第2章 计算机系统的硬件

1、第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件本章要点与学习要求：CPUCPU的组成和技术指标的组成和技术指标 （熟悉）（熟悉）主存储器的组成和技术指标主存储器的组成和技术指标 （掌握）（掌握）辅助存储器的分类和特点辅助存储器的分类和特点 （熟悉）（熟悉）输入输出设备的分类输入输出设备的分类 （掌握）（掌握）输入输出控制方式输入输出控制方式 （掌握）（掌握）指令系统和总线指令系统和总线 （熟悉）（熟悉）计算机的系统结构计算机的系统结构 （了解）（了解）第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学章节教学章节中央处理器（中央处理器（CPU）2.1主存储器主存储器2.2辅助存储器辅助存储

2、器2.3输入输入/ /输出系统输出系统2.4计算机的整机结构计算机的整机结构2.5第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学目的：教学目的： 学习计算机硬件装置中的中央处理器的组成及简单工作原理 学习计算机存储系统中的主存储器的组成及简单工作原理教学重点：教学重点： 运算器； 控制器； 主存储器的组成 CPU、主存储器的主要技术指标第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学引入 我们知道，人身体中最重要的器官是大脑我们知道，人身体中最重要的器官是大脑和心脏，那么计算机最重要的部件是什么？和心脏，那么计算机最重要的部件是什么？ 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系

3、统的硬件计算机系统的硬件运算器：进行算术运算和逻辑运算。运算器：进行算术运算和逻辑运算。 控制器：对指令进行分析译码，产生控制信号控制器：对指令进行分析译码，产生控制信号实现数据的算术与逻辑运算实现数据的算术与逻辑运算实现取指令、分析指令和执行指令操作的控制实现取指令、分析指令和执行指令操作的控制实现异常处理及中断处理等。实现异常处理及中断处理等。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 简化的运算器结构图 P46 算术逻辑单元 多路选择器通用寄存器标志寄存器 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件运算器的基本功能：运算器的基本功能：算术运算和逻辑

4、运算算术运算和逻辑运算（1）传送操作：）传送操作：MOV R2,R1 控制器将发出下列有效信号控制器将发出下列有效信号R1 A=1Mov=1SiDB=1CP2=1 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件（二）加法操作：（二）加法操作：ADD R2，R1 控制器将通过控制器将通过CBUS发出下列发出下列有效信号：有效信号：R1A=1R2B=1Add=1SiDB=1CP2=1 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件功能功能 根据指令在存储器中的存放地址，从存储器中取出指令，进行分析，以判别取出的指令是一

5、条什么指令。 根据判别的结果 ，按一定的时序发出执行该指令所需要的一组操作控制信号。执行完一条指令后，自动从存储器中取出下一条要执行的指令。组成组成指令部件 程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID及地址形成器AGU时序部件微操作控制部件 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 程序计程序计数器数器指令寄指令寄存器存器指令译指令译码器码器时标发生器时标发生器主脉冲主脉冲振荡器振荡器地址形成地址形成器器 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件主频主频：CPUCPU内部工作的时钟频率内部工作的时钟频率, ,是是CPUCPU运行运算时的工作频率。运

6、行运算时的工作频率。外频：外频：主板上提供一个基准节拍供各部件使用，主板提供的节拍称主板上提供一个基准节拍供各部件使用，主板提供的节拍称为外频。为外频。倍频倍频：CPUCPU作频率以外频的若干倍工作。作频率以外频的若干倍工作。CPUCPU主频是外频的倍数称为主频是外频的倍数称为CPUCPU的倍频。这样的倍频。这样 CPUCPU工作频率倍频工作频率倍频外频外频基本字长：基本字长：CPUCPU一次一次处理处理的二进制数的位数的二进制数的位数地址总线宽度：地址总线宽度：地址总线宽度（地址总线的位数）决定了地址总线宽度（地址总线的位数）决定了CPUCPU可以可以访问的存储器的容量访问的存储器的容量，不

7、同型号的，不同型号的CPUCPU总线宽度不同，因而使用的总线宽度不同，因而使用的内存的最大容量也不一样。内存的最大容量也不一样。 数据总线宽度：数据总线宽度：数据总线宽度决定了数据总线宽度决定了CPUCPU与内存、输入输出设备与内存、输入输出设备之间一次之间一次数据传输的信息量数据传输的信息量。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件高速缓存：高速缓存：是可以进行高速是可以进行高速数据交换数据交换的存储器，它先于内存于的存储器，它先于内存于CPU CPU 交换数据。交换数据。 L1L1高速缓存：高速缓存：存取速度比一般内存快38倍。L1缓存也称片

