第二章计算机硬件.ppt

1、第二章由微机硬件组成，2.1计算机硬件的基本结构，2.1.1计算机系统组成，整个计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。硬件是指一般可见的一切、触摸的设备实体，是构成计算机系统的各种物理设备的统称，是计算机系统的物质基础。简单的硬件系统，也称为裸机，只能识别裸机包含0和1的机器代码，没有软件系统的计算机几乎没有用。软件系统通常指任何类型的程序和文件，实际上是由一些算法和计算机构成的。2.4计算机硬件的基本配置，2.4.2计算机的硬件系统1冯诺依曼结构，由美国匈牙利数学家冯诺依曼领导的开发团队提出了“存储程序控制”计算机结构。存储计划概念可以概括为以下三个因素：(1)计算机(指硬件)必须由操作

2、符、存储、控制器、输入设备和输出设备5的基本组件组成。(2)在计算机内部，使用二进制表示指令和数据。(3)将编译后的程序和原始数据预先存入内存，开始使用计算机，这就是存储程序的基本意义。计算机系统的配置，硬件系统，计算机硬件是计算机硬件系统，主机，外部设备，中央处理器，内存，计算设备，控制器，外部存储，输入设备，输出设备，内存，2.4计算机系统的配置和工作原理，2计算机的硬件系统，2计算机的硬件系统配置中央处理器和主存储(内部存储)共同构成主机部分。除主机外的硬件设备(例如输入设备、输出设备、辅助存储等)称为外围设备或外部设备。(1)运算器运算器是处理和运算信息的部件。(2)控制器控制器是整个

3、计算机的管理中心，其主要功能是按照人们预先确定的操作步骤控制整个计算机的每个部件，这是随机自动操作的。2.4计算机系统的配置和工作原理，2计算机的硬件系统配置(3)存储是用于存储程序和数据的部件，是内存设备，也是计算机实现“存储程序控制”的基础。(4)输入设备的任务是将人们编程的程序和原始数据发送到计算机，并将其转换为计算机内部识别和接受的信息方式。(5)输出设备输出设备的任务是以人或其他设备可以接受的形式发送计算机的处理结果。1 .CPU、CPU就是中央处理器，是负责计算和控制的控制中心，是计算机的核心部件，就像人脑一样。(CentralProcessingUnit)，2。计算机系统中最大的

4、主板(主板)、主板由各种电子部件、插槽和连接器组成。计算机通过主板将各种设备(如CPU)和外部设备有机地组合在一起，形成一套完整的系统。3 .内存是计算机的临时内存，仅保留正在运行的程序、正在处理的信息等。容量和吞吐量直接决定PC数据传输速度。KINGMAX sheng窗口：MPLB62D-68KX3PC300256MB，4。硬盘(Harddisk)、硬盘是我们熟悉的计算机附件之一。简而言之，大容量存储硬盘的性能水平通常会影响整个系统的性能6。显卡、显卡的作用是转换和传送CPU处理的计算数据，并将图像输出到显示器。显示器必须依赖显卡提供的显示信号来显示文字和图像。5.Display(显示)，顾

5、名思义，它是计算机的显示设备，是最引人注目的输出设备之一。一般来说，显示器的身价取决于使用的视觉效果，良好的视觉效果提供了更好的视觉效果，寿命更长，现在液晶显示器也很受欢迎。，液晶显示器，目前主流17纯平面显示器，7。磁盘驱动器(CD-ROM、光驱)、DVD CD-RW复合刻录驱动器、DVD驱动器和光驱是读取已写入数据的只读光盘的专用设备、CD-ROM光盘、8。软驱、键盘、鼠标、鼠标和键盘总是不受很多人关注，但它们是最新计算机不可缺少的输入设备，就像没有手一样。无线鼠标和键盘，9 .其他设备、最新计算机除了上面列出的附件外，还有许多相关附件，如网卡、调制解调器、打印机、扫描仪、绘图仪、手写笔板

