表1．3．1 表示了Intel Pentium CPU的主要性能指标。

    1993年Intel公司推出了新一代微处理器Pentium ®。 Pentium ® 采用了新的体系结构，即超标量结构，支持动态执行(非顺序的执行)。 它具有两条流水线，这两条流水线与浮点部件都能够独立工作。每条流水线有各自的逻辑部件， 每条流水线在一个时钟周期内可执行一条常用指令，所以，Pentium ® 可同时执行两条整数指令。 Pentium ®CPU内有两个超高速缓冲存储器，Pentium ® 还对位码进行改进，并将常用指令固化，由硬件直接实现，缩短了指令的执行时间。
    1995年，Intel推出Pentium ® Pro微处理器，Pentium Pro=Pentium+L2Cache。将二级Cache 与CPU集成在一块芯片上，使二级Cache与CPU之间的数据传送达到了CPU工作频率。比 Pentium ® CPU与二级Cache之间的66MHz数据传送速率快了许多。Pentium ®Pro微处理器集成二级Cache有三种规格：512KB、1MB、2MB，支持八个对称多处理器系统。1996年 ，Intel推出 Pentiun® MMX微处理器,Pentium MMX=Pentium+MMX(多媒体技术)。Pentium® MMX微处理器在多媒体应用中效率比Pentium® 微处理器高．
    1997年， Intel推出Pentium® II微处理器， 是Intel最高性能的处理器，Pentium® Ⅱ =PentiumPro+MMX。 但二级Cache只有一种规格：512KB， 支持两个对称多处理器系统，二级Cache与CPU之间的数据传送达到了CPU工作频率的一半。Pentium® Ⅱ微处理器采用了四种新技术：双独立总线架构、动态执行、Intel MMX^TM 技术、单边接触式卡式盒(S.E.C)。MMX技术提升了视频的压缩和解压、图像处理、编码及I/O处理。所有的这一切在今天的办公套件、商用多媒体、通信和Internet中被广泛地应用。
(1)单指令、多数据(SIMD)技术
    今天的媒体和通信应用程序中经常使用重复循环， 这些仅占总程序10％甚至更少的代码，却要占用90％的运行时间。一个被称作单指令、多数据(SIMD)的流程使得一条指令能完成多重数据的工作。SIMD使得芯片减少了视频、声音、图像和动画中计算密集的循环。
(2)新的指令集
    增加了57条功能强大的指令，以更有效地操作、处理视频、声音和图像数据。这些指令主要针对多媒体操作中经常出现的高并行、重复运算。 还增加了8个64位的MMX寄存器、4种新的数据类型。想更多地了解该处理器架构的技术细节，请查阅网址；http：//www.intel.com。
    1998年Intel推出 Celeron 266（赛扬）微处理器， 该处理器相当于没有二级Cache的Pentium® Ⅱ处理器。 最近Intel又推出Celeron 300A微处理器，该处理器增加了128KB的二级Cache，Intel最近推出时钟频率为400 MHz和450 MHz的Pentium® Ⅱ微处理器，首次采用100MHz系统总线。
  1999年Intel将推出时钟频率为500MHz的新一代多媒体处理器Katmai和Tanner， 该处理器具有改进的多媒体应用功能， 包括3D图形和全动作的视频， 并带有一套新的MMX2的多媒体指令 。 2000年Intel将推出新一代64位800 MHz的Merced处理器。 2001年Intel将推出1GHz的Foster处理器．
3．主(内)存储器
    根据冯．诺依曼原理工作的计算机，程序和数据(程序和数据都必须是以二进制的代码形式表示)全部存放在存储器中，而要执行的程序和要使用的数据必须放在主存内，目前，计算机和微型计算机内部使用的都是半导体存储器。 现代微型计算机系统中广泛应用的半导体存储器有三种主要类型：
(1)静态随机存取存储器(SRAM)，它不必周期性地刷新就可以保持数据。