8、内缓存，容量一般在64KB 218KB之间。 L2L2高速缓存高速缓存：通常做在主板上，目前有些CPU将二级缓存也做到了CPU芯片内。容量一般在512KB 1024KB之间，有的甚至在1M以上。 CPU CPU 的接口方式：的接口方式：指指CPU CPU 安装在电脑主板上时使用的插座类型，主安装在电脑主板上时使用的插座类型，主要有针脚式的要有针脚式的Socket Socket 和插卡式的和插卡式的Slot Slot 两种。两种。工作电压：工作电压：工作电压是指工作电压是指CPUCPU正常工作时所需要的电压。正常工作时所需要的电压。协处理器：协处理器：含有内置协处理器的含有内置协处理器的CPUC

9、PU可以加快特定类型的数值计算。可以加快特定类型的数值计算。某些需要进行复杂运算的软件系统需要协处理器支持。某些需要进行复杂运算的软件系统需要协处理器支持。PentiumPentium以上以上的的CPUCPU都内置了协处理器。都内置了协处理器。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 Pentium II:1997Pentium II:1997年将多媒体技术年将多媒体技术 摆上台面的摆上台面的CPUCPU赛扬赛扬/ /奔奔3:19993:1999年多事之秋！至强齐聚首年多事之秋！至强齐聚首Pentium 4:2000Pentium 4:2000年

10、空前强大经久不衰的年空前强大经久不衰的系列系列CPUCPU 80386:198580386:1985年带领我们进入年带领我们进入3232位时代的位时代的CPUCPU 80486:1989 80486:1989年首尝年首尝RISCRISC性能提升性能提升4 4倍的倍的CPUCPU Pentium:1993 Pentium:1993年第一款与数字无关的年第一款与数字无关的CPUCPU Pentium Pro:1995 Pentium Pro:1995年首款为服务器设计年首款为服务器设计CPUCPU Itanium :2001Itanium :2001年年 里程碑似的里程碑似的6464位位时代到来时

11、代到来 Pentium M :2003Pentium M :2003年年 移动、网络、移动、网络、节能的铁骑节能的铁骑 双核处理器双核处理器:2005:2005年开创双核处理器年开创双核处理器新纪元新纪元 4004:Intel4004:Intel历史上的首款微处理器历史上的首款微处理器 8008: 8008:最早的家用电脑使用的最早的家用电脑使用的CPUCPU 8086:1978 8086:1978年确立年确立x86x86地位创造商业奇迹地位创造商业奇迹的的CPUCPU 80286:1982 80286:1982年俗称年俗称“286286”CPUCPU 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第

12、第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件8008 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件8086和8088 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件80286 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件80386芯片 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件80486芯片 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2

13、章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Pentium 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Pentium Pro 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Pentium II 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Celeron(赛扬)处理器 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Pentium III 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Pentium

14、4、Celeron 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Itanium 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件Pentium M 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件双核处理器Core Yonah 65nm核心照片 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 P3装装CPU装装CPU和风扇和风扇装装CPU电源线电源线第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 分

15、析：分析：计算机的硬件由五个部分组成，分别是输入设备、输出设备、存储器、运算器和 控制器。 其中运算器和控制器合在一起又称为中央处理器（CPU）， CPU是计算 机硬件系统中最核心的部件。例例1：计算机硬件系统中最核心的部件是（：计算机硬件系统中最核心的部件是（ ）。）。 A）主存储器）主存储器 B）CPU C）磁盘）磁盘 D）输入输出设备）输入输出设备结论：答案应选结论：答案应选 B B） 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件主存储器：，也称内主存储器：，也称内存，存储直接与存，存储直接与CPU交换的信息，由半导交换的信息，由半导体存储器组成

16、。体存储器组成。 辅助存储器：也称辅助存储器：也称外存，存放当前不立外存，存放当前不立即使用的信息，它与即使用的信息，它与主存储器批量交换信主存储器批量交换信息，由磁带机、磁盘息，由磁带机、磁盘机及光盘机组成。机及光盘机组成。 计算机存储计算机存储器是存放数器是存放数据和程序的据和程序的设备设备定义定义分类分类地位地位要求要求 随机访问；随机访问； 工作速度快；工作速度快； 具有一定的存具有一定的存储容量储容量主存储器是能主存储器是能由由CPU直接编程直接编程访问的存储器，访问的存储器，它存放需要执行它存放需要执行的程序与需要处的程序与需要处理的数据。理的数据。 只能临时存放只能临时存放数据，

17、不能长久数据，不能长久保存数据。保存数据。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 写信号，该信号将写信号，该信号将数据写入存储体数据写入存储体地址总线，传送地址总线，传送指令和操作数的指令和操作数的地址码地址码DBUS DBUS 数据总线，传数据总线，传送读出送读出/ /写入数据写入数据读信号，该信读信号，该信号将数据从存号将数据从存储体读出储体读出片选信号。该信号有效，片选信号。该信号有效，表示存储器芯片被选中；表示存储器芯片被选中；否则，该芯片不工作否则，该芯片不工作 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件存储体（MB：Memory Bank

