第2章计算机组成原理精.ppt

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1、第2章计算机组成原理1第1页，本讲稿共90页教学要点教学要点计算机的逻辑结构与物理结构计算机的逻辑结构与物理结构总线、系统总线与总线、系统总线与I/O总线总线CPU的原理、结构与性能参数的原理、结构与性能参数I/O操作、操作、I/O控制与控制与I/O接口接口I/O设备的功能、结构与工作原理设备的功能、结构与工作原理外存储器外存储器2第2页，本讲稿共90页2.1 2.1 计算机的组成与分类计算机的组成与分类3第3页，本讲稿共90页2.1.1 2.1.1 计算机的组成计算机的组成一一.计算机系统的组成计算机系统的组成计算机系统由硬件和软件两部分组成计算机系统由硬件和软件两部分组成硬件是指有形的物理

2、设备，是计算机系统中硬件是指有形的物理设备，是计算机系统中实实际物理装置的总称。际物理装置的总称。软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。文档。硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。软件与充和完善。两者相互依存，相互促进。软件与硬件的结合，构成完整的计算机系统。硬件的结合，构成完整的计算机系统。4第4页，本讲稿共90页二二.计算机硬件的基本组成计算机硬件的基本组成1 1 中央处理器中央处理器(CPU)(CPU)2 2 主存储器主存储器3 3 辅助存储器辅助存储器4 4 输入

3、输入/输出设备输出设备5 5 系统总线与系统总线与I/OI/O端口端口5第5页，本讲稿共90页图图2-1 2-1 计算机的硬件组成示意图计算机的硬件组成示意图控制器是分散的，总线也是控制器。控制器是分散的，总线也是控制器。运算器存储器控制器输入输出6第6页，本讲稿共90页2.1.22.1.2计算机的分类计算机的分类1.巨型计算机巨型计算机2.大型计算机大型计算机3.小型计算机小型计算机4.个人计算机个人计算机7第7页，本讲稿共90页图图2-22-2巨型计算机巨型计算机（日本（日本NECNEC公司的公司的NEC SX-6/64MBNEC SX-6/64MB巨型计算机，它包含巨型计算机，它包含64

4、64个个CPUCPU，内存容量为内存容量为512GB512GB，峰值速度达每秒，峰值速度达每秒1 1万亿次浮点运算，用于全球气万亿次浮点运算，用于全球气温变化趋势的预测研究。温变化趋势的预测研究。)(a)NEC SX-6/64MB巨型计算机外形(b)全球气温分布与变化趋势图8第8页，本讲稿共90页图图2-32-3个人计算机个人计算机个人计算机：台式机，便携机与手持式计算机个人计算机：台式机，便携机与手持式计算机9第9页，本讲稿共90页2.1.32.1.3微处理器和微处理器和PCPC机机微处理器又称微处理器又称PP或或MP,MP,通常指使用单片大通常指使用单片大 规模集成电路制成的、具有运算和控

5、制功规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器。能的处理器。Intel 8086Intel 8086是是1616位的微处理器位的微处理器Intel 80386Intel 80386、8048680486是是3232位的微处理器位的微处理器目前目前PCPC机使用的机使用的CPUCPU是是Pentium4Pentium410第10页，本讲稿共90页微处理器和微处理器和PCPC机机单片机单片机:处理器、存储器、处理器、存储器、I/O接口接口集成在一块芯片上集成在一块芯片上.微处理器的字长微处理器的字长:运算器和寄存器运算器和寄存器的宽度的宽度11第11页，本讲稿共90页2.2 CPU2.2 CP

6、U的结构与原理的结构与原理12第12页，本讲稿共90页冯冯诺依曼计算机原理与结构诺依曼计算机原理与结构基本原理：基本原理：程序是一个指令序列，程序是一个指令序列，指令与数据都用二进制表示，预先存放在存储器内，指令与数据都用二进制表示，预先存放在存储器内，计算机工作时，计算机工作时，CPU从内存取出指令和数据，按指令的规定，从内存取出指令和数据，按指令的规定，对数据进行运算处理，直到程序完成为止。对数据进行运算处理，直到程序完成为止。基本结构：基本结构：5个组成部分个组成部分运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入输入输出输出中央处理器中央处理器主机主机计算机硬件计算机硬件13第13页，本讲稿共

