第2章微型计算机基础.ppt

第2章 微型计算机硬件系统n主要内容n2.1 主机系统n2.2 外存储器n2.3 输入输出设备n2.4 个人计算机配置1第2章 微型计算机硬件系统 微型计算机主要是指个人电脑PC(Personal Computer)，微型计算机系统的基本硬件配置有主机、显示器、键盘、鼠标等。22.1 主机系统中央处理器（CPU）主板内存储器 输入/输出接口总线3一.中央处理器n1.中央处理器（CPU），又称为微处理单元（MPU）n2.主要组成 n 1)运算器n 2)控制器n 3)寄存器组4n3.主要技术指标n 1)主频:(Mhz)n 2)外频:CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度 n 3)字长:32位，64位等n 4)执行速度:(MIPS)n 5)指令系统:CISC(复杂指令集计算机),RISC(精简指令集计算机)n 6)Cache:高速缓冲存储器，介于CPU和内存之间一.中央处理器5n主板上集成了计算机的主要电路系统，并具有各种扩展插槽n CPU插座n 内存插槽n 主板芯片组n CMOS芯片：存放系统基本配置信息的CMOS部分和存放系统基本输入/输出信息的BIOSn 软硬盘插槽n 其他二.主板6二.主板7n在一般计算机中主要有两种存储系统 Cache存储系统存储系统主存储器主存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器硬件存储系统硬件存储系统主存储器主存储器磁盘存储器磁盘存储器三.内存储器8三.内存储器n(1)特点n存取速度较快，容量相对较小，n(2)分类 n1)随机存取存储器(RAM)n 系统关机后其存放的信息会丢失n2)只读存储器(ROM)n 系统关机后其存放的信息不会丢失9三.内存储器n其他形式的只读存储器：n可编程只读存储器PROMn可擦除的可编程的只读存储器E-PROM n闪存（flash）ROM nCMOS(Complementary metal oxide互补金属氧化物半导体)存储器 10三.内存储器11四.系统总线（BUS）n(1)各部件之间传输信息的通道。n(2)按层次结构分类 n1)CPU总线:地址总线（AB）n 数据总线（DB）n 控制总线（CB）n2)系统总线:I/O通道，也有类12四.系统总线（BUS）13n常用系统总线标准nISA（8/16位）nPCI-16X（32/64位）nAGP（加速图形端口，用于提高图形处理能力）四.系统总线（BUS）14n3)外部总线:主机与外设的接口nIDEnEIDEnSATAnSCSI（小型计算机系统接口）nUSB(通用串行总线)nIEEE 1394 主要用于硬盘、光驱主要用于硬盘、光驱等设备接口等设备接口可连接多可连接多种外设种外设四.系统总线（BUS）15n总线的主要参数：n总线的带宽(MB/s)n总线的位宽(bit)n总线的工作时钟频率 总线带宽总线位宽总线工作频率8 四.系统总线（BUS）162.3 外存储器联机外存 脱机外存硬磁盘硬磁盘软磁盘软磁盘光盘光盘可移动磁盘可移动磁盘磁带机磁带机17一.软盘驱动器与软盘存储器软盘驱动器与软盘存储器 n1.软盘驱动器n特点：特点：存储容量低（只有1.44MB）、存取速度慢、便于保存、携带和交换；n组成：组成：软磁盘系统由软盘、软盘驱动器和软驱适配器组成；n作用：作用：用于读取软盘上的数据。从功能上讲，软盘驱动器是由盘片驱动系统、磁头定位系统、数据读写抹电路系统和状态检测系统等四部分组成的。18一.软盘驱动器与软盘存储器软盘驱动器与软盘存储器 n影响软驱性能的主要技术指标：n道至道访问时间（TrackTrack Access Time）n平均访问时间（Average Access Time）n寻道时间（Setting Time）n出错率（Error Rate）19一.软盘驱动器与软盘存储器软盘驱动器与软盘存储器 n2.软磁盘存储器n用柔软的聚醋酸材料制成圆形底片，在两个表面涂有磁性材料n(1)塑料外壳：由ABS塑料注塑而成，耐冲击、抗弯曲、起保护盘片的作用。n(2)金属环：它与驱动器主轴精密配合以带动盘片随主轴转动。n(3)盘片：是磁盘的核心，记录数据的载体，它在塑料外壳内。n(4)快门：当磁盘插入时软驱时，快门自动打开，露出读写窗口以便磁头读写。n(5)写保护：处于写保护状态时只能读出数据而不能进行写入操作。2021一.软盘驱动器与软盘存储器软盘驱动器与软盘存储器 n软盘的技术指标：n面数 n磁道（Track）：为盘片存放数据的同心圆轨道 n第0磁道：盘片最外圈的磁道为第0磁道。n磁道密度（Track Density）磁道数(Track)n扇区(Sector)n存储容量 格式化容量(字节数)=每扇区字节数*每磁道扇区数*每面磁道数*面数 22二.硬盘驱动器与硬盘存储器硬盘驱动器与硬盘存储器 n1.磁盘工作原理n信息存储格式n 1)记录面=磁头数 n 2)磁道:n 3)柱面：n 4)扇区：n每个扇区容量:512字节23n硬盘存储容量n 计算公式：n扇区容量扇区数柱面数磁头数n例：已知某硬盘磁头数为16，柱面数为4096，扇区数为63n硬盘容量=51263409616n 2.1GB二.硬盘驱动器与硬盘存储器硬盘驱动器与硬盘存储器 24n2.