计算机专转本辅导_第2章_计算机组成原理

1、1第第2章章 计算机组成原理计算机组成原理2.2.1 1 计算机的组成与分类计算机的组成与分类 2.2.2 2 CPU CPU的结构与原理的结构与原理2.2.3 3 PC PC机的主机机的主机2.4 2.4 常用输入设备常用输入设备2.5 2.5 常用输出设备常用输出设备2.6 2.6 外存储器外存储器22.1 计算机的组成与分类计算机的组成与分类 2.1.1 计算机的发展与作用计算机的发展与作用2.1.2 计算机的组成计算机的组成2.1.3 计算机的分类计算机的分类2.1.4 微处理器和嵌入式计算机微处理器和嵌入式计算机32.1.1 计算机的发展与作用 计算机是一种信息处理工具，对人类社会的

2、进步与发展产生了巨大的影响。 计算机的特性：（1）速度快（2）存储容量大（3）通用性好（4）计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力4 计算机的发展计算机的发展1946年研制成功第1台数字电子计算机60年来发展速度之快大大超出人们的预料： 性能、体积、价格、 应用领域和装机数量 软件技术和软件产品 使用的元器件第1代：电子管磁鼓第2代：晶体管磁芯第3代：中、小规模集成电路第4代：大、超大规模集成电路n 应用模式：应用模式：n 集中计算模式集中计算模式n 分散计算模式分散计算模式n 网络计算模式网络计算模式 5第14代计算机的对比 代 别年 代使用的元器件使用的软件类型主要应用领域第1代20世

3、纪40年代中期50年代末期CPU：电子管内存：磁鼓使用机器语言和汇编语言编写程序科学和工程计算第2代20世纪50年代中、后期60年代中期CPU：晶体管内存：磁芯使用FORTRAN等高级程序设计语言开始广泛应用于数据处理领域第3代20世纪60年代中期70年代初期CPU：SSI，MSI内存：SSI，MSI的半导体存储器操作系统、数据库管理系统等开始使用在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用第4代20世纪70年代中期以来CPU：LSI、VLSI内存：LSI、VLSI的半导体存储器软件开发工具和平台、分布式计算、网络软件等开始广泛使用深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机62.1.1 计算

4、机的组成 计算机系统计算机系统计算机硬件计算机硬件计算机软件计算机软件运算器运算器控制器控制器输入设备输入设备存储器存储器输出设备输出设备系统软件系统软件应用软件应用软件操作系统操作系统数据库管理系统数据库管理系统程序语言处理系统程序语言处理系统文字处理文字处理通信通信娱乐娱乐计算机硬件是计算机硬件是计算机系统中计算机系统中所有实际物理所有实际物理装置的总称装置的总称计算机软件是指在计计算机软件是指在计算机中运行的各种程算机中运行的各种程序及其处理的数据和序及其处理的数据和相关的文档相关的文档7计算机硬件的逻辑结构 1经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）运算器和控制器运算器和控制器输入设备

5、输入设备输出设备输出设备存储器存储器（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）8计算机硬件的逻辑结构计算机硬件的逻辑结构 2现代计算机的逻辑结构现代计算机的逻辑结构中央处理器中央处理器(运算器及其控制运算器及其控制)外存储器外存储器内存储器内存储器输出设备输出设备总线总线(bus)输入设备输入设备I/O接口接口I/O接口接口外存储器接口外存储器接口控制器控制器控制器控制器控制器控制器CPU控制器控制器memorystorageI/O设备通过设备通过I/O接口接口与各自与各自的控制器的控制器连接，连接，然后由控制器然后由控制器与与I/O总线相连总线相

6、连9从逻辑上（功能上）来讲，计算机硬件从逻辑上（功能上）来讲，计算机硬件主要包括主要包括中央处理器（中央处理器（CPU）、内存储）、内存储器、外内存储器、输入设备和输出设备器、外内存储器、输入设备和输出设备等。它们通过等。它们通过总线总线互相连接。互相连接。CPU、内存储器、总线等构成计算机的、内存储器、总线等构成计算机的“主机主机”，输入，输入/输出设备和外存储器等输出设备和外存储器等通常称为计算机通常称为计算机“外围设备外围设备”，简称，简称“外设外设”。10n输入输入(input)的双重含义：的双重含义：1.把信息送入计算机的过程把信息送入计算机的过程; 2.向计算机输入的内容向计算机输