7、90页中央处理器的概念中央处理器的概念处理器是计算机的核心部分，主要由运算器、处理器是计算机的核心部分，主要由运算器、控制器组成。运算器用来对数据进行各种算术控制器组成。运算器用来对数据进行各种算术和逻辑运算。也称为执行单元。控制器是计算和逻辑运算。也称为执行单元。控制器是计算机硬件系统的指挥中心，它的作用是控制程序机硬件系统的指挥中心，它的作用是控制程序的执行，确保各个部件协调一致，有条不紊地的执行，确保各个部件协调一致，有条不紊地完成各种操作。完成各种操作。一台计算机中可以包含多个处理器，其中承担一台计算机中可以包含多个处理器，其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为中系统软件和应用

8、软件运行任务的处理器称为中央处理器，简称央处理器，简称CPUCPU14第14页，本讲稿共90页CPU实物图实物图15第15页，本讲稿共90页中央处理器的组成中央处理器的组成运算器运算器:进行算数、逻辑运算进行算数、逻辑运算,是执行单元是执行单元控制器：控制部分控制器：控制部分寄存器：临时存放数据寄存器：临时存放数据16第16页，本讲稿共90页2.2.1中央处理器的结构中央处理器的结构指令执行过程：指令执行过程：(1)CPU访问存储器取得一条指访问存储器取得一条指令。令。(2)控制器对指令中的操作码进控制器对指令中的操作码进行译码。行译码。(3)计算出所使用的操作数的地计算出所使用的操作数的地址

9、，从寄存器或存储器中取址，从寄存器或存储器中取得操作数。得操作数。(4)运算器按照指令操作码的规运算器按照指令操作码的规定，对操作数完成规定的运定，对操作数完成规定的运算处理。算处理。(5)需要时，把运算结果保存需要时，把运算结果保存到指定的寄存器或内存单到指定的寄存器或内存单元。元。(6)修改指令地址，供执行下一修改指令地址，供执行下一条指令时使用。条指令时使用。命令17第17页，本讲稿共90页Pentium处理器的结构处理器的结构提高速度的措施：提高速度的措施：s提高时钟频率提高时钟频率s增加数据位数增加数据位数s采用通用寄存器临时存放采用通用寄存器临时存放中间运算结果中间运算结果s采用多

10、个运算器采用多个运算器s增加增加cache存储器存储器s采取流水线方式执行指令采取流水线方式执行指令扩充功能的措施：扩充功能的措施：s增加浮点运算指令增加浮点运算指令s增加增加MMX指令指令s增加增加SIMD指令指令18第18页，本讲稿共90页 Pentium4处理器的结构处理器的结构19第19页，本讲稿共90页Pentium4处理器的封装处理器的封装478-Pin micro PGA封装20第20页，本讲稿共90页2.2.22.2.2指令与指令系统指令与指令系统指令指令:是用来规定计算机执行的操作和操作对象所在存储是用来规定计算机执行的操作和操作对象所在存储位置的一个二进制位串。位置的一个二

11、进制位串。指令的格式：指令的格式：操作码：是用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码。操作码：是用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码。操作数：指出该指令所操作的数据或数据所在的存储单元的地址。操作数：指出该指令所操作的数据或数据所在的存储单元的地址。指令系统定义指令系统定义一台计算机所能识别并执行的全部指令的集合，称为该台计算机的指令系统。指一台计算机所能识别并执行的全部指令的集合，称为该台计算机的指令系统。指令系统中有数以百计的不同指令令系统中有数以百计的不同指令。操作码操作码操操作作数数21第21页，本讲稿共90页指令与指令系统指令与指令系统指令系统：指令系统：CPU能执行的全

12、部指令之和能执行的全部指令之和指令系统分为：指令系统分为：数据传送指令数据传送指令算数运算指令算数运算指令逻辑运算指令逻辑运算指令移位和位操作指令移位和位操作指令控制转移指令控制转移指令I/O指令指令22第22页，本讲稿共90页2.2.32.2.3指令的执行过程指令的执行过程时间步骤23第23页，本讲稿共90页2.2.4CPU的性能的性能影响影响CPU速度的因素：速度的因素：CPU速度与主频的关系：速度与主频的关系：CPU速度速度=主频主频xIPC(每个时钟可执行的指令条每个时钟可执行的指令条数数)。主频越高，处理速度越快。主频越高，处理速度越快与与cache的关系：的关系：cache的容量越

