计算机硬件课件

本讲主要内容第三章

计

计算机硬件系统概述

算

中央处理器

机

硬内存

件外存

(

第输入设备

一输出设备

讲计算机系统的种类和结构

)

退I

计算机系统组成（第3章第1讲）

、-ArAr"口口

运导前

中央处理器控制器

主机内存储器内部寄存器

输入/输出接口电路

硬件

“外存设备

计

外围设备输入设备

算输出设备

机l其他

系「操作系统

统语言处理程序

系统软件数据库管理系统

服务性程序

软件I

r通用应用软件

应用软件用户开发的专用软件

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计算机硬件系统工作流程（第3章第1讲）

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CPU组成（第3章第1讲）

「运算器ALU,程序计数器PC

中央微处指令寄存器IR

理器CPUi指令移码器ID

I工作脉冲形成控制电路

拴制器」时序控制信号形成电路

地址形成电路

中断控制逻辑电路

I内部寄存器组

CPU工作原理（第3章第1讲）

指令执行过程演示(第3章第1讲)

1、将指令地址送往主存2、发出读主存命令(RD)3、指令通过总线进入IR

地址总线

内存（第3章第1讲）

设置在计算机内部可由CPU直接存取的存储器称为内

部存储器（简称内存）。

存储容量内存的容量是衡量计算机数据信息处理能力的

重要标志。存储容量的度量方法：8个二进位称为一个字

节（Byte）缩写为B；1KB=1O24B；1MB（兆字节）

=1024KB；1GB（字节）=1024MB；1TB（太拉字节）

=1024GBo

高速缓存（cachememory）是比内存更快的高

速存储器。

存储器的种类（第3章第1讲）

非易失性

ROM

PROMEPROMEEPROM

高速缓存(第3章第1讲)