7、入的内容n输入设备输入设备(input devices)n功能：用来向计算机输入信息功能：用来向计算机输入信息n输入设备有多种，例如输入设备有多种，例如:n键键 盘盘 输入文字、符号和命令输入文字、符号和命令n鼠标器鼠标器输入鼠标器移动的位置信息及按钮命令输入鼠标器移动的位置信息及按钮命令n扫描仪扫描仪输入图片输入图片n麦克风麦克风输入声音输入声音n输入设备的共性：不论信息的原始形态如何，输入到输入设备的共性：不论信息的原始形态如何，输入到计算机中的信息都使用计算机中的信息都使用二进位二进位来表示来表示（1） 输入设备输入设备11（2）中央处理器）中央处理器什么是处理器什么是处理器(proce

8、ssor)？ 负责对数输入信息进行各种处理的部件称为负责对数输入信息进行各种处理的部件称为“处理器处理器”。 能能高速执行指令，完成二进制数据的算术或高速执行指令，完成二进制数据的算术或逻辑运算和数据传送等操作逻辑运算和数据传送等操作的部件，特点是：的部件，特点是： 由数字电路组成，结构非常复杂由数字电路组成，结构非常复杂 所有电路都制作在大规模集成电路芯片上所有电路都制作在大规模集成电路芯片上(仅几个平方厘米仅几个平方厘米)，称为，称为“微处理器微处理器” (microprocessor)12什么是中央处理器（什么是中央处理器（CPU）？）？计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同计算机中通

9、常有多个不同的处理器，各有不同的分工和任务的分工和任务用于执行系统软件和应用软件的处理器称为用于执行系统软件和应用软件的处理器称为CPU （Central Processing Unit） ，CPU是计算机是计算机必不可少的核心组成部件必不可少的核心组成部件多数个人计算机只有多数个人计算机只有1个个CPU，但有一些计算机，但有一些计算机包含有包含有2个、个、4个、个、8个甚至成百上千个个甚至成百上千个CPU使用多个使用多个CPU实现超高速计算的技术称为实现超高速计算的技术称为“并并行处理行处理”，采用这种技术的计算机系统称为，采用这种技术的计算机系统称为“多处理系统多处理系统”。13（3 3）

10、内存储器和外存储器）内存储器和外存储器 计算机能够把程序和数据计算机能够把程序和数据( (包括原始数据、中包括原始数据、中间运算结果与最终结果等间运算结果与最终结果等) )储存起来，具有这种储存起来，具有这种功能的部件就是功能的部件就是“存储器存储器”。功能：功能： 储存以二进位形式表示的程序和数据储存以二进位形式表示的程序和数据分类：分类： 内存储器内存储器（内存或主存）和（内存或主存）和外存储器外存储器（外存或辅存）（外存或辅存）14内存储器(简称内存或主存)外存储器(简称外存或辅存)存取速度很快较慢存储容量较小(因单位成本较高) 很大(因单位成本较低) 存储介质半导体芯片磁盘、光盘、磁带

11、等性质断电后信息消失断电后信息保持用途存放已经启动运行的程序和需要立即处理的数据长期存放计算机系统中几乎所有的信息与CPU关系直接与CPU相连接（CPU可直接访问），CPU所处理的指令及数据直接从内存中取出不直接与CPU相连接，CPU不能直接访问，其中存储的程序及相关的数据必须先送入内存，才能被CPU使用15（4） 输出设备输出设备输出输出(output)的双重含义：的双重含义：1.把信息送出计算机的过程把信息送出计算机的过程; 2.从计算机输出的内容从计算机输出的内容输出设备输出设备(output devices) 功能：从计算机输出信息功能：从计算机输出信息 输出设备有多种，例如输出设备有

12、多种，例如: 显示器显示器输出文字、符号和图形输出文字、符号和图形 打印机打印机打印文字、符号和图形打印文字、符号和图形 扬声器扬声器输出声音输出声音 (多数多数)输出设备的共性：把计算机中的二进位信息转换成输出设备的共性：把计算机中的二进位信息转换成人可感知的形式人可感知的形式(文字、符号、图形、声音等文字、符号、图形、声音等)16（5） 总线总线(bus)功能：功能： 用于连接用于连接CPU、内存、外存和各种、内存、外存和各种I/O设备并设备并在它们之间传输信息的一组在它们之间传输信息的一组共享的共享的传输线及其传输线及其控制电路控制电路分类：分类： CPU总线（或前端总线）总线（或前端总