13、大，访问的容量越大，访问cache的的命中的的命中率越高，率越高，CPU速度速度越快。越快。与寄存器、运算器位数的关系与寄存器、运算器位数的关系24第24页，本讲稿共90页CPU的性能参数的性能参数25第25页，本讲稿共90页2.3 PC2.3 PC机的组成机的组成26第26页，本讲稿共90页2.3.1主板、芯片组与主板、芯片组与BIOS主板主板:又称母板又称母板,在主板上通常安装有在主板上通常安装有CPU插座、插座、CPU调压器、主板调压器、主板芯片组、第芯片组、第2级高速缓存（有的已做在级高速缓存（有的已做在CPU中）、存储器插座中）、存储器插座（SIMM或或DIMM）、总线插槽、）、总线

14、插槽、ROMBIOS、时钟、时钟/CMOS、电池、超级电池、超级I/O芯片等。芯片等。主板上有两块特别有用的集成电路芯片主板上有两块特别有用的集成电路芯片:1.ROM:存放存放BIOS，它是，它是PC机软件中最基础的部分。机软件中最基础的部分。2.CMOS存储器：存放用户对计算机硬件所设置的一些参数，包括存储器：存放用户对计算机硬件所设置的一些参数，包括当前的日期和时间，系统的口令，系统中安装的软盘、硬盘驱动当前的日期和时间，系统的口令，系统中安装的软盘、硬盘驱动器的数目、类型及参数等。器的数目、类型及参数等。CMOS是易失性存储器，必须用电池供是易失性存储器，必须用电池供电，才能使计算机关机

15、后数据不丢失。电，才能使计算机关机后数据不丢失。27第27页，本讲稿共90页1.主板主板1.主板主板28第28页，本讲稿共90页主板实物图主板实物图29第29页，本讲稿共90页2.Pentium 42.Pentium 4，芯片组，芯片组850850与主板上其他部件的连接与主板上其他部件的连接2.芯片组芯片组30第30页，本讲稿共90页计算机的物理结构计算机的物理结构31第31页，本讲稿共90页3、BIOSBIOS（BasicInput/OutputSystem）它是存放在）它是存放在ROM芯片中的一组机器语言程序，具有启动计算机、芯片中的一组机器语言程序，具有启动计算机、诊断计算机故障及控制低

16、级输入输出操作的功能。诊断计算机故障及控制低级输入输出操作的功能。BIOS包含四个部分的程序：包含四个部分的程序：1、POST（PowerOnSelfTest，加电自检）程序，加电自检）程序2、系统自举（装入）程序、系统自举（装入）程序3、CMOS设置程序设置程序4、基本外围设备的驱动程序、基本外围设备的驱动程序32第32页，本讲稿共90页2.3.2.内存储器内存储器存储器层次结构：在塔状结构中，存取速存储器层次结构：在塔状结构中，存取速度塔尖最高，向下依次降低度塔尖最高，向下依次降低33第33页，本讲稿共90页2.3.2.内存储器内存储器内存储器：内存储器：又称内存，直接与又称内存，直接与C

17、PU相连，相连，用来临时存放等待用来临时存放等待CPU运行的程序和处理运行的程序和处理的数据。的数据。内存由超大规模集成电路存储器芯片组成，存内存由超大规模集成电路存储器芯片组成，存取速度快，但容量较小。主存储器又分为取速度快，但容量较小。主存储器又分为RAM和和ROM。外存：外存：与与CPU不直接相连，用于永久不直接相连，用于永久性地存放计算机中的几乎所有的信息，存性地存放计算机中的几乎所有的信息，存取速度教慢而容量相对较大。取速度教慢而容量相对较大。34第34页，本讲稿共90页内存储器分类内存储器分类RAMRAM（Random Access MemoryRandom Access Memo

18、ry）即随机存取存）即随机存取存储器。即可从其中读取信息，也可向其中写入储器。即可从其中读取信息，也可向其中写入信息。开机之前信息。开机之前RAMRAM中没有信息，开机后操作系中没有信息，开机后操作系统对其管理，关机后其中的信息都将消失。统对其管理，关机后其中的信息都将消失。RAMRAM中的信息可随时根据需要而改变。中的信息可随时根据需要而改变。Rom(Read Only Memory)Rom(Read Only Memory)即只读存储器。只可即只读存储器。只可从其中读取信息，不可向其中写入信息，在开从其中读取信息，不可向其中写入信息，在开机之前机之前ROMROM中已经事先存有信息，关机后其