(2)动态随机存取存储器(DRAM)，它以无源元件存放数据，并且需要周期性的刷新来保持数据。
(3)只读存储器(ROM），它在没有电源的情况下能保持数据，但存储器一旦做好就不易改动其内容。
1)静态随机存取存储器(SRAM)
  SRAM是通过有源电路， 即一个双稳态电路来保持存储器中的信息。只要存储体的电源不断，存放在它里面的信息就不会丢失。静态存储器的主要优点是它与微处理器的接口很简单,所需要的附加硬件很少，使用方便，速度快。静态存储器的缺点足，它的功耗较大，集成度低，成本高。静态存储器从器件的原理上分,可分为双极型和MOS型静态存储器常作为系统的高速缓冲存储器Cache。
2)动态随机存取存储器(DRAM)
    动态存储器与静态存储器不同,如果没有外部支持逻辑电路，它就不能长期地保存数据。这是由于它的信息是以电荷形式保存在小电容器(无源器件)中， 由于电容器的放电回路存在，超过一定的时间后，存放在电容器中的电荷就会消失，信息就会丢失。 因此，为了保持数据的不丢失，就需要对动态存储器进行周期性的刷新。 所以，在使用动态存储器时它必须有一个刷新逻辑来保持存储器中的信息。它同微处理器的接口要比静态存储器复杂 ，但它的功耗低，集成度高，成本低。目前，动态存储器一般都由MOS型电路构成，动态存储器的最低刷新频率为每隔l-2ms刷新一次。在系统板上的随机存取存储器RAM，也称为主存。一般都采用动态随机存取存储器DRAM。 目前微机的内存容量为32MB、64MB、128MB，甚至更多。 内存条的容量有16MB、32MB、64MB和128MB等。 内存条的引脚从30芯、72芯到现在的68芯。30芯的目前已很少用了，原来主要用在80386、80486机器上， 目前Pentium以上的微机都是用72芯或168芯的内存条。
    微机内存条从普通内存条(FPM RAM）到EDO RAM，现在由EDO RAM过渡到SDRAM。 1999年将会使用RDRAM内存条。
(1)SDRAM(同步内存)
    同步内存是指同系统时钟同步，可以取消等待周期，减少数据存取时间，因此数据可在脉冲上升沿便开始传输。而EDO RAM每隔2个时钟脉冲周期才开始传输，FPM RAM每隔 3个时钟脉冲周期才开始传输。SDRAM采用了多体存储器结构和突发模式。
(2)RDRAM (Rambus DRAM)
    它是一种新型的DRAM，它能在很高的频率范围内通过一个简单的总线传输数据，能在常规的系统上达到600MHz的传输速率。目前应用于图形工作站，不久将应用于微机系统。
3)只读存储器(ROM)
    只读存储器在正常的使用中，只能从ROM中读出数据，而不能写入。它与微处理器的 接口也很简单，总是处于读的状态。存放在ROM中的信息，就是在没有电源的情况下,也能保持。目前，常用的只读存储器有可擦除可编程的只读存储器，称为EPROM。用户可通 过编程器将数据或程序写入EPROM，如需重新写入的话，可通过紫外线照射EPROM，将原来的信息擦除，然后再重新写入。电可擦除的只读存储器，称为EEPROM．它的擦除不像EPROM那样用紫外线照射,它可以像RAM那样，写入时擦除原有的信息，但它需要一个擦除电压,写入时的速度也较慢。快擦型存储器(闪存)，称为Flash Memory。快擦型存储器具有EEPROM的特点,可在计算机内进行擦除和编程，它的读取时间同DRAM相似，而写时间较慢。
    一般在系统板上都装有只读存储器ROM， 在它里面固化了一个基本输入／输出系统，称为BIOS。该系统的主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入／输出的驱动程序及引导操作系统。 BIOS提供了许多低层次的服务，如软硬盘驱动程序、显示器驱动程序、键盘驱动程序、打印机驱动程序以及串行通信接口驱动程序等， 使程序员不必过多地关心这些具体的物理特性和逻辑结构细节(如端口地址、命令及状态格式等)， 从而能方便地控制各种输入／输出操作，这些服务是相当可靠的，很少改变。