18、）由存储单元组成，每个单元包含若干个存储元件，每个存储元件可存储（“”或“”）。每个存储单元有一个编号,称之为，简称“地址”。 通常一个存储单位由8个存储元件组成，可存放一个字节的数据，存储体所包含的存储单元总数称之为。地址寄存器（MAR）：地址寄存器由若干个触发器组成，用来存放访问存储器的地址。地址寄存器的长度（即位数）应该与存储器的容量相匹配。如存储器的容量为4K，则地址寄存器的长度至少为2i=4K,即i=12。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件地址译码和驱动器地址译码和驱动器实现对地址寄存器所提供的地址码进行译码，经驱动器的电流放大“

19、选中”某一存储单元。如地址寄存器所提供的地址码为“000100”，则选中存储体的第4号存储单元。数据寄存器数据寄存器(MDR) (MDR) 数据寄存器由若干为触发器组成，用来暂时存放从存储单元中读出的数据（或指令），或暂存从数据总线来的即将写入存储单元的数据。数据寄存器的宽度（W）应该与存储单元的长度相匹配。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件读写放大电路读写放大电路实现信息电平的转换，即将存储元件表示“1”和“0”的电平转换为数据寄存器中触发器所需的电平； 反之亦然。读读/ /写控制电路写控制电路根据计算机的控制器发来的“存储器读/写”信号

20、发出实现存储器读写操作的控制信号。 片选信号：是由若干位地址码经译码而形成的。当CS=1时，该存储器芯片工作；否则，该芯片不工作。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件读操作过程步骤：读操作过程步骤： 2.发读命令；发读命令；3.从存储器读出数据从存储器读出数据1.送地址；送地址； 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件写操作过程步骤：写操作过程步骤： 2.送数据；送数据；3.将数据写入存储器将数据写入存储器1.送地址；送地址； 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬

21、件计算机系统的硬件存储容量存储容量一般指存储体所包含的存储单元数量（N），通常称为“实际装机容量”存储器容量越大，所能存放程序和数据就越多，计算机解题能力就越强。 存取时间和存储周期存取时间和存储周期是表征存储器工作速度的两个技术指标。 取数时间（TA）是指存储器从接受命令到被读出数据稳定在数据寄存器（MDR）的输出端所需之时间。 存储周期（TMC）是指两次独立的存取操作之间所需的最短时间。通常，TMC要比TA时间长。存取速率存取速率 单位时间内主存与外部 （如CPU） 之间交换信息的总位数WT1CMC 可靠性可靠性 用平均故障间隔时间MTBF来描述，即两次故障之间的平均时间间隔。 上一页上一

22、页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件半导体存储器的分类（按材料分）半导体存储器的分类（按材料分） 双极型TTL：高速. 单极型MOS：容量大、集成度高、制造简单、成本低、功耗小应用广泛。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件双极型双极型TTLTTL：高速：高速单极型单极型MOSMOS：容：容量大、集成度高、量大、集成度高、制造简单、成本低制造简单、成本低功耗小应用广泛功耗小应用广泛按材料按材料分分 类类按存取按存取分类分类ROMROMText in here 可以读出、也可以写入；可以读出、也可以写入；

23、随机存取，意味着存取任一随机存取，意味着存取任一单元所需的时间相同；单元所需的时间相同； 当断电后，存储内容立即消当断电后，存储内容立即消失，称为易失性失，称为易失性随机存储器（随机存储器（RAMRAM）只读存储器（只读存储器（ROMROM） ROM中一旦有了信息，就不能轻易改变，也不会中一旦有了信息，就不能轻易改变，也不会在掉电时丢失，是只供读出的存储器。在掉电时丢失，是只供读出的存储器。 结构简单，所以位密度比可读写存储器高结构简单，所以位密度比可读写存储器高 具有非易失性，所以可靠性高具有非易失性，所以可靠性高RAMRAM 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统

24、的硬件计算机系统的硬件这类ROM的内部信息是在制作集成电路新芯片时，用定做的掩模写入的，制作后用户不能再修改。固定掩模型固定掩模型ROMROMPROMPROM可编程只读存储器可编程只读存储器E2PROM是电擦除是电擦除可编程只读存储器可编程只读存储器EPROM可擦除可可擦除可编程只读存储器编程只读存储器这类ROM的内部信息是由用户按需要写入的，但只允许编程一次这类ROM的内部信息可多次改写。它的内容通过紫外光照射可以擦除，这种灵活性使EPROM得到广泛的应用包含了 EPROM的全部功能，而在擦除与编程方面更加方便这就使E2PROM比EPROM有更大的灵活性和更广泛的适应性 上一页上一页 返返

