowsNT、Windows2000和WindowsXP，它是微機中廣泛使用的操作系統之一。Linux是一個原碼公開的操作系統，已被越來越多的用戶所採用，是Windows操作系統強有力的競爭對手。

2）語言處理系統（翻譯程序）

人和計算機交流信息使用的語言稱為計算機語言或稱程序設計語言。計算機語言通常分為機器語言、彙編語言和高級語言三類。如果要在計算機上運行高級語言程序就必須配備程序語言翻譯程序（下簡稱翻譯程序）。翻譯程序本身是一組程序，不同的高級語言都有相應的翻譯程序。翻譯的方法有兩種：

一種稱為“解釋”。早期的BASIC源程序的執行都採用這種方式。它調用機器配備的BASIC“解釋程序”，在運行BASIC源程序時，逐條把BASIC的源程序語句進行解釋和執行，它不保留目標程序代碼，即不產生可執行文件。這種方式速度較慢，每次運行都要經過“解釋”，邊解釋邊執行。

另一種稱為“編譯”，它調用相應語言的編譯程序，把源程序變成目標程序（以.OBJ為擴展名），然後再用連接程序，把目標程序與庫文件相連接形成可執行文件。儘管編譯的過程複雜一些，但它形成的可執行文件（以.exe為擴展名）可以反覆執行，速度較快。運行程序時只要鍵入可執行程序的文件名，再按Enter鍵即可。

對源程序進行解釋和編譯任務的程序，分別叫做編譯程序和解釋程序。如FORTRAN、COBOL、PASCAL和C等高級語言，使用時需有相應的編譯程序；BASIC、LISP等高級語言，使用時需用相應的解釋程序。

3）服務程序

服務程序能夠提供一些常用的服務性功能，它們為用戶開發程序和使用計算機提供了方便，像微機上經常使用的診斷程序、調試程序、編輯程序均屬此類。

4）資料庫管理系統

資料庫是指按照一定聯繫存儲的數據集合，可為多種應用共享。資料庫管理系統（DataBaseManagementSystem,DBMS）則是能夠對資料庫進行加工、管理的系統軟體。其主要功能是建立、消除、維護資料庫及對庫中數據進行各種操作。資料庫系統主要由資料庫（DB）、資料庫管理系統（DBMS）以及相應的應用程序組成。資料庫系統不但能夠存放大量的數據，更重要的是能迅速、自動地對數據進行檢索、修改、統計、排序、合併等操作，以得到所需的信息。這一點是傳統的文件櫃無法做到的。

資料庫技術是計算機技術中發展最快、應用最廣的一個分支。可以說，在今後的計算機應用開發中大都離不開資料庫。因此，了解資料庫技術尤其是微機環境下的資料庫應用是非常必要的。

應用軟體

為解決各類實際問題而設計的程序系統稱為應用軟體。從其服務對象的角度，又可分為通用軟體和專用軟體兩類。

微型計算機的關鍵技術主要集中在以下幾個方面。

CPU是微型機的核心部件，是提高系統整體性能的關鍵，它主要包括運算器和控制器兩個部件。在微型機不斷向超輕、超薄方向發展的今天，要求CPU在保持高性能和高速度的同時還要在設計上考慮以下幾個要素：

低耗電降低工作電壓，減少電源消耗，以更有效地延長工作時間。

低耗熱降低熱量產生，以求高速運算下系統的穩定性。

高密度腳數封縮小體積，提供更多功能。

1.

低耗電降低工作電壓，減少電源消耗，以更有效地延長工作時間。

2.

低耗熱降低熱量產生，以求高速運算下系統的穩定性。

3.