  4)高速缓冲存储器Cache 现在CPU工作频率不断提高， CPU对RAM的读写速度要求更快。 因此，RAM读写速 度成了系统运行速度的关键。 如果RAM的读写速度很慢，CPU访问RAM时，不得不插入等待周期的话，这实际上是降低了CPU的工作速度，对CPU来说是很大的浪费。为此，在设计存储器系统时，一种可供选择的方案是使用更为高速高性能的动态存储器DRAM芯片。但目前的技术还无法生产出如此高速的DRAM。如能生产出的话，成本也会很高，会使整个系统的性能价格比降低。 一种现实的解决方案就是采用高速缓冲存储器(Cache)技术。这种技术是早期大型计算机中采用的技术，现在，随着微机CPU工作频率不断提高，运用到微机中来。
    Cache存储器是由双极型静态随机存储器构成。 它的访问速度是DRAM的10倍左右。它的容量相对主存要小得多，一般在128KB，256KB或512KB，它位于主存和CPU之间，可以看成是主存中面向CPU的一组高速暂存寄存器，它保存有一份主存的内容拷贝，该内容就是最近曾被CPU使用过的。平时，系统程序、应用程序以及用户数据是存放在硬盘中的。CPU要执行的程序由操作系统装入主存， 而将主存中经常被CPU访问到的那部分执行程序的内容拷贝到Cache存储器中 （该工作由计算机系统自动完成),以后CPU执行这部分程序时，可以用较快的速度从Cache中读取。 Cache分为两种，CPU内部Cache(L1 Cache)和CPU外部Cache(L2 Cache)，前者是Cache存储器集成在CPU内部,一般容量较小,称为一级Cache。后者是在系统板上的Cache(注:Pentium Pro和PentiumⅡ的 L2Cache是和CPU封装在一起)，也称为二级Cache， 容量较大。
4. I／0总线和扩展槽
    所谓的I／O总线就是CPU互联I／O设备，并提供外设访问系统存储器和CPU资源的通道。在I／O总线上， 通常传送三种信号：数据、地址和控制信号，传送数据信号的线称为数据总线DB (Data Bus)，传送地址信号的线称为地址总线AB(AddressBus)，传送控制信号的线称为控制总线CB(ControlBus)，所以I/O总线是由这三种总线构成。总线就像“高速公路”,总线上传送的信息则被视为公路上的“车辆’。显而易见，在单位时间内公路上通过的“车辆”数直接依赖于公路的宽度、质量。因此，I／O总线技术成为微机系统结构的一个重要方面。系统主板上一般有多个扩展槽，是用来连接各种接口板的。用户可以根据自己的需要插入各种各样的接口板连接各种各样外围设备。这些扩展槽与系统板上的I/O总线相连。任何接口板插入扩展槽后，就可通过I／0总线与CPU连接。PC机的这种开放的体系结构为用户自己组合可选设备提供了方便。
    有代表性的PC I／O总线有ISA、EISA、MCA、VESA(VL-BUS)和PCI等，随着微型 计算机的发展，目前常用的I/O总线是ISA、EISA、PCI，但ISA总线不久也将淘汰。
1)ISA(Industry Standard Architecture)称为“工业标准体系结构”，也称为pC／XT总线，是具有开放式结构的计算机总线，它与IBM个人计算机一起首次出现于1981年。它是针对 Intel 8088微处理器设计的，是一个8位总线，后来被扩充为16位。
2)EISA（Extension industry Standard Architecture）称为“扩展的工业标准体系结构   ”。EISA是AT总线的扩展，即ISA总线的扩展。它保持了与老的IBM PC系列机兼容，EISA总线支持多个总线主控器，加强了DMA功能，增加了突发方式传输， 是一种支持多处理机的高性能32位标准总线。 目前EISA总线 主要用在服务器系统板上。 PCI （Peripheral Component Interconnect）称为PCI总线， 它是由Intel公司推出的。它与 VL-BUS不同，PCI在CPU和外设间插入一个复杂的管理层(称为PCI桥)，用以协调数据传 输，并提供一个一致的总线接口，与微处理器无关，并在高时钟频率下保持最高的性能，能支持3-4个扩展槽。此外，PCI还支持总线主控技术，允许智能设备在适当的时候取得总线控