13、线） ：用于连接：用于连接CPU和和内存的总线内存的总线 I/O总线：连接内存和总线：连接内存和I/O设备（包括外存）的设备（包括外存）的总线总线172.1.3 计算机的分类计算机的分类按内部逻辑结构分类按内部逻辑结构分类 8位位/16位位/32位位/64位位 单单CPU/多多CPU 按性能和价格分类按性能和价格分类 巨型计算机巨型计算机 (supercomputer) 大型计算机大型计算机 小型计算机小型计算机 个人计算机个人计算机 (personal computer) 笔记本笔记本PC 台式台式PC作为服务器作为服务器(server)使用使用独立使用或作为独立使用或作为客户机客户机(cl

14、ient)使用使用18按计算机服务的对象和作用划分：按计算机服务的对象和作用划分：分类或应用举例软件特点主要特点应用性质服务对象类型嵌入式计算机服务器个人计算机直接直接为用为用户服户服务务通用通用性能性能/ /价格比高价格比高多媒体性能好多媒体性能好有通用性和可扩展性有通用性和可扩展性 台式机台式机 笔记本笔记本种类多种类多, ,功功能丰富能丰富, ,用用户可自行户可自行装卸装卸为其它为其它计算机计算机服务服务半通半通用用吞吐率高吞吐率高可用性好可用性好有可扩展性有可扩展性数据库服务器数据库服务器WebWeb服务器服务器打印服务器打印服务器( (企业级企业级, ,部门部门级级) )实时处理和并

15、实时处理和并发工作能力强，发工作能力强，可靠性和安全可靠性和安全性好性好为其为其它设它设备服备服务务专用专用价格便宜价格便宜功耗低功耗低实时实时(real time)(real time)处理处理软件固化软件固化, , 扩展性差扩展性差 手机手机 数码相机数码相机 MP3MP3播放器播放器 功能专用、单功能专用、单一、结构紧凑，一、结构紧凑，固化在芯片中，固化在芯片中，不易修改和扩不易修改和扩充充 192.1.4 微处理器和嵌入式计算机微处理器和嵌入式计算机微处理器（微处理器（P ）是使用单片大规模集成电路是使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的电子部件，制成的、具有运算和控制功能

16、的电子部件，例如例如:Intel 4004Intel 8086Intel 奔腾奔腾4Intel 酷睿酷睿220 微处理器是各种类型计算机的核心组成部分 用于执行系统软件和应用软件的P 称为“CPU” 目前几乎所有计算机的CPU使用的都是微处理器 除了用作CPU的通用微处理器之外， 还有许多专用的微处理器产品：绘图处理器、通信处理器等21嵌入式计算机嵌入式计算机把运算器、控制器、存储器、输入把运算器、控制器、存储器、输入/输出控制、输出控制、接口电路全都集成在一块芯片上，这样的超接口电路全都集成在一块芯片上，这样的超大规模集成电路称为大规模集成电路称为“单片计算机单片计算机”或或“嵌嵌入式计算机

17、入式计算机” 用途举例：内嵌在其他设备中作为信息处理用途举例：内嵌在其他设备中作为信息处理的核心装置，例如的核心装置，例如 数码相机、数码相机、MP3播放器、手机、计算机外围播放器、手机、计算机外围设备、汽车、机顶盒等设备、汽车、机顶盒等222.2 CPU的结构与原理的结构与原理2.2.1 CPU的结构的结构 2.2.2 指令与指令系统指令与指令系统2.2.3 CPU的性能指标的性能指标232.2.1 CPU的结构的结构 冯冯诺依曼计算机的结构与原理诺依曼计算机的结构与原理运算器运算器控制器控制器寄存器组寄存器组输入设备输入设备输出设备输出设备中央处理器（中央处理器（ CPU）计算机硬件计算机

18、硬件I/O设备设备24（1 1） 运算器（执行单元）运算器（执行单元） 对数据进行各种算术运算和逻辑运算。对数据进行各种算术运算和逻辑运算。（2 2）控制器）控制器 取指令，解释指令的含义（指令译码）产取指令，解释指令的含义（指令译码）产生控制其它部件的操作控制信号，记录内部状态。生控制其它部件的操作控制信号，记录内部状态。（3 3）寄存器组）寄存器组 由十几个甚至几十个寄存器组成。用于临由十几个甚至几十个寄存器组成。用于临时存放参加运算的数据和得到的中间结果。时存放参加运算的数据和得到的中间结果。25“存储程序控制存储程序控制” 原理原理将问题的解算步骤编制成为将问题的解算步骤编制成为程序程