6、等。计算机系统的配置，3.2.1中央处理器CPU，小型计算机中的计算设备和控制器在同一半导体芯片内制造，也称为中央处理器，也称为微处理器，如图3.8所示。CPU是整个计算机硬件系统的核心，是计算机的重要组成部分，负责信息和数据的计算和处理，并自动执行流程。像人脑一样，控制整个计算机的运行。图3.8CPU的外观和物理结构(1)表示CPU可以同时处理的二进制数据的位数，是最重要的技术性能指标之一。(2)CPU外部频段是CPU和整个计算机系统的基准频率，主板为CPU提供的基准时钟频率，以MHz(兆赫)为单位。(3)CPU时钟CPU时钟速度也称为工作频率，是CPU核心(整数和浮点计算单元)电路的实际工

7、作频率。CPU时钟速度越高，计算机运行越快。(4)CPU制造流程CPU制造流程表示CPU核心中生产线的宽度和制造晶体管图形的大小，通常以微米(m)表示。1 .CPU的主要规格、2CPU的介面，以及目前的主要处理器，大部分都使用称为Socket的针脚式介面，如图3.9所示。根据插脚数的不同，接口类型有插座478、插座775、插座754、插座939等。P4系列的插槽775和AMDAthlonXP系列的插槽754是当前处理器市场的主流。目前，LGA封装的P4Prescott核心处理器通常设计为不使用针脚，将处理器针脚传送到主机板插槽。图3.9CPU的接口，3CPU的主要制造商，以及当前计算机常用的C

8、PU主要是两个美国制造商：英特尔和AMD。Intel和AMD的徽标，4 .CPU产品的发展方向、CPU制造过程的限制是使用当前多核(集成电路板上有两个或多个CPU核心)技术提高CPU的整体性能。因此，Intel和AMD推出了适用于双核体系结构的CPU，未来将有更多的内核CPU。图3.11双核CPU设计图，图3.12所示，也称为主板、系统主板或主板的3.2.2微型计算机主板是计算机硬件系统中最大的电路版本。主板是整个计算机内部结构的基础，为各种磁和光存储设备、打印机和扫描仪数码相机等I/O设备提供接口；为CPU、内存、显卡和其他各种功能卡提供安装插槽。图3.12主板、CPU插槽是放置和固定CPU

9、的位置，CPU居中，外围支架固定CPU上的冷却风扇，如图3.13所示。CPU的大多数插槽都是插槽体系结构，白色，CPU插槽因支持的CPU而异，主要是针数不同。主板的主要组件：1。CPU插槽、图3.13CPU插槽、2芯片组和芯片组是将主板区分为计算机主板上除CPU以外的最重要组件之一的重要标志，如图3.14所示。芯片组是主板的大脑，人的大脑分为左脑和右脑，芯片组可以说是由北桥芯片和南桥芯片组成的。其中，北桥芯片控制系统总线，南桥芯片负责大部分I/O(输入和输出)。图3.14 weisheng PT880芯片组，用于在主板上安装内存插槽的内存插槽，如图3.15所示。图3.15用于安装主板上的内存插

10、槽、4PCI插槽、PCI扩展插槽长度短的白色，一般2到6个，声卡、网卡、电视卡等，如图3.16所示。，图3.16主板上的PCI插槽、5IDE驱动器和软驱接口6SATA硬盘数据线接头、硬盘、光驱和软驱是计算机的重要存储设备，必须通过数据线和主板连接才能配置整个系统。目前市场上大多数光驱和部分硬盘都采用IDEPATA接口，随着存储技术的发展，使用新SATA串行ATA接口的硬盘越来越多，因此大多数主流主板都采用SATA硬盘数据线接口、图3.17IDE驱动器和软盘接口、图3.18SATA硬盘数据线接口、7外部输入和输出接口、图3.11为了解决CPU的运行速度和外部设备的传输速度不匹配的问题，如果主板设

11、置了内存，外部设备会先将数据传输到内存，然后将数据传输到CPU，CPU再将数据传输回内存，最后再将数据传输到外部设备进行存储。内存复盖存储计算机系统数据和指令(如RAM、ROM、CACHE等)的半导体存储设备。如图3.20所示，通常将RAM称为内存或内存。计算机使用的内存、随机访问内存RAM和只读内存ROM，11，随机访问内存RAM(随机访问内存)随机访问内存是CPU读取和写入数据的计算机主内存。关闭电源和关闭电源后，RAM中的所有信息都将消失。RAM分为静态内存SDRAM和动态内存DRAM。2、只读内存ROM(随机内存)CPU不存储ROM，此处存储的信息通常由主板制造商创建并凝固，最终用户无

