计算机硬件讲义课件

计算机硬件计算机科学与技术专业课程ComputerHardware《计算机导论》计算机的分类计算机的分类逻辑组成物理组成按逻辑结构分类8位/16位/32位/64位单CPU/多CPU···按性能、用途和价格分类巨型计算机(Supercomputer)大型计算机(Mainframe)小型计算机(Minicomputer)个人计算机(Personalcomputer)笔记本PC(NotebookPC)台式PC(DesktopPC)工作站(Workstation)嵌入式计算机(Embeddedcomputer)作为服务器使用独立使用或作为客户机使用巨型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成也称超级计算机,有极强的运算处理能力,速度达到每秒运算数万、数千万亿次以上采用大规模并行处理的体系结构,由数以百计、千计、万计的CPU共同完成计算任务大多使用在军事、科研、气象预报、石油勘探、飞机设计模拟、生物信息处理、破解密码等领域巨型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成国际排行榜(Top5)中国国防科技大学研制的“天河II号”,运算速度为33.86千万亿次/秒巨型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成国际排行榜(Top5)美国能源部下属橡树岭国家实验室研制的“泰坦”(Titan),运算速度为17.59千万亿次/秒巨型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成国际排行榜(Top5)美国能源部下属劳伦斯－利弗莫尔国家实验室的“红杉”,运算速度为17.17千万亿次/秒巨型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成中国高性能计算机性能(Top5)

——2012年11月国防科技大学研制的“天河I号A”,运算速度为4701万亿次/秒国家并行计算机工程技术研究中心的“神威蓝光”，运算速度为1070万亿次/秒国防科技大学研制的“天河I号A-HN”,运算速度为1343万亿次/秒曙光计算机公司的“曙光星云”,运算速度为1296万亿次/秒中国科学院过程工程研究所的“Mole-8.5”,运算速度为1138万亿次/秒巨型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成中国高性能计算机性能(Top5)——2012年11月神威蓝光大型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成运算速度快,存储容量大,通信联网功能完善,可靠性高,安全性好,与丰富的系统软件和应用软件通常含有4,8,16,32甚至更多的CPU可同时处理几百甚至上千个用户递交的处理请求一般用于为企业或政府的数据提供集中的存储,管理和处理,承担主服务器的功能IBMzSeries990小型计算机计算机的分类逻辑组成物理组成供部门使用,可以支持的并发用户数目较少帮助中小企业(或大型企业的一个部门)完成信息处理任务,如库存管理等小型机逐步被高性能的服务器取代IBMAS/400(1988)个人计算机计算机的分类逻辑组成物理组成也称个人电脑、PC机或微型计算机价格便宜,使用方便,软件丰富,性能不断提高由用户直接使用,一般只处理一个用户的任务多样的个人计算机台式个人计算机(卧式)台式个人计算机(立式)便携式(笔记本)个人计算机个人计算机计算机的分类逻辑组成物理组成多样的个人计算机(续)DigitalFilmmakingWorkstation