高密度腳數封縮小體積，提供更多功能。

主板不但決定著微型機的性能，而且也決定其工作的穩定性和可靠性。微型機所追求的輕薄、散熱性強、性能穩定必須要求合理地把各種控制晶元、顯卡、音效卡以及各種外設介面等整合在一起，這些技術實質上就是主板的研發技術。

顯示屏是微型機最吸引人的地方，使用的基本是LCD顯示屏。LCD屏的最大特點是驅動電壓小、功耗小、無輻射，而且還具有平、薄、輕及易實現大面積顯示的特點。LCD內部機械尺寸、安裝尺寸、驅動電路及數據介面會有許多不同之處，但相同尺寸LCD在解析度和點距相同時顯示標準基本一致。

電源技術是體現微型機，尤其是便攜機性能的重要環節，是其靈活性和穩定性的根本。

電源系統通常包括電源適配器、充電電池和電源管理系統等。系統的電池壽命和專用電源管理可以通過硬體、軟體或固件等方式進行優化。這些要素可以相互協調，共同平衡系統的電源使用和性能。

便攜機在無交流電源的地方大多採用充電電池供電。鋰離子電池由於較普通鎳鎘和鎳氫電池具有體積小、重量輕、自放電率低、無記憶效應的優點，已成為便攜機普遍採用的電池。不過，微型燃料電池以其續航能力強、無環境污染等特點已開始成為攜帶型計算機電池的發展方向。

移動存儲器是相對固定在機器上的存儲器而言的，其最大優點在於安裝和拆除都很方便。它主要包括機械結構的移動硬碟和沒有機械結構的快閃記憶體兩大類。快閃記憶體是利用>/-8A+30F76T技術實現數據存儲的，因其樣子有如一張卡片，又稱之為快閃記憶體卡。

微型計算機CPU與外部設備及存儲器的連接和數據交換都需要通過介面設備來實現，前者被稱為I/O介面，後者被稱為存儲器介面。存儲器通常在CPU的同步控制下工作，介面電路比較簡單；而I/O設備品種繁多，其相應的介面電路也各不相同。我們平時所說的介面即指I/O介面。

微型機內置的常見滑鼠設備（確切地說應是指點設備）有四種：指點桿、觸摸屏、觸摸板和軌跡球。其中觸控板（觸摸板）使用最為廣泛。除了IBM和，東芝筆記本電腦採用IBM發明的指點桿外，其它大多是採用觸摸板滑鼠，特別是台灣和大陸品牌的筆記本電腦幾乎全部用觸摸板。對於第三代的觸摸板，已經把功能擴展為手寫板。觸摸板的優點是反應靈敏、移動快。缺點是反應過於靈敏，造成定位精度較低，且環境適應性較差，不適合在潮濕、多灰的環境中工作。

軟體是計算機信息處理、製造、通信、防禦以及研究和開發等多種用途的基礎，是整個系統的靈魂。系統硬體尤其是微處理器日新月異的更新速度牽動了全新運算體系的發展，硬體對相應軟體的要求愈來愈嚴格，使得微型機軟體的開發朝著高效率、低成本、可靠性高、簡單化、模塊化的方向發展。網路技術和應用的快速發展，也使得軟體技術呈現出網路化、服務化與全球化的發展態勢。

隨著移動計算市場需求的快速增長，計算機微型化的發展趨勢日益凸現，所涉及的技術有電子元器件的微型化和模塊化、微型長效電池、微電子技術帶動的超大規模集成電路和（超）精細加工技術等等。

微電子技術的特點是精細或超精細的微加工技術，微型計算機是這門技術的結晶。微電子技術迅速發展，將促進微型機系統的微型化、多功能化、高性能化乃至智能化等技術的不斷發展。

微型化、多功能、高頻化、高可靠性、防靜電和抗電磁干擾的各類片式電子元器件（KLD、KLM）順應了微型計算機產品攜帶型、網路化和多媒體化以及更輕、更薄、更短、更小的發展需求，在微型機上得到廣泛應用。

模塊化設計可以將微型機的各種功能化器件集成到一個個小小的模塊中，使得微型機具有安裝方便、升級容易、體積小、結構緊湊、運行維護簡單和成本低的特點。而微型模塊化設計更是順應了微型機小巧、便攜、功能強、集成度高、智能化的發展趨勢。