19、中的中已经事先存有信息，关机后其中的信息不会消失。信息不会消失。内存中可存储信息的多少称为存储的容量，其内存中可存储信息的多少称为存储的容量，其基本单位为字节（基本单位为字节（ByteByte）,目前，主存的容量为目前，主存的容量为 几兆字节到几十兆字节。几兆字节到几十兆字节。35第35页，本讲稿共90页存储器存储器(page40)存储器体系存储器体系半导体存储器类型半导体存储器类型36第36页，本讲稿共90页CPUCPU，CacheCache及主存储器的关系及主存储器的关系Cache是使用是使用SRAM组成的一种高速缓冲存组成的一种高速缓冲存储器，简称缓存，它的速度几乎和储器，简称缓存，它的

20、速度几乎和CPU一一样快。样快。Cache(SRAM)Cache控制器CPU主存储器DRAM37第37页，本讲稿共90页高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache演变过程：演变过程：（Pentium 4）（80386）38第38页，本讲稿共90页高速缓冲存储器高速缓冲存储器Cache命中率：命中率：CPU从高速缓存中能直接找到所从高速缓存中能直接找到所需要的指令和数据的概率，高速缓存容量需要的指令和数据的概率，高速缓存容量越大，命中率越高。越大，命中率越高。一、二级缓存：由于成本的原因，出现了一、二级缓存：由于成本的原因，出现了一、二级之分，一、二级之分，CPU先找一级，再找二级。先找一级，再找二

21、级。39第39页，本讲稿共90页主存储器的类型和速度主存储器的类型和速度内存条的类型：内存条的类型：单列直插式内存条模块单列直插式内存条模块(SingleIn-lineMemoryModules，简称简称SIMM内存条内存条)双列直插式内存条模块（双列直插式内存条模块（DoubleIn-lineMemoryModules，简称，简称DIMM内存条）内存条）Rambus内存条模块（内存条模块（RambusIn-lineMemoryModules，简，简称称RIMM内存条）内存条）40第40页，本讲稿共90页主存储器的几个概念主存储器的几个概念存储单元：由存储单元：由8位组成位组成地址：存储单元的

22、唯一编号地址：存储单元的唯一编号存储容量：存储单元的总数存储容量：存储单元的总数存取时间：选定存储单元后，存取时间：选定存储单元后，CPU读写数读写数据所需的时间据所需的时间41第41页，本讲稿共90页2.3.3I/O总线与总线与I/O接口接口系统总线的定义系统总线的定义：用来连接用来连接CPUCPU、内存、外存和各种输入输出设施并协调它们工作的一、内存、外存和各种输入输出设施并协调它们工作的一个控制部件，其主要组成部分是用于在各部件间运载信息的一组个控制部件，其主要组成部分是用于在各部件间运载信息的一组（或多组）公用的传输线，并由此而得名。（或多组）公用的传输线，并由此而得名。总线的特点：总

23、线的特点：共享、高速共享、高速 总线的性能：总线的性能：数据通路宽度数据通路宽度 总线工作频率总线工作频率总线数据传输速率（总线带宽）总线数据传输速率（总线带宽）42第42页，本讲稿共90页总线类型总线类型总线的类型总线的类型微机中常用总线微机中常用总线：ISA总线：工业标准总线，也叫总线：工业标准总线，也叫AT总线，数总线，数据据16位位EISA总线：扩展的工业标准总线与总线：扩展的工业标准总线与ISA总线总线兼容，数据线兼容，数据线32位位PCI总线：局部总线标准，数据线总线：局部总线标准，数据线32-64位。位。系统总线系统总线其它总线其它总线CPU总线总线存储器总线存储器总线I/O总线