AppleWorkstation

CADworkstation

TabletPC（平板式电脑）

个人数字助理（PDA）个人计算机计算机的分类逻辑组成物理组成多样的个人计算机(续)UMPC(超级移动PC)eBook（电子书）OPPOFindMe智能手机嵌入式计算机计算机的分类逻辑组成物理组成把运算器、控制器、存储器、输入/输出控制、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“单片计算机”或“嵌入式计算机”智能仪表、家电、汽车、手机、数码相机等控制办公室温度和湿度、微波炉温度和工作时间、监测病人的心跳和体温等世界上90%的计算机都以嵌入方式运转在各种设备中嵌入式计算机与通用计算机的不同软件固化在芯片上,功能用途不容易修改和扩充实时信息处理、最小化存储需求和功耗,价格低按计算机服务对象和作用的分类计算机的分类逻辑组成物理组成按计算机服务对象和作用进行分类的结果及各类计算机之间的比较计算机的概念结构计算机的分类逻辑组成物理组成经典计算机硬件的逻辑结构冯·诺依曼“存储程序控制”原理的基本思想运算器和控制器输入设备输出设备存储器程序运行时，CPU从内存中一条一条地读取该程序的指令及相关的数据CPU将运算处理结果送回内存保存内存储器CPU指令1指令2指令k指令n程序数据1数据2数据m数据CPU逐条执行指令,按指令的要求完成对数据的运算和处理程序和数据都以二进制代码的形式存放在内存储器输入设备输出设备约翰·冯·诺依曼(JohnvonNeumann)简介计算机的分类逻辑组成物理组成1903年12月28日生于匈牙利的布达佩斯,物理学家,数学家,发明家,“现代电子计算机之父”,世界上第一台现代意义的通用计算机EDVAC的发明者从小聪颖过人,一生成就斐然6岁时就能用古希腊语同父亲闲谈,一生掌握了七种语言.可在他用德语思考种种设想时,又能以阅读的速度译成英语中学时发表第一篇数学论文1921年~1923年在苏黎世联邦工业大学学习,1926年以优异的成绩获得了布达佩斯大学数学博士学位,此时冯·诺依曼年仅22岁约翰·冯·诺依曼(JohnvonNeumann)简介计算机的分类逻辑组成物理组成从小聪颖过人,一生成就斐然1931年他成为美国普林斯顿大学的第一批终身教授,那时他还不到30岁普林斯顿大学、宾夕法尼亚大学、哈佛大学、伊斯坦堡大学、马里兰大学、哥伦比亚大学和慕尼黑高等技术学院等校的荣誉博士美国国家科学院、秘鲁国立自然科学院和意大利国立林且学院等院的院士,曾任美国原子能委员会委员,美国数学会主席等职计算机的概念结构计算机的分类逻辑组成物理组成现代计算机硬件的逻辑结构现代计算机与经典计算机的逻辑结构比较集中控制变为分散控制,部件都有各自的控制器存储器分为内存储器和外存储器各个部件由通过运控进行通信发展为通过专门的部件——总线(Bus)进行通信中央处理器(运算控制器)计算机的分类逻辑组成物理组成能高速执行指令,完成二进制数据的算术运算和逻辑运算等操作由数字电路组成,结构极复杂制作在大规模集成电路芯片上(仅几个平方厘米),称为“微处理器”(microprocessor)Intel4004Intel8086中央处理器的结构计算机的分类逻辑组成物理组成主要由运算器、控制器和寄存器组3个部分组成CPU的任务:取指令并完成指令所规定的操作寄存器组运算器中央处理器指令计数器指令寄存器控制器数据程序指令1指令2指令k指令n数据1数据2数据m数据内存储器指令

指令地址

操作数地址存放待执行指令的地址已经启动运行的程序和数据存放待执行的指令并进行译码完成规定的运算暂存等待处理的数据操作命令运算器(ALU)与通用寄存器(GPR)计算机的分类逻辑组成物理组成运算器用来对数据进行各种算术或逻辑运算,所以称为算术逻辑部件(ALU)参加ALU运算的操作数通常来自通用寄存器运算结果也送回通用寄存器~~~~内存储器AC927BALU01234567STORER1内存地址C例3:存数指令9例2:加法指令ADDR1R3R5(3＃寄存器内容与5＃寄存器内容相加，并把和数写入1＃寄存器)例1:取数指令LOADR3内存地址ALOADR5内存地址B27362793636通用寄存器GPR指令(Instruction)及其格式(Format)计算机的分类逻辑组成物理组成指令是构成程序的基本单位,采用二进位表示,用来规定计算机执行什么操作指令由两个部分组成操作码:指出计算机应执行何种操作操作数地址:指出该指令所操作的数据或者数据所在位置指令的格式操作码用几位表示?(多少种不同的操作功能)操作数地址是2个还是3个?R1←R3+R5R1←R1-R3如何指出内存地址?(寻址方式)指令长度是多少位,固定长度/可变长度?操作码操作数地址ADDR1R3R5SUBR1R3指令在计算机中的执行过程计算机的分类逻辑组成物理组成取指令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,决定该指令应进行何种操作、操作数在哪里执行指令取操作数进行运算修改指令计数器决定下一条指令的地址1取指令4修改指令计数器3执行指令2指令译码中央处理器(运算控制器)计算机的分类逻辑组成物理组成CPU的性能指标字长:CPU中整数寄存器和定点运算器的宽度主频(CPU时钟频率):CPU中电子线路的工作频率决定CPU芯片内部数据传输与操作速度CPU总线(前端总线)速度它和数据线宽度决定着CPU与内存之间传输数据的速度高速缓存(Cache)的容量与结构容量越大,级数越多,效用越显著指令系统指令类型、数目、功能会影响程序执行速度逻辑结构CPU包含的定点运算器和浮点运算器数目,有无指令预测和数据预测功能,流水线结构等度量指标:MIPS,MFLOPS,TFLOPS等关于CPU的兼容性(Compatibility)计算机的分类逻辑组成物理组成主要的CPU产品Intel公司:奔腾,赛扬,酷睿,凌动,至强,安腾等AMD公司:独龙,闪龙,炫龙,皓龙,羿龙,锐龙等IBM公司:Power5,Power6等(苹果的Macintosh使用)SUN公司:UltraSPARC处理器HP公司:PA-RISC,Itanium处理器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(使用旧型号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计算机上直接运行存储器(Memory)计算机的分类逻辑组成物理组成用来储存以二进位形式表示的指令和数据由大量存储单元组成每个存储单元存放1个字节,且有一个相互不同的编号称为“内存地址(MemoryAddress)”,CPU按地址读出或者写入存储单元的内容内存储器又称随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)·····011010011010101000001000000001000011001001111011111·······存储内容地址存储单元存储器(Memory)计算机的分类逻辑组成物理组成存储器的性能指标存取时间从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送到CPU(或者是把CPU送来的数据写入存储器)所需要的时间内存储器存取时间的单位是纳秒(1ns=10-9s)存储容量8个比特＝1个字节(byte,用大写B表示)计算机存储器容量的计量单位:KB:1KB=210字节=1024B(千字节)MB:1MB=220字节=1024KB(兆字节)GB:1GB=230字节=1024MB(吉字节、千兆字节)TB:1TB=240字节=1024GB(太字节、兆兆字节)有时也经常使用10的幂次来计量存储容量:1MB＝103KB