高速缓存(cachememory)是比内存更快的

高速存储器。

将经常使用的数据放在高速缓存中，因为

在高速缓存中存储的数据较少，所以CPU从高

速缓存中访问数据和指令比从存储大量数据

的内存中取数据要快，这样CPU能更快地执行

指令，从而使计算机的整体性能得以提高。

外存（第3章第1讲）

辅助存储器又称为外部存储器，简称为外存。常用的外存有：

•磁带（magneticcape）磁带是常见的辅存介质。磁带的缺点是数据的读

写占用时间较长。

•软磁盘存储器软磁盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘控制器组成。

•硬磁盘存储器硬磁盘存储器由硬盘控制器、硬盘驱动器和接口板组成。

•光盘（Opticaldisk）光盘的特点是存储容量大、记录密度高、保存时

间长、可靠性高。光盘又可分为只读光盘、一次写入光盘和可重写光盘三

种。

•数据视频盘（DVD）DVD是结合了运算与视频的光盘。一张DVD能存储135

分钟的数字视频信息。单面DVD的存储容量为4.7GB,双面DVD的存储容量为

8.5GB,双层DVD的存储容量可达17GB。

•快速存储器（EEPROM）快速存储器是一种具有非易失性掉电后数据不会

丢失，且用电可擦除的存储器。

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输入设备（第3章第1讲）

输入设备的功能就是把程序、数据、字

符、图形、图像和声音等输入到计算机中。

常用的输入设备有：

键盘鼠标扫描仪数字照相机

光笔触摸屏条形码读入器语言

识别设备磁卡IC卡

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扫描仪（第3章第1讲）

•扫描仪是把图文信号通过光电转换为电信号，并将电信

号转换为计算机能识别的数字信号的计算机输入设备。

•扫描仪依据其工作原理可分为鼓形扫描仪和手板扫描仪

扫描仪的主要技术指标：

•光学分辨率：表示扫描仪对图像细节的表达能力，用每

英寸点数DPI（DotPerInch）来表示。

•灰度级：表示扫描图像由暗到亮的层次范围，用位数来

表示。灰度级位数越多，图像层次就越丰富，效果就越好

•色彩（深度）：表示彩色扫描仪所能产生的颜j返回

用每个像素点上颜色的数据位数（bit）来表示

数字照相机（第3章第1讲）

•数字照相机又称数码相机，它是将光信号直接转换为数

字信号的输入设备。

•数字照相机的核心部件是电荷耦合元件CCD（charged-

coupledDevice）oCCD元件可将来自镜头成像之后投射

到其上的光线的光强（亮度）与频率（色彩）转化为电信

号，记录到数字照相机的内存中，形成计算机可处理的数

字信号。

•数码照相机的主要性能指标是画质像素，常用的有

200万，300万，500万，800万。

光笔（第3章第1讲）

•光笔是一种手持的、形似笔状的光信号检测输入装置，

它是用来在显示屏上直接书写、作图的输入设备。

・光笔由笔体、透镜、光导纤维、触摸开关等元器件组

成的。操作时，光笔对准荧光屏上要触及的图形对象，当

电子束扫描该图形位置时，光笔检测到荧光屏上的光信号

,同时将之转换为光电信号，并向计算机发出中断请求，

使计算机处理信息。

•光笔有两种工作方式，即指点方式和跟踪方式。

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触摸屏（第3章第1讲）

•触摸屏是多媒体计算机系统中一种人机交互设备。

・触摸屏系统由触摸屏传感器和触摸屏控制器组成的。

■触摸屏传感器一般有电阻式、电容式、声波式和红外式

,它安装在监视器前端用来检测要触摸的位置。用户用手

去触摸显示屏上的某一个位置时，触摸位置被触摸传感器

检测到，并被反馈给触摸屏控制器，触摸屏控制器将其转

换为坐标信号，传送给计算机，计算机就能执行与该位置

相关的命令操作。

条形码读入器（第3章第1讲）

•条形码是由一组粗细不同、按照一定规则安排间

距的平行线条图形组成的。

•条形码现在被广泛应用在零售业，仓储管理业。

•条形码信息的识别设备是条形码读入器。条形码

读入器又叫条形码扫描仪。它是利用激光读取条

形码的信息。工作原理同一般扫描仪。

语音识别设备（第3章第1讲）

•语言识别设备是现今较先进的计算机输入设备。

它是将人们的发音进行存储、认别并转换成数字

信号的智能设备。

•语言识别设备现已应用于出版业和旅游翻译业。

磁卡、IC卡（第3章第1讲）

•磁卡是靠表面上的磁条来存储信息的。由于

磁条易磁化、扭弯、损伤，因此防伪性、保密

性、可靠性比IC卡差。所以磁卡已逐渐被IC卡

取代。

•IC卡是将集成电路芯片固封在塑料基片中而

形成的卡片，其集成电路中具有CPU和存储器。

IC卡可分为接触式和非接触式两类。

输出设备（第3章第1讲）

•输出设备是将计算机数字信号用人们能识别

的数字、字符、图像、声频等显示、打印、输

出出来。

­常见的输出设备有打印机、显示器、绘图仪

、数/摸转换器、声音合成输出等。

•实际中有许多设备即有输入又有输出功能。

比如：软驱和硬盘。

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显示器（第3章第1讲）

•显示器主要用来显示运算结果、程序清单或用户需要的

信息。

•显示器按其制作材料不同又可分为显像管显示器（CRT）

、数码显示器（LED）和液晶显示器（LCD）等。

•在显示器上，字符和图像是由一个个像素组成的，像素

越密清晰度越高。显示器的分辨率是由像素的数目表示的

,比如：1024*768,1280*1024等。

■显示器显示彩色的能力由显示器的质量、计算机系统RAM

的容量和决定。

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LCD显不器（第3章第1讲）

•LCD是用液晶（在两个极化器之间有机的、油状

的材料）在背景屏幕上形成字符和图像的。

•LCD有二种工作模式：被动阵列模式和主动阵列

模式。在被动阵列模式显示中，CPU将信号发到屏

幕边界附近的半导体上，这些半导体控制了某行或

某列上的所有像素。在主动阵列模式显示中，每个

像素是由它自己的半导体控制的，这个半导体呈薄

膜状附在像素后面的玻璃上。被动阵列模式一般比

主动阵列模式显示暗而且慢。

显示器适配器（第3章第1讲）

•显示器适配器也叫显卡，它是显示器与主机板

连接的接口电路板，可直接插入主机板的插槽。

­不同的显示器应配置不同类型的显示卡。

常见的显卡类型有VGA、SuperVGA、TVGA、

AGP等，其中AGP是一种图形加速显示卡。

打印机（第3章第1讲）

・打印机是将计算机的处理结果、程序清单、屏

幕显示内容等信息打印在纸张或胶片上的设备。

•打印机有针式打印、喷墨打印机和激光打印机

等种类。

•打印机通过打印机适配器与主机板连接，另配

有打印驱动程序，在驱动程序的控制下打印字符

或图形。

绘图仪（第3章第1讲）

•绘图仪是一种图形输出设备，主要应用于工业

、印刷和广告制作业。一般用绘图仪在纸或幻灯

上输出文件、蓝图、图表或新产品的草图。

•绘图仪有笔式、喷墨式和静电式之分。

•绘图仪的成像原理同打印机。

计算机系统的种类和结构（第3章第1讲）

计算机从用途