24、总线43第43页，本讲稿共90页1.I/O操作过程操作过程1.CPU执行执行I/O指令，向指令，向I/O控制器发出启动命令控制器发出启动命令2.I/O控制器接受命令，负责对控制器接受命令，负责对I/O设备进行全程控制设备进行全程控制3.当需要传输数据时，当需要传输数据时，I/O控控制器发出请求制器发出请求4.I/O控制器获得授权后，直接控制器获得授权后，直接向向(从从)存储器传输数据存储器传输数据5.所有数据传输完毕后，所有数据传输完毕后，I/O控制器向控制器向CPU报告报告I/O操作操作完成完成44第44页，本讲稿共90页I/O操作过程中的若干控制操作过程中的若干控制I/O操作是由计算机中许

25、多部件协同完成的：操作是由计算机中许多部件协同完成的：CPU负责负责I/O操作的启动操作的启动I/O控制器控制器负责在负责在I/O操作期间对操作期间对I/O设备进行全程控制设备进行全程控制DMA(直接存储器访问直接存储器访问)控制控制负责负责I/O设备与主存之间的设备与主存之间的数据传输的控制数据传输的控制程序中断程序中断负责向负责向CPU报告报告I/O操作完成的情况，实现操作完成的情况，实现CPU处理与处理与I/O操作之间的同步与通信操作之间的同步与通信45第45页，本讲稿共90页I/O总线、总线、I/O控制器、控制器、I/O接口接口与与I/O设备的连接方式设备的连接方式键盘鼠标器打印机显示

26、器麦克风网线I/O总线I/O接口硬盘，光驱I/O设备CPU主板主板I/O设备I/O控制器（扩充卡）机箱插座板卡插座I/O控制器PCI插槽内存主板插槽机箱机箱芯片组芯片组IDE接口46第46页，本讲稿共90页2.I/O总线总线I/OI/O总线总线:也叫主板也叫主板总线，是各类总线，是各类I/OI/O设备控制器与设备控制器与CPUCPU、存储器之间相互、存储器之间相互交换信息、传输数据的一组公用的信号线。交换信息、传输数据的一组公用的信号线。I/OI/O总线上有三种信号总线上有三种信号:1.数据信号（总线）数据信号（总线）-是是CPU与内存、输入与内存、输入/输出接口之间传输出接口之间传输数据的通

27、道输数据的通道2.地址信号（总线）地址信号（总线）-用于传送内存、输入用于传送内存、输入/输出接口地址数据，输出接口地址数据，CPU按此地址寻找数据按此地址寻找数据3.控制信号（总线）控制信号（总线）-传送传送CPU发出或接收的控制信号发出或接收的控制信号总线带宽总线带宽:也称也称总线数据传输速率总线数据传输速率,即单位时间内总线上可传送的即单位时间内总线上可传送的数据量。数据量。计算公式如下：计算公式如下：总线带宽（总线带宽（MB/s）=（数据线宽度（数据线宽度/8/8）总线工作频率（总线工作频率（MHz）47第47页，本讲稿共90页总线速率的计算总线速率的计算400MHz x 8 B=3.

28、2GB/s2 x 533MHz x 2 B x 2=4.2GB/s33.3MHz x 4 B=133MB/s66.6MHz x 4 B x 4=1.066GB/s48第48页，本讲稿共90页3.I/O设备接口设备接口I/O设备接口：计算机中用于连接设备接口：计算机中用于连接I/O设备的设备的各种插头各种插头/插座以及相应的通信规程及电器插座以及相应的通信规程及电器特性，就称为特性，就称为I/O设备接口。简称设备接口。简称I/O接口。接口。IEEE-1394接口：简称接口：简称1394，主要用于连接，主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备。需要高速传输大量数据的音频和视频设备。它的传输

29、速率可达它的传输速率可达400MB/s。49第49页，本讲稿共90页I/O接口的分类接口的分类从数据传输方式来分：从数据传输方式来分：串行（一次只传输串行（一次只传输1位）位）并行（并行（8位或者位或者16位、位、32位一起进行传输）位一起进行传输）从数据传输速率来分：从数据传输速率来分：高速高速低速低速从是否能连接多个设备来分：从是否能连接多个设备来分：总线式（可连接多个设备，被多个设备共享）总线式（可连接多个设备，被多个设备共享）独占式（只能连接独占式（只能连接1个设备）个设备）从是否符合标准来分：从是否符合标准来分：标准接口标准接口（通用接口）（通用接口）专用接口专用接口（专用接口）（专