制权以加速数据传送。 PCI总线是32位总线，PCI标准中也支持64位数据传送。日前PCI总线用在服务器和台式机系统板上．
5．通用串行总线USB(Universal Serial Bus)
    USB是由Intel提出的一种新型接口标准，目前已是主流规范。 USB接口就是为解决现行PC与周边设备的通用连接而设计的，其设计目的是使所有的低速设备， 比如键盘、鼠标、 扫描仪，数字音箱、数字相机以及Modem等，都可以连接到统一的USB接口上。此外，这种接口还支持功能传递，也就是说用户只需要为支持USB标准的设备准备一个USB接口即可，这些外没可以相互连接成串，而通信功能不会受到丝毫影响， 用户甚至不需要为这些设备准备外接电源线，因为USB接口本身就提供电力来源。 至于该接口的即插即用功能，对于重要计算任务来说是非常重要，用户可以完全摆脱增加或去掉外设时重新开机造成的损失。USB可以树状结构连接127个几乎目前所有的外部设备，如DVD、ISDN、显示器、数字音响、扫描仪、数字照相机、Modem、打印机、键盘、Mouse、游戏杆等。最大数据传输速率为12Mbps(bps：每秒的位数，bits per second)，支持多数据流，支持多个设备并行操 作，支持自动处理错误并进行恢复，支持设备热插拔，并能为设备提供电源。想更多地了解 USB，请查阅网址：http：／／www．usb.org。
6．输入/输出接口电路
1)硬盘驱动器接口电路
    随着微机技术的发展，微型计算机的工作速度越来越高，对硬盘接口电路的要求也越来越高。微机系统中采用的硬盘驱动器接口也发展了几种。目前,ST-506和ESDI基本上不用了，IDE 也只用在80486以下的机器。EIDE ATA2和EIDEUltra DMA/33用得最多 。             (1)IDE（Intelligent Device Electronics) IDE称为智能设备电子接口，这是由Compaq公司推行，它的主要特点是把原来ST—506接 口的控制部分设置到硬件驱动器中，该部分包括控制器、 缓冲器管理和错误校验、 缓冲器管理控制处理器以及由SRAM组成的硬盘高速缓冲存储器。IDE接口最多支持两个硬盘，每个硬盘的容量最大为528MB。 它的传输速率达到15MB／s。(2)EIDE(Enhanced Intelligent Device Electronics) EIDE为增强型IDE接口，允许在一个系统中，可支持四台存储设备，每台设备的存储容量也突破528 MB的限制。传输速率可达到12MB／s-18 MB／s数据传送带宽为32位， EIDE通常挂在VL-BUS或PCI总线上。 1996年10月，Quantum和Intel共同针对ATA规格提出了Ultra DMA(Ultra DMA／33成ATA-4)的规格。Ultra DMA／33最大的改进是提高了数据传输速率，由ATA—2／3的16．6 MB／s提高到33．3 MB／s，此外它在数据传输上增加了RC校验。1999年 Quantum和Intel将推出Ultra DMA／66的规格。
(3)SCSI(Small Computer System Interface) SCSl称为微型计算机系统接口，是Novell公司生产的高速磁盘接口卡， 又称作Disk Coprocessor Board(硬盘协处理器板)。它是一种系统级接口，可以连接不同的设备，如硬盘驱动器、扫描仪、CD-ROM等。一个SCSI接口可支持多台设备， 一般SCSl接口用在PC服 务器中。各种SCSI接口的性能指标如表1.3.4

最近推出的Ultra2 SCSI，又称为低压差动微型计算机系统接口(LVDS),是下一代并行SCSl接口。数据传输速率达到40MB／s-80MB／s，电缆长度达到12m，缆长8倍。