19、序，程序连同它所处，程序连同它所处理的数据都用理的数据都用二进位表示二进位表示并并预先预先存放在存储器存放在存储器中中程序运行时，程序运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，相应的数据，按指令操作码的规定按指令操作码的规定，对数据进行运，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止算处理，直到程序执行完毕为止 CPU从内存中从内存中逐条读取该程序逐条读取该程序的指令及相关的的指令及相关的数据数据将指令的运算将指令的运算处理结果送回内处理结果送回内存保存存保存任务完成后，任务完成后，将处理得到的全将处理得到的全部结果成批传送部结果成批传送到外存以长久保到外存

20、以长久保存存外存储器外存储器内存储器内存储器CPU任务启动时，任务启动时，执行该任务的程执行该任务的程序和数据从外存序和数据从外存成批传送到内存成批传送到内存指令指令1指令指令2指令指令k指令指令n程序程序数据数据1数据数据2数据数据m数据数据CPU逐条逐条执行指令执行指令,按按指令要求完指令要求完成对数据的成对数据的运算和处理运算和处理26存储器存储器中央中央处理器处理器存储数据存储数据和指令和指令执行指令执行指令处理数据处理数据指令，数据指令，数据处理结果处理结果CPU的任务的任务CPU的主要任务是的主要任务是执行指令执行指令，它按指令的规，它按指令的规定对数据进行操作定对数据进行操作27

21、2.2.2 指令与指令系统指令与指令系统指令采用指令采用二进位二进位表示，它用来规定计算机执表示，它用来规定计算机执行什么操作。大多数情况下，指令由两个部行什么操作。大多数情况下，指令由两个部分组成：分组成： 操作码操作码操操 作作 数数 地地 址址指出指出CPU应执行何种操应执行何种操作的一个命令词，例如加、作的一个命令词，例如加、减、乘、除等减、乘、除等 指出该指令所操作指出该指令所操作(处理处理)的数据或者的数据或者数据所在位置数据所在位置 28指令在计算机中的执行过程1.取指令：CPU的控制器从存储器读取一条指令并放入指令寄存器2.指令译码：指令寄存器中的指令经过译码，决定该指令应进行

22、何种操作、操作数在哪里3.执行指令3.1 取操作数3.2 进行运算4.修改指令计数器，决定下一条指令的地址1 取指令取指令4 修改指修改指令计数器令计数器3 执行指令执行指令2 指令译码指令译码指令执行周期指令执行周期29关于指令系统 每一种CPU都有它自己独特的一组，CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统。即它的机器语言指令系统中的指令分成许多类，例如指令系统中的指令分成许多类，例如奔腾奔腾4处理器中共有七大类指令处理器中共有七大类指令： 数据传送类数据传送类 算术运算类算术运算类 逻辑运算类逻辑运算类 移位操作类移位操作类 位位(位串位串)操作类操作类 控制转移类控制转移类 输入输

23、入/输出类等输出类等30关于奔腾4系列的指令系统产品发展过程为：8088（8086）80286 8038680486 PentiumPentium PROPentium II Pentium III Pentium 4 奔腾D奔腾至尊酷睿酷睿2为解决软件兼容性问题，采用“向下兼容方式”开发新的处理器，即所有新处理器均保留老处理器的全部指令，同时还扩充功能更强的新指令。31关于CPU的兼容性不同公司生产不同的CPU产品：Intel公司：Pentium系列、赛扬系列 、酷睿、至强等AMD公司：独龙、闪龙、速龙、弈龙，炫龙等IBM公司：Power5、Power6等（苹果的Macintosh使用）SU

24、N公司：Ultra SPARC处理器HP公司： PA-RISC、Itanium 处理器32同一公司同一系列的CPU具有向下（前）兼容性：A计算机（使用新型号CPU）的程序不能在B计算机（使用老型号CPU）上运行， B计算机的程序却能在A计算机上运行不同公司的不同CPU产品其指令系统不同，它们互相不全兼容：A计算机的程序不能在B计算机上直接运行， B计算机的程序也不能在A计算机上直接运行332.2.3 CPU的性能指标 计算机的性能主要表现在程序执行速度的快慢，它由许多因素决定，例如CPU、内存、硬盘、显卡等，但通常CPU是主要因素 CPU性能高低的主要指标是CPU的速度，有2种衡量方法：1.