12、法修改，关闭电源不会丢失ROM中的信息。ROM通用存储主板的BIOS程序基本输入/输出系统(BIOS)是只读存储基本输入/输出系统的缩写。缓存是指SRAM(静态内存)，它提供比DRAM更快的CPU间数据交换速度，通常称为“缓存”。操作系统启动后，CPU临时缓存DRAM中经常调用的部分系统信息，以后CPU需要调用这些信息时，如果首先转到缓存并找到它们，则直接从缓存中读取这些信息可以节省大量时间，以利用缓存的高速性能。大多数CPU在其内部整合一定数量的缓存。这通常称为“主缓存”或“内置缓存”。3.2.4微型计算机总线和接口，任何微处理器都必须连接到特定数量的部件和外围设备，但是将每个部件和每个外围

13、设备作为一组线路直接连接到CPU会很复杂和困难。为了简化硬件电路设计和简化系统结构，由相应的接口电路组成，连接到每个部件和外围设备的一组线路通常称为总线。总线结构便于组件和设备的扩展，特别是使用集成总线标准，可以方便不同设备之间的互连。总线特定的功能可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。一般来说，总线用于传递地址信息，数据总线用于传递数据信息，控制总线用于传递各种控制信号。1PCI总线，这是当前使用更广泛的总线接口技术，PCI是peripheral component interconnect的缩写，它是英特尔公司1991年推出的一种本地总线。提供在33MHz/66MHz下工作的显卡、声卡、

14、网卡和调制解调器等设备的连接接口。目前PC上使用最广泛的连接器，几乎所有主机板产品都有这个插槽。图3.2232位和64位PCI插槽、2IEEE-1394总线、IEEE1394是外部串行总线标准，提供400 MB/秒的数据传输速率，是传输视频图像的理想选择。标准1394连接器可以传输数字视频信号和数字音频信号，因此，在收集和重新录制期间，1394技术没有信号损失，如图3.23所示。图3.23Firewire扩展接口卡、3USB总线、通用串行总线USB是新的接口标准，如图3.24所示。基于通用连接技术，轻松、快速地连接外围设备，以方便用户、降低成本并扩展PC连接外围设备的范围。与使用串行和并行端口

15、的典型设备不同，需要单独的电源系统为外围设备供电。图3.24主板上的USB接头对USB设备具有以下优点：(1)可热插拔。(2)携带方便。(3)标准统一。通常使用IDE接口硬盘、串行鼠标键盘、并行打印机扫描仪，但通过USB，您可以使用相同的标准将所有应用程序外围设备(如USB硬盘、USB鼠标和USB打印机)连接到PC。(4)可以连接多个设备。最多可以连接127个设备。USB1.1的最大传输速率也是USB技术的重要功能之一，与串行端口相比，最高传输速率高达12Mbps，几乎是并行端口的10倍，USB2.0的最高传输速率高达480Mbps。4个4PCIExpress串行总线，实现并行传输方式，如图3

16、.25所示。PCIExpress是点对点串行连接，与以前的并行通道明显不同，它无需向整个系统请求带宽，即可与每个设备建立单独的数据传输通道，从而轻松达到其他接口设备无法达到的高带宽。今天的图形卡使用这种总线结构实现快速数据传输。在图3.25PCI-E总线插槽、3.3外部存储和计算机系统的结构中，存储可以分为两类：内部存储和外部存储。内部存储直接连接到CPU，负责运行各种软件。外部存储包括软驱、硬盘、磁盘、磁带机和USB。3.3.2硬盘存储，带有硬盘驱动器，如图3.27所示。图3.27硬盘的外部内部结构，硬盘盘由一个或多个被铁磁材料复盖的铝盘组成。硬盘是精密的机器、微型电子电路、电子计算机存储设备，用于存储计算机系统资源、重要信息和数据，如操作系统、各种程序、应用软件和工具软件。硬盘容量计算公式：硬盘容量=磁盘面数风扇面积512字节，1驱动