2)软盘驱动器接口电路
  该接口电路通过34芯信号线连接到软盘驱动器上，信号线连接驱动器的一端有两个插头，端部插头用于定义驱动器A， 中间插头用于定义驱动器B。 即端部插头插哪个驱动器，哪个驱动器就为A，中间插头插哪个驱动器， 哪个驱动器就是B。这两个驱动器可以是3．5荚寸或5．25英寸，容量从360KB-2．88MB。
3)并行打印机适配器电路
该接口电路是通过一个DB-25型的孔型插座连接打印机
4)异步通信适配器接口
该接口电路内有两个独立的RS-232C串行接口电路，各自用DB-9型、DB-25型针型插座引出(也有用两个DB-9型的插座)，可用于连接鼠标、绘图仪等串行设备。
5)游戏操纵杆接口
该接口电路通过DB-15孔型插座连接一个游戏操纵杆，供游戏者使用。
6)多功能适配器卡(SuperI／O卡)
目前在大多数兼容微机中(486以下机种)， 都配置有多功能适配器卡，它包含硬盘接口、软盘接口、打印机接口、异步通信接口和游戏操纵杆接口电路。用于连接硬盘、软盘、打印机、鼠标、游戏操纵杆等设备。
7)显示卡
    显示卡的功能是把显示器同主机连接起来，即是显示设备的接口卡。 它是插在系统主板的扩展槽中， 显示卡上的连接器同显示器连接。随着微型计算机技术的发展，显示卡也发展了几种。
(1)VGA(Video Graphics Array)
VGA是1987年IBM推出的性能更好的彩色图形显示方式。它的主要特点是首先在个人计算机的基本显示系统中采用模拟量输入的显示器，使显示器的颜色更加逼真。MDA、COA 和EGA板均采用数字量输入的显示器，显示器所能显示的颜色种类受到输入信号线条数的限制， 最多只能有64种颜色。VGA与CGA、MDA、EGA均保持兼容，但在分辨率、颜色、容量、速度等性能上都有明显的改进和提高，显示存储器容量为256 KB-512KB。图形显示最高分辨率为640X480，16种颜色,或者分辨率为320×200，256种颜色。
(2)增强型VGA
    IBM公司推出VGA后，有许多厂家相继推出了同VGA兼容的产品SVGA(SuperVGA)，为了竞争的需要， 这些产品除了包含VGA的功能外，还扩充了一些新的功能。由于这些增强型的VGA卡扩充的新功能是各自厂家自行扩充的， 没有统一的标准，所以扩充的显示方式在各卡之间不具有兼容性。生产增强型VGA的公司主要有Ahead、ATI，Trident、Paradise等。 它们所生产的增强型VGA显示卡的卡名分别为：VGA Wizard、VGA WONDER、PVGA 和TVGA。
    随着微型计算机总线的发展，有了PCI显示卡和AGP显示卡， 它们都属于VGA显示方式，但在性能上比以前ISA总线的VGA显示卡的性能要提高得多,一般都带有3D加速功能，显存至少2MB,显示分辨率一般能达到1280×1024，显示速度比以前高得多。 如AGP显示卡的数据传输速率可达到266MB／s(1x模式)，最高可达532MB／s（2x模式 ）。目前常用的显示卡一般都是AGP显示卡。AGP显示卡的安装使用与普通显示卡并无二致， 只需将AGP显示卡插入主板的AGP总线插槽上。 图形卡的关键指标之一是刷新频率， 衡量图形卡／显示器在屏幕上再现画面速度的标准。一般来说， 为了防止眼睛疲劳和头痛，至少要把刷新频率设为75 Hz(有些人对75 Hz的刷新频率仍感不适，这时可把刷新频率设为85Hz)。
8)辅助存储器
    在一个计算机系统中， 除了有主存储器外一般还有辅助存储器，用于存储暂时不用的程序和数据。目前，常用的辅助存储器有软盘硬盘、磁带和光盘存储器。它们和内存一样，存储容量也是以字节为基本单位。
(1)磁盘类存储器
①软磁盘存储器
    软盘是用柔软的聚酯材料制成圆形底片， 在两个表面涂有磁性材料。常用的软盘其直径为3．5英寸。信息在磁盘上是按磁道和扇区来存放的。磁道即盘上一组同心圆环形的信息记录区，它们由外向内编号。高密度盘为o-79道，低密度盘为0-39道。每道被划成相等的区域，称为扇区。一般每道有9扇区、15扇区、18扇区等。一般每扇区容量为512 B(DOS 系统)。目前，常用的3．5英寸的软盘容量是1．44 MB。一个软盘的存储容量可由下面的公式求出：