25、计算每秒钟可执行的指令数目（单位：MIPS（百万条定点指令/秒）、MFLOPS（百万条浮点指令/秒）和TFLOPS（万亿条条浮点指令/秒）。2. 使用常用软件（办公软件、数字媒体处理软件和3D游戏等）的执行速度来衡量CPU的性能 34影响CPU性能的主要因素 字长（位数） 指的是CPU中整数寄存器和定点运算器的宽度（即二进制整数运算的位数） 目前PC使用的CPU大多是32位处理器，新一代的PC机使用64位处理器35 主频（CPU时钟频率） 指CPU中电子线路的工作频率，它决定着CPU芯片内部数据传输与操作速度的快慢 主频提高，CPU的处理速度通常也会加快 注意：主频为2G的CPU速度主频为1G

26、的CPU速度的2倍。例如，Intel的2G主频CPU的速度 AMD的 2G主频CPU的速度36 CPU总线（前端总线）的速度 CPU总线速度决定了CPU与内存间数据传输速度的快慢 高速缓存（cache）的容量与结构 cache容量越大、级数越多，其效用就越显著 CPU的指令系统 指令的格式和功能会影响程序的执行速度37 CPU的逻辑结构 CPU包含的定点运算器和浮点运算器数目 是否流水线结构，流水线的条数和级数 有无指令预测和数据预测功能 是否具有数字信号处理功能 是否多核，有几个内核 382.3 PC机的主机 2.3.1 主板、芯片组与BIOS 2.3.2 内存储器 2.3.3 I/O总线和

27、I/O接口39台式PC的物理组成台式机台式台式PC主机主机外部设备外部设备机箱、电源机箱、电源主板主板CPU内存条内存条显示卡显示卡芯片组芯片组BIOS ROMCMOSPCI插槽插槽(I/O总线总线)网卡网卡输入设备输入设备外存储器外存储器键盘键盘鼠标器鼠标器麦克风麦克风摄像头摄像头输出设备输出设备U盘、移动硬盘盘、移动硬盘显示器显示器打印机打印机音箱音箱/耳机耳机声卡声卡插头和插座插头和插座(I/O接口接口)硬盘、软驱硬盘、软驱光盘驱动器光盘驱动器401 音箱音箱 5 CPU 2 调制解调器调制解调器 6 键盘键盘3 麦克风麦克风 7 鼠标器鼠标器 4 内存条内存条 8 CD驱动器驱动器9

28、软驱软驱10 硬盘驱动器硬盘驱动器11 打印机打印机12 I/O接口接口13 CRT显示器显示器14 扩展卡扩展卡412.3.1 主板、芯片组与BIOS42台式PC机(立式)的主机箱扩展扩展空间空间43 主板主板CMOS存储器存储器 电源连接器电源连接器PCPC机主板示意图机主板示意图 处理器处理器 I/O端口端口软驱及软驱及IDE硬盘连接器硬盘连接器存储器插座存储器插座PCI总线槽总线槽CPU插座插座显卡显卡AGP插座插座芯片组芯片组1ROM BIOS芯片组芯片组244主板的作用：安装所有的电子器件、电路与连接件随着集成电路的发展和计算机技术地进步，许多扩充卡地功能可以部分或全部集成在主板上

29、（例如，串行口、并行口 、声卡 、网卡等控制电路 ）主板的规格：主板的物理尺寸已经标准化。现在使用的主要是ATX和BTX规格的主板。45闪烁存储器（Flash memory），其中存放的是基本输入/输出系统（BIOS），它是PC机软件最基础的部分，没有它机器就无法启动。CMOS存储器：其中存放着与计算机硬件相关的相关一些参数（称为“配置信息”），报刊包括当前的日期和时间、开机口令、已安装的软驱和硬盘的个数及类型等。）由于CMOS芯片是一种易失存储器，必须使用电池供电，才能使计算机关机后不会丢失所存储的信息。 主板主板上两块特别有用地集成电路上两块特别有用地集成电路46 华硕华硕P4TP4T主板