30、用接口）50第50页，本讲稿共90页常用常用I/O接口接口51第51页，本讲稿共90页关于关于USB接口接口USB接口：接口：通用串行总线式接口（通用串行总线式接口（UniversalSerialBus）高速、可连接多个设备、串行传输高速、可连接多个设备、串行传输传输速率：传输速率：USB的的1.1版：版：1.5Mb/s和和12Mb/sUSB2.0版：高达版：高达480Mb/s（60MB/s）使用使用4线连接器，体积小，符合即插即用规范（线连接器，体积小，符合即插即用规范（Plug&Play,即即PnP）使用使用“USB集线器集线器”扩展机器的扩展机器的USB接口，最多连接接口，最多连接127

31、个设备个设备可通过可通过USB接口由主机向外设提供电源（接口由主机向外设提供电源（5V，100500mA）。）。52第52页，本讲稿共90页2.2.4常用输入设备常用输入设备53第53页，本讲稿共90页常用常用I/O设备设备 定义:输入是把信息送入计算机系统的过程，输出是从计算机系统送出信息的过程，用户就是通过输入/输出设备与计算机系统互相通信。微机系统中常用输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪、数码相机、笔输入数码相机、笔输入 微机系统中常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪54第54页，本讲稿共90页输入设备输入设备键盘：键盘：字符和命令字符和命令鼠标器：位置和命令鼠标器：位置和命令笔输入：位置、

32、命令和字符笔输入：位置、命令和字符扫描仪：图象扫描仪：图象数码相机：图象数码相机：图象成像过程成像过程55第55页，本讲稿共90页计算机键盘示意图计算机键盘示意图56第56页，本讲稿共90页计算机键盘计算机键盘工作原理工作原理键排列在电路板上，通过键排列在电路板上，通过AT（PS/2、USB）接）接口将键信息对应的二进制码送入计算机。口将键信息对应的二进制码送入计算机。键盘的几个方面：键盘的几个方面：108键盘增加了键盘增加了Power,Sleep,Wakeup等键等键有些键盘增加了多媒体控制和上网用的键有些键盘增加了多媒体控制和上网用的键键盘密封组装，键不可拆卸键盘密封组装，键不可拆卸键盘接

33、口可采用无线方式键盘接口可采用无线方式57第57页，本讲稿共90页鼠标器鼠标器鼠标器的工作原理：鼠标器的工作原理：通过机械或光电原理，将鼠标运动的距离和方通过机械或光电原理，将鼠标运动的距离和方向转换成脉冲信号输入计算机，鼠标驱动程序向转换成脉冲信号输入计算机，鼠标驱动程序从而知道如何控制鼠标的运动从而知道如何控制鼠标的运动鼠标的几个方面鼠标的几个方面分辨率：像素分辨率：像素/英寸英寸接口：接口：PS/2PS/2、USBUSB58第58页，本讲稿共90页鼠标器的内部结构鼠标器的内部结构滚轮按键传动球59第59页，本讲稿共90页笔输入设备笔输入设备USB接口高分辨率识别工作空间1.5A电池512

34、级压力传感器按钮1：相当于鼠标器的右键按钮2：相当于鼠标器的滚轮笔尖：相当于鼠标器的左键60第60页，本讲稿共90页扫描仪实物图扫描仪实物图61第61页，本讲稿共90页CCD扫描仪工作原理扫描仪工作原理扫描臂扫描方向反射镜反射镜反射镜光源镜头CCD玻璃板被扫描图件62第62页，本讲稿共90页扫描仪扫描仪类型类型平板式：广泛使用平板式：广泛使用手持式：扫小图手持式：扫小图胶片和滚筒式：专业扫描仪胶片和滚筒式：专业扫描仪光电原理：扫描时正面朝下，光照射图象，光电原理：扫描时正面朝下，光照射图象，反射光因图象而不同，经光电转换产生电反射光因图象而不同，经光电转换产生电流输出流输出63第63页，本讲稿