25、回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 分析：分析：根据几种只读存储器的特点得知,固定ROM的内容一经固定不可再更改，可编程ROM（PROM）允许编程1次，可擦除可再编程ROM（EPROM）允许多次反复编程。本题中所问为可编程ROM允许的编程次数，故应选择1次。例例2：可编程只读存储器（：可编程只读存储器（PROM）允许用的编程次数是（）允许用的编程次数是（ ）。）。 A）l次次 B）2次次 C）3次次 D）多次反复）多次反复结论：答案应选结论：答案应选 A A） 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件固定卡口内存颗粒

26、颗粒空位PCB 基板金手指 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 运算器的组成及工作原理；运算器的组成及工作原理； 控制器的组成及工作原理；控制器的组成及工作原理； CPUCPU的主要性能指标的主要性能指标 P103 1、9、10 返返 回回 上一页上一页第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学目的教学目的 本小节主要介绍辅助存储器的组成及简单工作原理。教学重点教学重点 磁表面存储器的存储原理； 光盘存储器 PC存储卡 计算机的存储体系 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学引入 当计算机关机后，存储在内存的信息消失当

27、计算机关机后，存储在内存的信息消失了，那么如何让计算机永久保存数据？了，那么如何让计算机永久保存数据？ 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件分类：分类：磁带存储器、磁盘存储器及光盘存储器。磁带存储器、磁盘存储器及光盘存储器。特点：特点：存放当前不参与运行的程序、数据。它与运算器、控制器不能直接进行信息交换，必须先调入内存,然后再与运算器、控制器交换信息，所以存取速度慢。 存储容量大，存储的信息能长期保留，断电也不消失 。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件磁表面存储器:是用某些磁性材料涂在金属铝片或塑料片的

28、表面上作为载磁体来存储信息的存储器。1、磁表面存储器存储原理、磁表面存储器存储原理 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件磁带存储器的组成与工作原理：读/写磁头2、 磁带存储器磁带存储器 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件技 术 参 数带速：磁带稳定移动带速：磁带稳定移动的速度，用的速度，用“米米/ /秒秒”或或“英寸英寸/ /秒秒”表示。表示。 记录密度：磁带每英记录密度：磁带每英寸所能记录的字节数，寸所能记录的字节数，单位是单位是BPIBPI。 数据传输速度：磁带数据传输速度：磁带机在单位时

29、间内所能传机在单位时间内所能传送信息的数量，它是记送信息的数量，它是记录密度与带速之积。录密度与带速之积。特 点顺序存取顺序存取磁带存取时间较长磁带存取时间较长 速度较慢速度较慢 存储的信息容量大存储的信息容量大 价格便宜价格便宜 便于携带便于携带 互换性好互换性好12 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 扇区：每个磁道分为许多成为扇区的小区段。1.1.磁盘机的结构磁盘机的结构( (图图) ) 由磁盘驱动器、磁盘机接口板及磁盘所组成。读取或写入该盘面上的信息 实现读/写操作 2.2.磁盘片磁盘片( (图图) ) 磁道：磁盘的每一面划分的若干个形如同心圆的轨道，这些磁道是磁头读写数据的路径。磁

30、道磁道扇区n n磁道磁道0 0磁道磁道 柱面：所有盘面上相同半径的磁道组合在一起叫做一个柱面。 簇：要存取信息块的长度。连接CPU与磁盘驱动器 3、磁盘存储器、磁盘存储器 存储信息的载磁体 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件磁盘机的主要技术指标磁盘机的主要技术指标记录密度 记录密度:又称存储密度，一般用磁道密度和位密度来表示。 磁道密度:是指沿磁盘半径方向，单位长度内磁道数，其单位是“道/英寸”。 位密度:是指沿磁道方向，单位长度内存储二进制信息的个数，其单位是位/英寸。存储容量 :是指它所能够存储的有用信息的总量,其单位是“字节”。 计算公

31、式： C=NKSB （n为盘面数，K为磁道数/面，S为扇区数/磁道，B为字节数/扇区）。寻址时间：寻址时间：是指磁头从启动位置到达所要求的读/写位置所经历的全部时间它由寻道时间ts和平均等待时间tw两部分组成。 寻道时间：是指磁头找到目的磁道所需在的时间。 平均等待时间：是指所读/写的扇区旋转到磁头下方所用时间，也称延迟时间。数据传输速率：是指磁头找到地址后，每秒读出或写入的字节数。 计算方法是：磁道字节数/旋转周期 3、磁盘存储器（序）、磁盘存储器（序） 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 记录密度记录密度:用磁道密度和位密度来表示。用磁道