30、实物照片主板实物照片 CPU 插座插座 内存条内存条 插座插座PCI总线总线插槽插槽 软驱、软驱、 硬盘硬盘IDEIDE连接器连接器电源电源连接器连接器 芯片组芯片组 I/O 端口端口显卡显卡AGP插座插座47华硕华硕P4T主板主板I/O端口部分端口部分48芯片组Pentium 4CPU前端总线前端总线北桥芯片北桥芯片MCH图形卡接口图形卡接口双通道双通道南桥南桥芯片芯片ICHUSB接口接口以太网接口以太网接口PCI(PCI-E) 插槽插槽BIOS&COMS存储器存储器硬盘接口硬盘接口音频音频Codec Super I/O键盘键盘,鼠标鼠标,软软驱驱,并口并口,串口串口等等电话电话Mo

31、demDDR 2电源管理、时钟控制电源管理、时钟控制DDR 2存储器存储器CPU49芯片组的作用： 是PC机各组成部分相互连接和通信的枢纽北桥芯片： 1. 存储器控制功能； 2. 连接CPU、存储器、显卡、南桥芯片的枢纽南桥芯片： 1. 多种I/O设备的控制功能； 2. I/O总线(PCI总线) 功能； 3. 提供了各种I/O接口50关于芯片组的一些说明 芯片组与CPU芯片同步发展，有什么样功能和速度的CPU，就有什么样的芯片组与之配套 ，芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量、速度及可使用的内存条的类型。 由于集成电路集成度越来越高，为降低系统成本，芯片组中集成了越来越多的功能，包括网卡

32、、显卡、声卡等功能 51BIOS 什么是BIOS （Basic Input/Output System） ？ 中文名为“基本输入/输出系统”，它是存放在主板上只读存储器（ROM）芯片中的一组机器语言程序 功能： 诊断计算机故障 启动计算机工作 控制基本的输入输出操作(键盘、鼠标、磁盘读写、屏幕显示等) BIOS 芯片 保存BIOS的只读存储器(ROM)芯片52BIOS 主要包含的四个程序 加电自检程序程序（POST） (Power On Self Test)用于检测计算机硬件故障 系统主引导记录的装入程序（自举程序） 启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态 CMOS设置程序 设置系统参数：

33、日期、时间、口令、配置参数等 基本外围设备的驱动程序 实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入输出操作的控制53PC机的启动工作过程1. 接通电源时CPU自动执行BIOS中的POST程序1.1 按CMOS中的内容来识别硬件的配置, 测试各部件的工作状态 (发现错误则报错)1.2 初始化CPU、内存、ROM、主板、CMOS、显示卡、键盘、软驱和硬盘等设备2. CPU自动执行自举程序 按照CMOS中预先设定的启动顺序，搜寻外存储器（软、硬盘或光盘）3. 从外存储器读出引导程序，然后由引导程序读出操作系统并装入内存4. 最后，将控制权交给操作系统，整个计算机由操作系统所控制54关于CMOS

34、芯片 这是一个容量很小的RAM存储器，由电池供电，即使计算机关机后也不会丢失所存储的信息 作用： 存放计算机硬件的参数（称为“配置信息”），包括日期和时间、口令、软盘/硬盘/光盘驱动器的数目、类型及参数、显卡类型、cache使用状况、启动机器时访问外存的顺序等，供BIOS程序使用。55关于CMOS 芯片 设置和修改CMOS参数的方法： 在开机启动BIOS工作时，按下Del键(或F2或F8健)，即可进入BIOS中的CMOS设置程序。需要设置需要设置CMOS的情况：的情况： 用户希望更改系统日期、时间、口令或启动用户希望更改系统日期、时间、口令或启动盘的顺序盘的顺序 CMOS内容因掉电、病毒侵害等

35、原因被破坏内容因掉电、病毒侵害等原因被破坏562.3.2 内存储器57内内存存储储器器Cache存储器存储器主存储器（主存储器（RAM和和ROM） 外存储器（软盘、硬盘、光盘）外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带库、光盘库后备存储器（磁带库、光盘库 ）存存储器储器寄存器寄存器典型存取时间典型存取时间 1 ns 2ns 10ns 10ms 10s典型容量典型容量 优盘 ！优盘：优盘：1GB8GB （100200元）元）1252.6.2 硬盘存储器126硬盘存储器概述 作用： 长期保存各类信息 特点： 可读可写 容量很大（当前台式PC：250GB500GB） 成本极低（当前：0.5GB1G