＝1000KB1GB＝106KB

＝1000000KB1TB＝109

KB

=1000000

000KB存储器的层次结构计算机的分类逻辑组成物理组成存取速度较快的存储器成本较高,反之亦然采用层次结构存储器实现较高的性能/价格比内存储器外存储器内存储器与外存储器的对比计算机的分类逻辑组成物理组成内存储器(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)

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CPU所处理的指令及数据直接从内存中取出程序及相关数据必须先送入内存后才能被CPU使用输入设备(Input)计算机的分类逻辑组成物理组成作为名词用,是指用来向计算机输入信息的设备作为动词用,是指输入操作,即:将输入设备输入的信息送入内存的指定区域常见的输入设备键盘(Keyboard)——输入文字、符号和命令鼠标器(Mouse)——输入位置信息和按钮命令扫描仪(Scanner)——输入图片麦克风(Microphone)——输入声音不论信息的原始形态如何,输入到计算机中的信息都使用二进制(“0”或“1”)来表示输出设备(Output)计算机的分类逻辑组成物理组成作为名词用,是指计算机产生的结果文本、语音、音乐、图像、视频、动画等作为动词用,是指输出操作,即:将内存指定区域的内容送出到输出设备常见的输出设备显示器(Monitor)——在屏幕输出文字、符号和图形打印机(Printer)——在纸上打印出文字、符号和图形扬声器(Loudspeaker)——输出语音、音乐等计算机也可以用某些特殊的输出设备来控制其它设备,如飞机、导弹、机器人、汽车、机床等总线(Bus)计算机的分类逻辑组成物理组成用于在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件用于连接CPU和内存的总线称为CPU总线连接内存和I/O设备(包括外存)的总线称为I/O总线总线的特点:共享、高速总线的性能指标:数据通路宽度,总线工作频率,传输次数总线带宽＝(数据通路宽度/8)×总线工作频率×

传输次数总线的类型CPU总线存储器总线I/O总线台式PC机的组成计算机的分类逻辑组成物理组成主板(Mainboard)计算机的分类逻辑组成物理组成主板又称母板(Motherboard),其上安装有CPU,内存条,芯片组,扩充卡,ROMBIOS,CMOS,电池以及各种连接I/O设备的接口插座华硕P4T主板照片CPU插座内存条插座软驱、硬盘IDE连接器电源连接器PCI总线插槽

芯片组

I/O端口显卡插槽主板(Mainboard)

