本书系统介绍多媒体计算机硬件基础知识，全书共分10章。内容包括多媒体以及多媒体计算机系统概述、CPU、主板、内存、I/O接口、总线、外部存储器、显示与视频系统、数字音频获取与处理、机箱与电源、鼠标与键盘。为便于教学，本书配有习题并提供了部分习题答案。

本书的主要目的是使读者通过对本书的系统学习，获得全方位的多媒体计算机硬件系统的基础知识，培养读者使用多媒体计算机硬件的基本技能，树立解决多媒体计算机硬件系统问题的自信心。

本书可作为高等学校、职业技术学校计算机硬件基础课程的教学用书，也可以作为工程技术人员及计算机爱好者的参考用书。

多媒体计算机硬件基础教程计算机技术的发展速度远远超出了人们当初的预料，尤其是以多媒体技术为代表的计算机技术的发展，使计算机能够方便地融入到社会的方方面面，从而对人类的工作、学习、生活甚至娱乐等诸多方面产生深远的影响。

本书共分为10章。第1章对多媒体计算机进行了系统阐述，第2章讲述计算机的中央处理器(CPU)的基本知识，第3章讲述计算机主板的相关知识，第4章讲述计算机内存的相关知识，第5章讲述计算机的I/O接口和总线，第6章讲述计算机硬盘、光盘等外部存储器，第7章讲述计算机的显示与视频系统的相关知识，第8章讲述多媒体的数字音频获取与处理的相关知识，第9章讲述计算机的机箱与电源的相关知识，第10章讲述计算机的鼠标与键盘的相关知识。各章后面还提供了习题，在书后还提供了部分习题的答案。

本书具有如下特色。

全面系统： 对多媒体计算机的硬件从内到外进行了全面系统的介绍，可使读者对多媒体计算机的各个硬件部分有比较清晰的了解。

通俗易懂： 尽量避免使用不太常用的专业词语，使用通俗语言讲明多媒体计算机的原理，深入浅出，易于理解。

内容新颖： 本书紧跟时代的步伐，不但简明扼要地讲述了计算机各个硬件部分的发展过程，而且还尽量详细介绍它们的最新进展以及未来发展的走向。     

理论与实践相结合： 本书既不是从纯理论角度阐述多媒体的各个硬件组成，也不是纯粹从组装多媒体计算机的角度进行浅层次的讲解，而是将这两者较好地融合，并且配有大量的图片、表格等多种表述方式，力争既能突出实践，又能兼顾相关理论。

作者曾经在全国电教多媒体技术开发与培训基地（天津）攻读硕士，获得理学硕士学位，并师从原教育部电教办电教技术开发专家组组长、全国电教多媒体技术开发与培训基地（天津）主任游泽清教授和具有丰富教学与实践经验的吴晓蓉教授，本书的完成也是这两位恩师指导的结果。此外，本书也得到了基地柳彩志、孙大勇、宋维等多位师长的帮助，本书的出版还得到了作者单位段炯海主任和王峻京副主任等领导和同事的大力支持， 在此表示衷心的感谢。

作者长期从事信息技术领域的工作，既有一定的多媒体计算机硬件和软件的开发经验，也有相关的教学经验。为使本书能够做到理论联系实际，编写历时4年有余，参考了大量的相关资料，并从网络中获取了大量的最新资料，由于本人的疏漏及有些网络资料佚名等原因，特此对这些未提及的作者表示歉意，并表示衷心的感谢。在编写的过程中，作者力求结构合理、语言叙述通俗易懂，但由于编者水平有限，书中难免会有错误和疏漏之处，敬请业内同仁和读者批评指正。意见和建议可以发送电子邮件到zzh@bfsu.edu.cn，本人在此表示感谢。

编者2013年3月于北京

第1章多媒体计算机概述1

1.1计算机的诞生与发展1

1.2媒体与多媒体21.2.1媒体21.2.2多媒体41.2.3超媒体41.2.4流媒体5

1.3多媒体技术51.3.1多媒体技术的定义51.3.2多媒体技术的特征51.3.3多媒体关键技术61.3.4多媒体技术的应用领域9

1.4多媒体计算机111.4.1多媒体计算机的定义111.4.2多媒体计算机的发展111.4.3多媒体计算机的关键技术12

1.5多媒体计算机的工作原理与内部结构121.5.1多媒体计算机的工作原理121.5.2多媒体计算机的内部结构131.5.3多媒体计算机的系统组成13

习题15第2章CPU17

2.1CPU结构与工作原理172.1.1CPU结构组成172.1.2CPU的工作原理182.1.3偏移运算19多媒体计算机硬件基础教程2.2CPU的诞生、发展与现状202.2.1CPU的诞生202.2.21993年之前CPU情况介绍202.2.31993—2000年Intel CPU发展情况242.2.41993—2000年AMD CPU发展情况252.2.52000年至今Intel CPU发展情况272.2.62000年至今AMD CPU发展情况312.2.7CPU发展情况小结33

2.3有关CPU的一些基本知识342.3.1关于Cache342.3.2计算机中数据传输的两种方式372.3.3CPU接口412.3.4主频与外频432.3.5核电压442.3.6制作工艺44