32、密度和位密度来表示。 磁道密度磁道密度:指沿磁盘半径方向，单位长度内指沿磁盘半径方向，单位长度内磁道数。磁道数。 位密度位密度:沿磁道方向，单位长度内存储二进沿磁道方向，单位长度内存储二进制信息个数。制信息个数。是指它所能够存储的是指它所能够存储的有用信息的总量有用信息的总量,其单位其单位是字节是字节 计算公式计算公式C=NKSB其中其中n为盘面数，为盘面数，K为为磁道数磁道数/面，面，S为扇区数为扇区数/磁道，磁道，B为字节数为字节数/扇区扇区）寻址时间：磁头从启动位置到达寻址时间：磁头从启动位置到达所要求读所要求读/写位置所经历全部时间，写位置所经历全部时间，由寻道时间和平均等待时间两部分

33、由寻道时间和平均等待时间两部分组成。组成。 寻道时间：磁头找到目的磁道需寻道时间：磁头找到目的磁道需要时间。要时间。 平均等待时间：所读平均等待时间：所读/写的扇区旋写的扇区旋转到磁头下方所用时间，也称延迟转到磁头下方所用时间，也称延迟时间。时间。 磁头找到地址后，每秒读出或磁头找到地址后，每秒读出或写入字节数写入字节数 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 分析：分析：容量=磁盘面数磁道数/面扇区数/磁道字节数/扇区例例3：求软磁盘的磁盘容量。：求软磁盘的磁盘容量。解：容量 = 2 80 18 512（字节）= 1474560（字节B） 10

34、24= 1440（KB）= 1.4（MB） 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件硬盘硬盘(HARD DISK)(HARD DISK)是以铝合金圆盘为基片，上下两是以铝合金圆盘为基片，上下两面涂有磁性材料而制成的磁盘。面涂有磁性材料而制成的磁盘。 特点：体积小、重量轻、防尘性好、可靠性高、存特点：体积小、重量轻、防尘性好、可靠性高、存储容量大、存取速度快储容量大、存取速度快(7200(7200转转) )等优点。等优点。 但硬盘多固定于主机箱内，故不便于携带，价格也但硬盘多固定于主机箱内，故不便于携带，价格也高于软盘。高于软盘。 上一页上一页 返返

35、 回回下一页下一页 电源接口电源接口接线口接线口IDE口口硬盘控制芯片硬盘控制芯片控制电路板控制电路板缓存缓存 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 硬盘主轴电机硬盘盘片磁头驱动机构浮动磁头组件前置控制电路 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件硬硬 盘盘 性性能能 指指 标标缓存缓存单碟容量单碟容量平均寻平均寻道时间道时间发热量发热量传输模式传输模式转速转速容量容量超频超频性能性能 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 软盘软盘(FLOPPY DISK)(FLOPPY DISK)是以塑料圆盘为基

36、片，上下两是以塑料圆盘为基片，上下两面涂有磁性材料而制成的磁盘。面涂有磁性材料而制成的磁盘。 特点特点: :与硬盘相比，软盘的存储容量较小、存取速与硬盘相比，软盘的存储容量较小、存取速度较慢；但软盘携带方便、价格低廉、便于保存。度较慢；但软盘携带方便、价格低廉、便于保存。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件软盘的结构软盘标签标签读/写保护口轴空索引空磁头读/写窗口 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件只读型光盘存储器只读型光盘存储器:以烧孔形式记

37、录信息，不能改写。以烧孔形式记录信息，不能改写。 一次性写入光盘一次性写入光盘:允许用户作一次性写入。允许用户作一次性写入。 可擦除型光盘可擦除型光盘:激光束使介质产生物理变化是可逆的，可多次写入激光束使介质产生物理变化是可逆的，可多次写入数据传输率：数据传输率：CD-ROM 驱动驱动器每秒钟能够读取多少器每秒钟能够读取多少KB的的数据量。数据量。平均搜寻时间：激光读取头平均搜寻时间：激光读取头移到指定那一点并读取该点数移到指定那一点并读取该点数据的时间。据的时间。 存储容量非常大存储容量非常大 可靠性高可靠性高 存取速度高存取速度高利用激光束的热作用改变介质上局部磁场的方向利用激光束的热作用

38、改变介质上局部磁场的方向来记录信息来记录信息,并根据激光束反射光的强弱来读出信息并根据激光束反射光的强弱来读出信息 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件耳机插孔耳机插孔音量控制音量控制指示灯指示灯播放跳道按钮播放跳道按钮紧急出盒孔紧急出盒孔打开关闭停止打开关闭停止按钮按钮 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件旋转马达激光头组件电路件 上一页上一页 返返 回回下一