计算机的分类逻辑组成物理组成主板又称母板(Motherboard),其上安装有CPU,内存条,芯片组,扩充卡,ROMBIOS,CMOS,电池以及各种连接I/O设备的接口插座主板示意图芯片组(Chipset)计算机的分类逻辑组成物理组成是PC机各组成部分相互连接和通信的枢纽芯片组一般由2块超大规模集成电路组成北桥芯片的功能连接CPU、存储器、显卡、南桥芯片的枢纽存储器控制南桥芯片的功能I/O总线(PCI总线)和多种I/O设备的控制连接多种I/O设备接口Pentium4CPU前端总线北桥MCH图形卡接口双通道南桥ICH5USB2.0接口(x8)以太网接口PCI插槽(≤6个)ROMBIOS硬盘接口(x2)音频CodecSuperI/O键盘,鼠标,软驱,并口,串口等电话ModemDDR2电源管理、时钟生成DDR2存储器CPU关于芯片组的一些说明计算机的分类逻辑组成物理组成芯片组与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、显卡、声卡等功能芯片组产品Intel芯片(如865、915、945、955、975系列等)VIA(威盛,中国台湾)nVIDIA

(美国)ATI

(加拿大)AMD

(美国)内存和内存条计算机的分类逻辑组成物理组成由称为存储芯片的半导体集成电路构成主存储器由1～4个内存条组成内存条的组成把若干DRAM芯片焊装在一条印制电路板上制成内存条必须插在主板上的内存条插槽中才能使用目前流行的是DDR2和DDR3内存条均采用双列直插式,其触点分布在内存条的两面DDR2和DDR3均有240个引脚,但不可互换使用PC机主板中一般都配备有2个或4个DIMM插槽关于内存条的一些说明计算机的分类逻辑组成物理组成DDR存储器的类型、速率及相关参数存储器时钟频率存储器芯片名称存储器内部频率内存条名称每秒传输次数最大传输速率100MHzDDR-200100MHzPC-1600200M1.6GB/sDDR2-400200MHzPC2-3200400M3.2GB/sDDR3-800400MHzPC3-6400800M6.4GB/s133MHzDDR-266133MHzPC-2100266M2.1GB/sDDR2-533266MHzPC2-4200533M4.2GB/sDDR3-1066533MHzPC3-85001066M8.5GB/s167MHzDDR-333167MHzPC-2700333M2.7GB/sDDR2-667333MHzPC2-5300667M5.3GB/sDDR3-1333667MHzPC3-106001333M10.6GB/s200MHzDDR400200MHzPC-3200400M3.2GB/sDDR2-800400MHzPC2-6400800M6.4GB/sDDR3-1600800MHzPC3-128001600M12.8GB/s时钟频率=100MHz内部频率=100MHz传输频率=200MHz存储单元阵列数据总线缓冲器DDR时钟频率=100MHz内部频率=200MHz传输频率=400MHz存储单元阵列数据总线缓冲器DDR2存储芯片的分类计算机的分类逻辑组成物理组成按照半导体存储芯片是否能随机读写进行分类随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)可读出也可写入,在关机或断电时所存储的信息会随之丢失只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM)只能读出数据,不可(在线)写入,能永久或半永久地保存信息,即使掉电或关机后也不会消失根据保存数据的机理,RAM分为两种动态RAM(DRAM)电路简单,集成度高,功耗小,成本低访问速度慢,比CPU慢得多静态RAM(SRAM)电路较复杂,集成度低,制造成本高,价格贵工作速度很快存储芯片的分类计算机的分类逻辑组成物理组成按照是否能在线改写,ROM可分为两类不可在线改写内容的ROM掩膜ROM,PROM,EPROM快擦出ROM(FlashROM,简称闪存)储存容量大,易修改,不易丢失信息,又方便写入低电压,可读不可写;较高电压,可更改和删除各类型存储器在PC机中的应用半导体存储器只读存储器(ROM)随机存取存储器(RAM)静态随机存取存储器SRAM动态随机存取存储器DRAM不可在线改写内容的ROM快擦除存储器（FlashROM）（用作Cache存储器）