习题45第3章主板46

3.1主板工作原理46

3.2主板结构473.2.1主板的芯片组493.2.2主板其他主要芯片503.2.3主板总线543.2.4主板的CPU插座与扩展槽563.2.5主板的对外接口部分58

3.3主板分类613.3.1AT主板623.3.2ATX主板623.3.3BTX主板633.3.4DTX主板63

3.4主板新技术643.4.1主板的高分频643.4.2双通道与三通道DDR技术643.4.3超线程技术643.4.4Serial ATA接口653.4.5PAT技术653.4.6四相供电技术65

3.5主板的发展趋势653.5.1绿色主板663.5.2智能化主板66

习题67第4章内存68

4.1存储器概述68

4.2内存694.2.1MOS与TTL存储器芯片694.2.2内存工作原理704.2.3内存的布局714.2.4内存芯片724.2.5内存插槽78

4.3内存的种类804.3.1RAM804.3.2ROM814.3.3DRAM系列82

4.4CMOS844.4.1CMOS简介844.4.2计算机CMOS表854.4.3CMOS放电864.4.4CMOS电池87

4.5内存芯片的发展874.5.1DRAM芯片的发展874.5.2ROM BIOS芯片的发展884.5.3VRAM芯片的发展89

习题89第5章I/O接口和总线91

5.1I/O接口915.1.1I/O接口的概念915.1.2引入I/O接口的原因915.1.3CPU和内存与I/O接口交换信息的区别925.1.4CPU经I/O口所传递的信息935.1.5I/O接口的功能935.1.6输入输出传送方式945.1.7串行接口与并行接口955.1.8I/O接口的发展趋势97

5.2总线985.2.1总线的概念985.2.2总线工作原理995.2.3总线种类995.2.4总线特性1025.2.5计算机总线介绍1025.2.6总线的性能指标105

习题106第6章外部存储器107

6.1软盘存储器107

6.2硬盘存储器1086.2.1磁盘上数据记录格式1086.2.2磁盘驱动器的结构、控制和接口技术116

6.3磁盘阵列存储器1206.3.1磁盘阵列介绍1206.3.2磁盘阵列的诞生与发展1216.3.3磁盘阵列存储系统的主要技术参数1256.3.4光纤磁盘阵列存储系统介绍126

6.4光盘存储器1276.4.1概述1276.4.2光盘结构1286.4.3激光读取原理1296.4.4CDDA与CDROM1306.4.5数据在光盘上记录格式1316.4.6CDDA与CDROM的电路136

习题137第7章显示与视频系统139

7.1色彩的基本知识1397.1.1物体的颜色1397.1.2彩色三要素1407.1.3三基色原理1407.1.4色彩模式140

7.2图形与图像1427.2.1图形与图像的概念1437.2.2数据图形图像的性能指标1437.2.3图像数据量的计算1467.2.4数字图形图像的文件格式146

7.3显示器1487.3.1显示器的分类1487.3.2CRT显示器1487.3.3LCD显示器1517.3.4显示器的发展153

7.4显卡1557.4.1显卡工作原理1557.4.2独立显卡与集成显卡1557.4.3显卡硬件结构1567.4.4显卡编程接口1597.4.5显卡四项基本指标161

7.5视频与视频采集卡1627.5.1视频标准1627.5.2视频采集卡169

习题174第8章数字音频获取与处理175

8.1声音概述1758.1.1声音的产生1758.1.2声音的要素1768.1.3声音质量的度量1778.1.4模拟音频与数字音频178

8.2数字化音频1798.2.1音频信号数字化的必要性1798.2.2声音信号数字化的优势1798.2.3声音信号数字化过程1798.2.4数字音频音质技术指标1828.2.5数字化音频文件的码率与大小1838.2.6数字声音媒体的种类1848.2.7数字化音频文件格式1848.2.8常见的视频伴音格式187

8.3声卡1888.3.1声卡功能1888.3.2声卡的工作原理与结构1898.3.3声卡的分类1918.3.4声卡性能指标1928.3.5声卡的发展历程193

8.4音箱1948.4.1音箱的分类1948.4.2音箱的构成1958.4.3音箱的技术参数1968.4.4音箱的发展197

习题198第9章机箱与电源199

9.1机箱1999.1.1机箱的作用1999.1.2机箱结构2009.1.3机箱分类2019.1.4机箱的发展207

9.2电源2089.2.1电源工作原理2099.2.2电源分类2119.2.3电源性能指标2129.2.4Power Good信号和Power Fail信号2149.2.5电源安全认证2149.2.6选购电源的注意事项215

习题216第10章鼠标与键盘217

10.1鼠标21710.1.1鼠标的诞生21710.1.2鼠标的结构原理21810.1.3鼠标的接口22010.1.4鼠标的分类22010.1.5鼠标选购注意事项22110.1.6鼠标的发展趋势222

10.2键盘22410.2.1键盘的由来22410.2.2键盘的工作原理22510.2.3键盘的结构22610.2.4键盘的分类22710.2.5键盘输入法23010.2.6键盘的发展方向23110.2.7选购键盘的注意事项233