硬盘的结构：n硬盘外部结构：n接口：包括电源接口插座和数据接口插座两部分n控制电路板：它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路、ROM芯片、缓存（Cache）等 n硬盘内部结构n内部结构：由磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成 n磁头驱动机构n盘片：盘片是硬盘存储数据的载体n主轴组件：包括主轴部件如轴承和马达等 二.硬盘驱动器与硬盘存储器硬盘驱动器与硬盘存储器 25n3.硬盘参数：n容量n数据传输率 n平均寻道时间 n硬盘高速缓存 n硬盘主轴转速 n单碟容量 二.硬盘驱动器与硬盘存储器硬盘驱动器与硬盘存储器 n柱面数 n磁头数 n登陆区 n扇区数 26三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n1.光驱(CD-ROM)的发展历程n第一代光驱：标准型 n第二代光驱：提速型 n第三代光驱：发展型n第四代光驱：成熟型 27三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n2.光盘驱动器的分类 n(1)只读光盘驱动器 CD-ROMn(2)一次可写光盘驱动器 CD-R n(3)可擦写光盘驱动器 CD-R/Wn(4)DVD光盘驱动器 28三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n3.光驱的结构n由外托架、激光头、旋转马达、内部机芯、程序芯片、Fireware（固件）等组成n主要分控制面板（图2-13）和内部部件两大部分n其中内部机芯、程序芯片是决定光驱性能的主要部分29三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n光驱的工作原理n由激光头发出激光，根据反射信号来确定数据n凸凹区域的跳变来表示数据“1”n凸凹跳变之间的区域表示数据“0”，根据区域长度来确定“0”的个数n光驱读取数据的方式有CLV（恒定线速度）和CAV（恒定角速度）两种30三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n光盘数据能否被准确地读出主要取决于三个主要因素：n磁道聚焦，即聚焦于适当磁道的能力 n径向聚焦，光束停留于某一磁道的能力 n恒定的速率从螺旋状磁道上得到的恒定读出速率 31三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n4.光盘的分类n按照物理格式划分 n按照应用格式划分 n按照读写限制划分 n按照工作原理的不同 32三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n5.CD光盘的物理构造nCD（Compact Disc）意为高密盘，称之为CD光盘，通过光学方式来记录和读取二进制信息的33三.光盘驱动器与光盘存储器光盘驱动器与光盘存储器 n5.CD光盘的物理构造n数据记录和读取方式 34四.移动存储设备移动存储设备 n移动存储器：存储数据后可以随意移动、携带且即插即用的存储器产品 nUSB移动硬盘nU盘n闪存卡（Flash Memory）n(1)CF卡（Compact Flash）n(2)SM卡（Smart Media）n(3)记忆棒（Memory Stick）n(4)MMC卡（Muliti Media Card）n(5)SD卡（Secure Digital）352.3 输入、输出设备输入、输出设备 n输入设备输入设备：外界信息(数据、程序、命令及各种信号)送入计算机的装置 n1.键盘n2.鼠标n3.扫描仪n4.其他输入设备362.3 输入、输出设备输入、输出设备 n输出设备输出设备：将计算机处理和计算后所得的结果以一种人们便于识别的形式(如字符、数值和图表等)记录、显示或打印出来的设备 n1.显示器、显卡n2.打印机n多媒体设备及其他输入、输出设备多媒体设备及其他输入、输出设备37主要内容：主要内容：n个人计算机系统配置方案的确定原则个人计算机系统配置方案的确定原则 n主要部件的选购策略主要部件的选购策略 n合理的配置方案示例合理的配置方案示例2.4 个人计算机配置个人计算机配置38n个人计算机系统配置方案的确定原则个人计算机系统配置方案的确定原则 n满足个人的应用需求：根据个人的应用需求和范围，确定各个部件的性能、系统的处理功能、存储容量、信息交互方式等n实用性能强：n易于开发，方便使用 n具有较强的生命力 n有较强的通信能力 n性能价格比高 n可扩充性2.4 个人计算机配置个人计算机配置39n主要部件的选购策略主要部件的选购策略 nCPUCPU的选购：的选购：考虑价格的同时，兼顾架构类型、缓存大小等n主板的选购：主板的选购：前端总线频率(是否和CPU相符)、扩展性能、品质（材质）等n内存的选购：内存的选购：时钟频率、通道类型等n硬盘的选购：硬盘的选购：接口类型、读写速率、容量、售后等n显卡的选购：显卡的选购：应用需求、性能、显存频率和大小等n显示器的选购：显示器的选购：类型、大小、分辨率、安全保护等2.4 个人计算机配置个人计算机配置40本章小结n本章主要介绍了微型计算机硬件系统的主要构成部分。主机系统由CPU和主存组成。主存储器有RAM和ROM之分。系统总线由数据、地址、控制总线构成。n各种存储器及其驱动器的分类、组成、工作原理。微型计算机常用的基本输入/输出设备。n微型计算机的选购、配置注意事项及一般原则。41