39、页下一页 光驱CD-RDVD-RDVD-RW 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 CD-R/W(刻录机)第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件光驱的使用光驱的使用光驱电源线光驱电源线光驱数据线光驱数据线光驱音频线光驱音频线视视 频频 演演 示示视视 频频 演演 示示视视 频频 演演 示示视视 频频 演演 示示 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件刻录机就是能够刻录光盘的一种驱动器。刻录机就是能够刻录光盘的一种驱动器。 分类分类: :功能普通的刻录机 Combo DVD 刻录机 选购指标选购指标 读写速度 缓存容量 刻录机 上一页上一

40、页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件可移动可移动外存储器外存储器闪存盘闪存盘PCPC存储卡存储卡USBUSB硬盘硬盘 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 分析：分析： RPI表示磁带存储器每英寸存储的行数，是记录密度的单位例例4：磁带上标有：磁带上标有 6250RPI的意思是每英寸存（的意思是每英寸存（ ）。）。 A）6250位位 B）6250字节字节 C）6250宇宇 D）6250行行结论：答案应选结论：答案应选D D） 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 存储层次（存储层次（Memory Hier

41、archy）的概念：）的概念：CPU高速缓存（Cache)主存辅存海量存储存储容量更小单位价格容量更小存储速度更快内存外存 存储层次是在综合考虑容量、速度、价格的基础上建立的存储组合，以便同时满足系统对存储器在性能与经济两个方面的要求。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件高速缓冲存储器是由存取速度较常规内存高速缓冲存储器是由存取速度较常规内存存取速度更快存取速度更快的电路组的电路组成的小容量的存储单元。即在内存的基础上，再增加一层称为高成的小容量的存储单元。即在内存的基础上，再增加一层称为高速缓冲存储器速缓冲存储器(Cache)(Cache)

42、的存储器，高速缓冲存储器简称高速缓存的存储器，高速缓冲存储器简称高速缓存CacheCache的存取速度比主存的存取速度比主存快快5 51010倍倍. .CPUCPU看到的是看到的是CACHECACHE，每次访问是，每次访问是CACHECACHE。由系统负责将内存的信息移入（移出）由系统负责将内存的信息移入（移出）CACHECACHE，而用户感觉不到，而用户感觉不到各级存储器的速度差别各级存储器的速度差别 CPU- CACHE-MEMORY-DISK-BAKCPU- CACHE-MEMORY-DISK-BAK 小于小于1ns 60ns ms s1ns 60ns ms s 上一页上一页 返返 回回

43、下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件虚拟存储器是建立在虚拟存储器是建立在主存主存- -辅存辅存物理结构基础之上，由附加硬件装置及操物理结构基础之上，由附加硬件装置及操作系统存储管理软件组成的一种存储体系作系统存储管理软件组成的一种存储体系, ,它将主存和辅存的地址空间统它将主存和辅存的地址空间统一编址一编址, ,形成一个庞大的存储空间。形成一个庞大的存储空间。编好的程序由计算机操作系统装入辅助存储器，程序运行时，附加的辅编好的程序由计算机操作系统装入辅助存储器，程序运行时，附加的辅助硬件机构和存储管理软件会把辅存的程序一块块自动调入主存由助硬件机构和存储管理软件会把辅

44、存的程序一块块自动调入主存由CPUCPU执执行或从主存调出。行或从主存调出。因为实质上因为实质上CPUCPU只能执行调入主存的程序，所以这样的存储体系称为只能执行调入主存的程序，所以这样的存储体系称为“虚虚拟存储器拟存储器”。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件主主 存存 储储 器器外外 存存 储储 器器类型类型ROMRAM软盘软盘硬盘硬盘光盘光盘造价造价高高高高低低+低低低低+速度速度快快快快慢慢+慢慢慢慢+容量容量小小+小小断电断电有有无无有有有有有有 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件

45、磁表面存储器的存储原理；光盘存储器PC存储卡计算机的存储体系P104 14P104 14、1616、1717、1818 返返 回回 上一页上一页第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学目的教学目的本讲主要介绍几种常用的输入、输出设备，简要说明输入输出设备接口的组成及工作原理和几种主要的输入输出控制方式。教学重点教学重点 输入输出设备 输入输出设备的接口 输入输出控制方式第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件教学引入 计算机什么方式输入信息和输出信息？计算机什么方式输入信息和输出信息？ 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 输入设备的作用

46、输入设备的作用将各种原始信息转换为计算机所能识别处理的信息形式，并输入计将各种原始信息转换为计算机所能识别处理的信息形式，并输入计算机。算机。 常见的输入设备常见的输入设备键盘、鼠标、扫描仪、光笔、光字符阅读器，摄像机、传真机等键盘、鼠标、扫描仪、光笔、光字符阅读器，摄像机、传真机等。 重点重点 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件图像图像图形图形模拟模拟光学光学阅读阅读 光学标记阅读机光学标记阅读机 光学字符阅读机光学字符阅读机 键键 盘盘 鼠标器鼠标器 操纵杆操纵杆 光笔光笔 语音语音 模数转换模数转换 摄影机摄影机 扫描仪扫描仪 传真机传