（用作主存储器）每个存储单元(cell)由6个晶体管组成只要加上电源,信息就能一直保持对电器干扰相对不很敏感比DRAM更快,也更贵每个存储单元由1个电容和1个晶体管组成每10-100ms必须刷新一次对电器干扰比较敏感比SRAM慢,但便宜（用作BIOS存储器）(图形卡、硬盘控制器)BIOS(基本输入/输出系统)计算机的分类逻辑组成物理组成存放在主板上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BIOS芯片中包含的程序计算机的分类逻辑组成物理组成加电自检程序程序(POST)(PowerOnSelfTest)用于检测计算机硬件故障系统自举程序(Boot)启动计算机工作,加载并进入操作系统运行状态常用外部设备的驱动程序(Driver)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CMOS设置程序设置系统参数:日期、时间、口令、配置参数等关于CMOS芯片计算机的分类逻辑组成物理组成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设置程序设置时机第一次加电;系统增加、减少或更换硬件CMOS芯片因掉电、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改系统因某种需要而调整某些设置参数PC机的启动工作过程计算机的分类逻辑组成物理组成接通电源,CPU自动执行BIOS中的加电自检程序按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)初始化CPU、内存、ROM、主板、CMOS、显示卡、键盘、软驱和硬盘等设备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)从外存储器读入引导程序,然后由引导程序读出操作系统并装入内存将控制权交给操作系统,整个计算机由操作系统所控制I/O总线计算机的分类逻辑组成物理组成I/O总线是各类I/O控制器与CPU、内存之间传输数据的一组公用信号线,这些信号线在物理上与主板扩展槽中插入的扩展卡(I/O控制器)直接连接I/O总线的分类数据总线地址总线控制总线目前PC机使用的I/O总线PCI总线PCI-Express(高速PCI总线)I/O总线的带宽(Bandwidth)总线的数据传输速率(MB/s)=数据线位数/8

×

总线工作频率(MHz)×每个总线周期的传输次数I/O接口计算机的分类逻辑组成物理组成I/O设备与I/O控制器之间的连接器I/O接口的分类从数据传输方式来分串行:一次只传输1位并行:多位一起进行传输从是否能连接多个设备来分总线式:可连接多个设备独占式:只能连接1个设备从是否符合标准来分标准接口:通用接口专用接口:专用接口串行口并行口安装在主板上的I/O设备接口计算机的分类逻辑组成物理组成串行口9针并行口VGA视频口键盘接口双绞线接口PS/2接口串行口25针同轴电缆网络接口显示器接口麦克风音箱键盘接口并行口USB接口以太网双绞线接口串行口鼠标器接口USB接口计算机的分类逻辑组成物理组成通用串行总线式接口(UniversalSerialBus)特点:高速、可连接多个设备、串行传输传输速率USB的1.1版:1.5Mb/s(串行)和12Mb/s(双向),用以连接低速设备,如鼠标器、键盘等USB2.0版:高达480Mb/s(60MB/s),用以连接高速设备,如硬盘等USB2.0版:高达5Gb/s(640MB/s),使用4线连接器,体积小,符合即插即用规范(Plug&Play,PnP),有A型、B型和Mini型使用“USB集线器”扩展机器的USB接口,最多连接127个设备可通过USB接口由主机向外设提供电源(＋5V,100～500mA)接口类型A,通常在PC上出现接口类型B,通常在USB设备上出现Mini-USB,数码相机、移动硬盘等设备经常使用USB集线器,可扩展PC机的USB接口常用的I/O接口及其性能参数计算机的分类逻辑组成物理组成名称数据传输方式数据传输速率标准插头/插座形式可连接的设备数目通常连接的设备串行口串行,双向50～19200b/sEIA-232或EIA-422DB25F或DB9F1鼠标器,MODEM并行口(增强式)并行,双向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印机，扫描仪USB(1.0)USB(1.1)串行,双向1.5Mb/s(慢速)1.5MB/s(全速)USB-IFA型,B型最多127键盘，鼠标器，数码相机，移动盘等USB(2.0)串行,双向60MB/s(高速)USB-IFA型,B型,Mini型最多127外接硬盘，数字视频设备，扫描仪等IEEE1394aIEEE1394b串行,双向50MB/s,100MB/s,200MB/sFireWire(i.Link)最多63数字视频设备IDE并行,双向66MB/s100MB/s133MB/sUltraATA/66