36、B/元） 技术发展很快，容量将更大，成本会更低127 硬盘存储器的结构移动臂移动臂控制电路控制电路主轴主轴硬盘片硬盘片磁头磁头接口接口128信息的平均存取时间磁盘上的信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为：T = 寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间寻道时间磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms)旋转等待时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约46ms) (转速： 4200/5400/7200/10000rpm)数据传输时间(大约0.01ms/扇区)磁头磁头磁道磁道旋转轴旋转轴碟片碟片129硬盘存储器的性能指标（1）容量：以GB为单位，目前硬盘单碟容量大多在100GB以上，硬盘中的存储碟

37、片一般有14片，其存储容量为单碟容量之和。（2）平均存取时间：在几ms几十ms之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定（3）缓存容量：原则上越大越好，目前硬盘硬盘的缓存容量大多数已达8MB以上。130硬盘存储器的性能指标（4）数据传输速率外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，与采用的接口类型有关，一般为把00MB/s300MB/s。内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部传输速率越快由于硬盘的内部传输速率要小于外部传输速率，所以内部传输速率的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定因素。131功能：功能：在主机与硬盘驱动器之间提供一个通道，实现主机在

38、主机与硬盘驱动器之间提供一个通道，实现主机与硬盘硬盘之间的高速数据传输。与硬盘硬盘之间的高速数据传输。 与主机的接口：与主机的接口：n前些年使用：前些年使用：并行并行ATA（IDE）接口）接口，传输速率分别为，传输速率分别为100MB/s和和133MB/s。n当前流行：当前流行： 串行串行ATA（SATA）接口）接口，传输速率高达，传输速率高达150MB/s300MB/s。硬盘驱动器与主机的接口硬盘驱动器与主机的接口132使用硬盘的注意事项 正在对硬盘读写时不能关掉电源 保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响 防止硬盘受震动，工作时不要移动机器 及时对硬盘内

39、容进行整理，包括目录的整理、文件的清理、磁盘碎片整理等 防止计算机病毒对硬盘的破坏，对硬盘定期进行病毒检测133移动存储器优盘采用Flash存储器（闪存）芯片，体积小，重量轻容量可以按需要而定（256MB8GB），具有写保护功能数据保存安全可靠，使用寿命长使用USB接口，即插即用，支持热插拔(必须先停止工作)读写速度比软盘快可以模拟软驱和硬盘启动操作系统134移动存储器移动硬盘存储容量大（30GB160GB、320GB）采用USB或IEE1394接口，即插即用，支持热插拔(必须先停止工作)小巧而便于携带速度快，安全可靠移动硬盘移动硬盘1352.6.3 光盘存储器136光盘存储器的发展分代年代名

40、称激光类型存储容量第1代1982CD光盘存储器红外光650MB第2代1995DVD光盘存储器红光4.7GB第3代2006BD光盘存储器蓝光25GB（注：（注：DVD和和BD的容量均为单面单层的容量）的容量均为单面单层的容量）137光盘存储器的结构与原理 光盘存储器由光盘存储器由光盘光盘和和光盘驱动器光盘驱动器两部分组成两部分组成光盘片用于存储数据，其基片是一种耐热的有机玻璃，光盘片用于存储数据，其基片是一种耐热的有机玻璃，用于记录数据的是一条用于记录数据的是一条由里向外的连续的螺旋光道由里向外的连续的螺旋光道。光盘存储数据的原理与磁盘不同，它通过在盘面上压制光盘存储数据的原理与磁盘不同，它通过

41、在盘面上压制凹坑的方法来记录信息，凹坑的方法来记录信息，凹坑的边缘处表示凹坑的边缘处表示“1”，而，而凹凹坑内和凹坑外的平坦部分表示坑内和凹坑外的平坦部分表示“0”，信息的读取需要使，信息的读取需要使用用激光激光进行分辨和识别。进行分辨和识别。138光盘存储器优点光盘存储器优点 成本低，存储密度高，容量大，可靠性高，成本低，存储密度高，容量大，可靠性高，不易受损，耐用，易于长期保存数据不易受损，耐用，易于长期保存数据光盘存储器缺点光盘存储器缺点 读出速度和数据传输速度比硬盘慢得多读出速度和数据传输速度比硬盘慢得多光盘存储器分的两大类型光盘存储器分的两大类型CD 光盘存储器光盘存储器DVD 光盘存储器光盘存储器光盘存储器139 光盘驱动器的类型 按信息读写能力分只读光驱可