47、真机 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件定义：由一组开关矩阵组成，包括数字键，字母键、符号键、功定义：由一组开关矩阵组成，包括数字键，字母键、符号键、功能键及控制键等。每个按键在计算机中都有它的唯一代码。能键及控制键等。每个按键在计算机中都有它的唯一代码。 键键盘接口多采用单片微处理器，由它控制整个键盘的工作。盘接口多采用单片微处理器，由它控制整个键盘的工作。分类：分类：PS/2 PS/2 接口键盘、接口键盘、USB USB 接口键盘和无线键盘接口键盘和无线键盘键盘安装键盘安装视视 频频 演演 示示 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第

48、2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件104104键的键盘键的键盘107键的键盘 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件换档键字母锁定键空格键退格键功能键光标键制表定位键控制键小键盘数字锁定键键盘简介 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件机械式鼠标机械式鼠标 光电式鼠标光电式鼠标一种手持式屏幕一种手持式屏幕坐标定位设备坐标定位设备常用下拉式菜单常用下拉式菜单中选择操作项或中选择操作项或计算机辅助设计计算机辅助设计系统中的作图系统中的作图定定 义义按内部按内部构造分类构造分类按键数按键数分类分

49、类接口类接口类型分类型分类PS/2接口接口USB接口接口两键鼠标两键鼠标三键鼠标三键鼠标Title安安 装装视频演示视频演示 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件普通双键鼠标三键鼠标 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件PS/2接口的鼠标接口的鼠标USB接口的鼠标接口的鼠标 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件机械式鼠标 光电式鼠标 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 输入器输入器 模数转换器模

50、数转换器 语音识别器语音识别器一种可以将人的一种可以将人的语音转换为计算语音转换为计算机接收的数字信机接收的数字信号并加以识别的号并加以识别的设备设备定定 义义主要部件主要部件应用领域应用领域 语音听写机语音听写机 声控系统声控系统 电话的语音拨号电话的语音拨号Title安安 装装 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件输出设备的作用：输出设备的作用：是将计算机处理结果从数字代码转换成人或其他系统所能识别的信息形式。 常见的输出设备常见的输出设备显示器、打印机、绘图仪、复印机、电传机、音箱等。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章

51、 计算机系统的硬件计算机系统的硬件非击打式打印机非击打式打印机打印原理：用各种物打印原理：用各种物理或化学的方法印刷字理或化学的方法印刷字符。符。分类：激光打印机、分类：激光打印机、喷墨式打印机喷墨式打印机特点：打印速度高、特点：打印速度高、印字质量高、运行无噪印字质量高、运行无噪声等，但其价格较高。声等，但其价格较高。击打式打印机击打式打印机打印原理：利用机械动打印原理：利用机械动作打击作打击“字体字体”使它与色使它与色带和打印纸相撞，在纸上带和打印纸相撞，在纸上印出字符或图形。印出字符或图形。分类：活字式打印、点分类：活字式打印、点阵式打印。阵式打印。特点：结构简单、价格特点：结构简单、价

52、格低、打印内容不受限制低、打印内容不受限制12 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件针式打印机针式打印机 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件喷墨打印机喷墨打印机 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件激光打印机激光打印机 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件 定义：用定义：用dpi表示，即每英寸打印点数，它是衡量打印质量表示，即每英寸打印点数，它是衡量打印质量的重要指标。不同类型的打印机，其打印质

53、量也不同。的重要指标。不同类型的打印机，其打印质量也不同。 针式打印机的分辨率较低，一般为针式打印机的分辨率较低，一般为180-360dpi。 喷墨打印机分辨率一般为喷墨打印机分辨率一般为300-1440dpi。 激光打印机的分辨率为激光打印机的分辨率为300-2880dpi 针式打印机速度用每秒打印字符数表示，针式打印机速度用每秒打印字符数表示，打印速度在不同的字体和文种差别较大打印速度在不同的字体和文种差别较大 喷墨打印机与激光打印机都属于页式打喷墨打印机与激光打印机都属于页式打印机，打印速度以每分钟打印页数（印机，打印速度以每分钟打印页数（PPM）表示，一般在几表示，一般在几PPM到几十

54、到几十PPM之间。之间。 并行接口、并行接口、 串行接口、串行接口、 USB接口接口 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件分类：分类： 字符显示器：只字符显示器：只能显示字符，能显示字符， 不能不能显示图形，只有两种显示图形，只有两种颜色。颜色。 图形显示器：可图形显示器：可以显示字符、图形和以显示字符、图形和图像。图像。 特点：价格便宜，特点：价格便宜，颜色丰富，响应时间颜色丰富，响应时间短，体积大，刷新频短，体积大，刷新频率要求高，功耗大率要求高，功耗大操作电脑时传递各操作电脑时传递各种信息的窗口种信息的窗口能够以数字、字符、能够以数字、字