UltraATA/100UltraATA/133(E-IDE)1~4硬盘，光驱，软驱SATA串行,双向150MB/s300MB/sSATA1.0SATA2.07针插头/插座1硬盘显示器输出接口并行,单向200～500MB/sVGAHDB151显示器PS/2接口串行,双向低速IBM1键盘或鼠标器红外线接口(IrDA)串行,双向115,000bps或4Mbps红外线数据协会不需要1键盘，鼠标器，打印机等磁盘存储器计算机的分类逻辑组成物理组成每台计算机必备的外存储设备,长期保存各类信息特点可读可写容量很大(当前台式PC:250GB~1000GB)成本极低(当前：0.5GB~1GB/元)技术发展很快,容量将更大,成本会更低基本结构移动臂控制电路主轴硬盘片磁头接口磁盘存储器记录信息的原理计算机的分类逻辑组成物理组成电流方向磁头磁盘表面磁性材料粒子盘片旋转方向写“1”写“0”信息的平均存取时间计算机的分类逻辑组成物理组成单位划分:柱面,磁头,扇区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4～6ms)转速:4200/5400/7200/10000rpm数据传输时间——(大约0.01ms/扇区)磁头磁道旋转轴碟片磁道扇区硬盘存储器的性能指标计算机的分类逻辑组成物理组成容量以GB为单位,硬盘单碟容量约为200～1000GB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缓存容量原则上越大越好,通常为2MB～8MB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与主机的接口并行ATA(IDE)接口,速率为133MB/s串行ATA(SATA)接口,速率为150~300MB/s移动存储器——移动硬盘计算机的分类逻辑组成物理组成存储容量大(30GB～160GB、320GB)采用USB或IEEE1394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存储器——优盘计算机的分类逻辑组成物理组成采用Flash存储器(闪存)芯片,体积小,重量轻容量可以按需要而定(256MB～8GB),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光盘存储器计算机的分类逻辑组成物理组成由光盘片和光盘驱动器组成成本低,存储容量大,可靠性高,不易损坏光盘记录信息的原理光盘上的螺旋形光道凹坑的边缘用来表示“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分表示“0”光盘驱动器的工作原理计算机的分类逻辑组成物理组成驱动器由光头、光头驱动机构、盘片驱动机构、控制电路等组成激光器发出的激光经过透镜聚焦后到达光盘,从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回,到达激光束分离器后反射到光电检测器,由光电检测器把光信号变成电信号,再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据光头光盘存储器的发展计算机的分类逻辑组成物理组成分代年代名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光盘驱动器的类型计算机的分类逻辑组成物理组成按信息读写能力划分只读光驱可写光驱(光盘刻录机)按可处理盘片类型划分CD只读光驱CD刻录机DVD只读光驱DVD刻录机DVD只读/CD刻录机组合而成的“康宝”BD(Blue-rayDisc)只读光驱BD刻录机(使用405nm蓝色激光)25

GB/50

GB(使用650nm红色激光)4.7

/8.5

/9.4/17GB(使用780nm红外激光)0.7

GB光盘片的类型计算机的分类逻辑组成物理组成按存储容量与读写特性划分CD盘片DVD盘片蓝光盘片蓝光盘只读盘片（CD-ROM）一次性可写盘片（CD-R）可擦写盘片（CD-RW）只读盘片(DVD)一次性可写盘片(DVD-R,DVD+R)可擦写盘片(DVD-RW,DVD+RW,DVD-RAM)只读盘片(BD)一次性可写盘片(BD-R)可擦写盘片(BD-RE)DVD光盘片的容量计算机的分类逻辑组成物理组成为什么DVD容量比CD大得多?更小的凹点长度(~2.08x)数据轨道间隔更紧密(~2.16x)采用较短波长的635nm或650nm的红色激光,使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力数据区域稍大一点(~1.02x)更有效的信道比特调制(~1.06x)更有效的纠错码(~1.32x)较少的段开销(~1.06x)DVD光盘类型120mmDVD存储容量(GB)80mmDVD存储容量(GB)单面单层(SS/SL)

单面双层(SS/DL)

双面单层(DS/SL)

双面双层(DS/DL)

4.7(DVD-5)8.5(DVD-9)9.4(DVD-10)17(DVD-18)

1.46(DVD-1)2.66(DVD-2)2.92(DVD-3)5.32(DVD-4)常用的输入设备——键盘计算机的分类逻辑组成物理组成向计算机输入字母、数字、符号、命令等信息按键的布局与类型其它按键:Windows控制键;多媒体播放控制键;若干指示灯小键盘光标控制键功能键打字键盘修饰键常用的输入设备——鼠标器计算机的分类逻辑组成物理组成控制屏幕上的鼠标箭头准确地定位在指定的位置,再通过按键(左键或右键)发出命令,完成各种操作类型光电式鼠标器机电式鼠标器发光二极管微型镜头右键左键滚轮（当前流行使用）（曾经流行使用）滚轮按键传动球鼠标垫常用的输入设备——鼠标器计算机的分类逻辑组成物理组成其它几种形式的鼠标器无线鼠标接收器发送器指点杆操纵杆触摸板轨迹球常用的输出设备——显示器计算机的分类逻辑组成物理组成计算机必不可少的图文输出设备,它能将数字信号转化为光信号,使文字和图像在屏幕上显示出来显示器的组成和分类阴极射线管显示器(CRT)液晶显示器(LCD)集成显卡独立显卡计算机显示器