软盘总容量=磁道数×扇区数×磁盘面数(2)×扇区字节数(512B）
如：3.5英寸软盘有80磁道，每道18扇区，每扇区512B，共有两面：
软盘总容量=80×18×2×512 B＝1474560B＝1．44MB
②硬磁盘存储器
    硬磁盘不像软盘用的是聚酯材料做的磁性盘片,而是由涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，每个硬盘都由若干个磁性圆盘组成．目前大多数微机上使用的硬盘是5.25英寸和3.5英寸的。现在3．5英寸硬盘使用的多。 这些硬盘驱动器通常采用温彻斯特技术，它的特点是把磁头、盘片及执行机构都密封在一个腔体内，与外界环境隔绝。采用这种技术的硬盘也称为温彻斯特盘。
    硬磁盘的两个主要性能指标是硬磁盘的平均寻道时间和内部传输速率，一般来说，转速越高的硬磁盘寻道的时间越短且内部传输速率也越高， 不过内部传输速率还受硬磁盘控制器的Cache影响，大容量的Cache可以改善硬磁盘的性能。目前，硬磁盘的转速有3600转/分、4500转／分、5400转/分、7200转/分,最快的平均寻道时间为8ms,内部传输速率最高的为190MB／s.
    硬磁盘每个存储表面被划分成若干个磁道(不同的硬盘磁道数不同)，每道划分成若干个扇区(不同的硬盘扇区数不同)。 每个存储表面的同一道，形成一个圆柱面，称为柱面。柱面是硬盘的一个常用指标。 硬盘的存储容量计算： 存储容量=磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数 。例如：某硬盘有磁头15个，磁道数(柱面数)8894，每道63扇区，每扇区512B，其存储容量为 存储容量=15×8894×63×512 B=4.3 GB
③ZIP
    ZIP是由传统的1．44 MB(3.5英寸)的软驱发展改良而来，其工作原理同软驱．一张ZIP盘的容量为100 MB，存取速度是软盘的20倍．ZIP驱动器有内置和外置两种,外置的用并口或SCSI接口与主机连接，内置的有IDE和SCSI接口。
④LS-120
LS是指Laser Servo，120是指其容量120 MB。 LS—120是一种类似于ZIP的大容量驱动器，但它兼容1．44MB的软驱，外型基本等同于3，5英寸软驱。该软驱可读写1.44MB的软盘。
⑤JAZ
    JAZ是一种大容量存储设备，—张JAZ盘片的容量为1GB-2GB。JAZ驱动器有内置和外置两种，均采用SCSI接口，内置的外型与3．5英寸软驱—样大小，可放入机箱的软驱位置，外置的可作为活动硬盘使用。
(2)磁带存储器
    磁带存储器是顺序存取设备，即磁带上的文件依次存放。 假如某文件存放在磁带的尾部而磁头的位置在磁带的前部，则必须空转磁带到尾部才能读取文件。 因此，磁带的存取时间比磁盘长。磁带存储器由磁带机和磁带两部分组成。磁带分为开盘式磁带和盒式磁带两种。在微型计算机中大多数采用的是盒式磁带。在微型计算机上的磁带机基本上作为一个后备存储装置，用于资料保存、文件复制、备份等，以便在硬盘发生故障时，恢复系统或数据用．
(3)光盘存储器
    光盘(Optical Disk)指的是利用光学方式进行读写信息的圆盘。计算机系统中所使用的光盘存储器是从激光视频唱片(又叫电视光盘)和数字音颓唱片（又叫激光唱片）基础上发展起来的。应用激光在某种介质上写入信息，然后再利用激光读出信息的技术称为光存储技术。 如果光存储使用的介质是磁性材料，亦即利用激光在磁记录介质上存储信息，就称为磁光存储。
    人们把采用非磁性介质进行光存储的技术称为第一代光存储技术,其缺点是不能像磁记录介质那样把内容抹掉后重新写入新的内容。 磁光存储技术是在光存储技术基础上发展起来的，称为第二代光学存储技术.