55、符、图形、图像等形式显图形、图像等形式显示各种设备的状态和示各种设备的状态和运行结果运行结果编辑各种文件、图编辑各种文件、图形、程序，建立起计形、程序，建立起计算机和用户之间的联算机和用户之间的联系桥梁系桥梁定定 义义阴极射线阴极射线管显示器管显示器液晶液晶显示器显示器等离子体等离子体显示器显示器由显示单元矩阵组成由显示单元矩阵组成的，每个显示单元分的，每个显示单元分隔成一个个密封的方隔成一个个密封的方格，充入混合气体和格，充入混合气体和荧光粉，荧光粉，特点：视角宽、色彩特点：视角宽、色彩还原性好、响应速度还原性好、响应速度快、不受磁场干扰、快、不受磁场干扰、无闪烁现象，但价格无闪烁现象，但价

56、格很贵。很贵。由显示单元矩阵组成由显示单元矩阵组成的，每个显示单元含的，每个显示单元含有称作液晶的特殊分有称作液晶的特殊分子，它们沉积在两种子，它们沉积在两种材料之间。材料之间。 特点：体积小，外特点：体积小，外观漂亮，功耗小，无观漂亮，功耗小，无辐射，对刷新频率要辐射，对刷新频率要求不高，但其颜色数求不高，但其颜色数有限，响应时间长。有限，响应时间长。安安 装装接显示器视接显示器视频演示频演示接显示器电接显示器电源视频演示源视频演示 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件是连接CPU和显示器的接口电路，负责把需要显示的图像数据转换成视频控制信号

57、，将需要显示的内容送到显示器，控制显示器显示该图像。显示卡可以处理图形数据，加速图形显示等作用。显示卡的核心部分是显示卡上的图形加速芯片。图形加速芯片是一个固化了一定数量常用基本图形程序模块的硅片。安装显卡 视视 频频 演演 示示 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件分辨率分辨率: :指屏幕像素的点阵，即显示器指屏幕像素的点阵，即显示器所能显示的像素个数，取决于垂直方向和所能显示的像素个数，取决于垂直方向和水平方向扫描线的线数，通常写做（水平水平方向扫描线的线数，通常写做（水平点数）点数）（垂直点数）形式（垂直点数）形式像素色彩像素色彩: 电子

58、枪是由电子枪是由R、G、B三色组成，屏幕上也相应涂上三色组成，屏幕上也相应涂上R、G、B三色磷质像素，每个三色磷质像素，每个像素是由这三色混合而成像素是由这三色混合而成屏幕尺寸屏幕尺寸: :指屏幕对角线长指屏幕对角线长度，以英寸为单位度，以英寸为单位点距：两个相邻像素之点距：两个相邻像素之间水平距离称为点距。间水平距离称为点距。显示器主要显示器主要技术指标技术指标像素：屏幕上能被独立控制像素：屏幕上能被独立控制其颜色和亮度的最小区域，即其颜色和亮度的最小区域，即荧光点。由点距决定，它是组荧光点。由点距决定，它是组成画面的最小单位成画面的最小单位刷新频率：每秒屏幕刷新的次数。刷新频率：每秒屏幕刷

59、新的次数。刷新频率越低，图像闪烁得就越厉害刷新频率越低，图像闪烁得就越厉害 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件是一种常用的图形输出设备，通过专用的绘图软件，是一种常用的图形输出设备，通过专用的绘图软件，用户的绘图要求变为对绘图仪的操作指令，包括平板用户的绘图要求变为对绘图仪的操作指令，包括平板形和滚筒形两种。形和滚筒形两种。常用的绘图仪有两种：一是平板式绘图仪，另一是滚常用的绘图仪有两种：一是平板式绘图仪，另一是滚桶式绘图仪。桶式绘图仪。 平板式绘图仪将绘图纸固定在平板上。 滚桶式绘图仪是将图纸卷在一个滚桶上。 与平板式相比较，滚桶式绘图仪具

60、有结构紧凑、占地面积小、质量轻绘图速度快等优点，但对图纸要求高。 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件将计算机处理过的文本信息以语音形式输出的设备将计算机处理过的文本信息以语音形式输出的设备由下列三个主要部件组成：由下列三个主要部件组成： 语音合成器 数模转换器 输出器 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件声卡的结构声卡的结构 麦克风输入扬声器输出线性输入线性输出游戏杆接口声音处理芯片CD音频连接器总线接口 上一页上一页 返返 回回下一页下一页 第第2 2章章 计算机系统的硬件计算机系统的硬件主