35、共90页扫描仪扫描仪性能指标性能指标分辨率：像素分辨率：像素/英寸英寸色彩位数：位色彩位数：位/点点扫描幅面：扫描幅面：A4等等接口：接口：SCSI，USB，FIREWIRE等等64第64页，本讲稿共90页2.2.5常用输出设备常用输出设备65第65页，本讲稿共90页输出设备输出设备打印机打印机针式打印机针式打印机激光打印机激光打印机喷墨打印机喷墨打印机显示器显示器监视器监视器CRT显示器显示器液晶显示器液晶显示器显示控制器（又称显示卡）显示控制器（又称显示卡）66第66页，本讲稿共90页2.5.1.显示器显示器液晶显示器液晶显示器LCD(LiquidCrystalDisplay)与与CRT显

36、显示器相比示器相比:不采用电子枪轰击方式成像，具有无辐射不采用电子枪轰击方式成像，具有无辐射危害，功耗小，不闪烁，体积轻等优点。危害，功耗小，不闪烁，体积轻等优点。显示器性能参数：显示器性能参数：1显示器的尺寸：即显示屏的对角线长度。显示器的尺寸：即显示屏的对角线长度。15、17、19、21英寸。英寸。2显示器的分辨率：整屏可显示像素的多少。一般用水平分辨率显示器的分辨率：整屏可显示像素的多少。一般用水平分辨率垂直分辨垂直分辨率来表示。如率来表示。如12801024。3刷新速率：指所显示的图像每秒钟头更新次数。刷新频率越高，图像刷新速率：指所显示的图像每秒钟头更新次数。刷新频率越高，图像越稳定

37、。越稳定。PC机一般在机一般在85Hs以上。以上。4像素的颜色数目：由像素的颜色数目：由R、G、B三个基色的二进位位数决定三个基色的二进位位数决定5辐射和环保辐射和环保67第67页，本讲稿共90页液晶显示器的基本原理液晶显示器的基本原理偏光玻璃基板液晶分子电极偏光玻璃基板通电(白)不通电(黑)68第68页，本讲稿共90页显示卡显示卡VRAM：用于存储显示屏上所有像素的颜色信息。用于存储显示屏上所有像素的颜色信息。绘图处理器（绘图处理器（GeoForce）：）：控制显示器的工作；与控制显示器的工作；与CPU一起一起完成画图操作。完成画图操作。AGP端口：端口：加速图形端口，最高传输速率达加速图形

38、端口，最高传输速率达533MB/sor1GB/s69第69页，本讲稿共90页针式打印机工作原理针式打印机工作原理70第70页，本讲稿共90页(a)压电喷墨技术压电喷墨技术(EPSON公司公司)墨滴墨滴压电陶瓷压电陶瓷喷嘴喷嘴墨盒墨盒71第71页，本讲稿共90页(b)热喷墨技术热喷墨技术(HP公司公司)气泡墨水喷嘴墨水在纸上形成的像素电阻(1)(2)(3)(4)72第72页，本讲稿共90页打印机的对比打印机的对比针式针式打印质量粗糙，针易折断，打印票据打印质量粗糙，针易折断，打印票据喷墨喷墨对纸的要求高，墨水的成本高，消耗量大对纸的要求高，墨水的成本高，消耗量大激光激光质量好，办公室多采用质量好

39、，办公室多采用73第73页，本讲稿共90页打印机打印机打印机的性能指标打印机的性能指标打印精度：点打印精度：点/英寸英寸打印速度：字符打印速度：字符/秒，页秒，页/分分色彩数目：可打印的色彩数目色彩数目：可打印的色彩数目74第74页，本讲稿共90页打印机（喷墨和激光）打印机（喷墨和激光）75第75页，本讲稿共90页2.6外存储器外存储器76第76页，本讲稿共90页2.6.1软盘存储器软盘存储器软盘存储器软盘存储器:是由软盘片、软盘驱动器、软盘控制器组成的。软盘上的信息按磁道和扇是由软盘片、软盘驱动器、软盘控制器组成的。软盘上的信息按磁道和扇区来存放。区来存放。3.5英寸软盘总容量英寸软盘总容量

40、1.44MB。软盘的格式化：软盘的格式化：是按操作系统规定的格式对每个磁道划分扇区，并在每个扇区中填写是按操作系统规定的格式对每个磁道划分扇区，并在每个扇区中填写地址信息。地址信息。一张新盘必须格式化后才能使用一张新盘必须格式化后才能使用。磁道扇区写保护口快门标签77第77页，本讲稿共90页软盘存储器软盘存储器软盘软盘软盘驱动器软盘驱动器是读写软盘的专用装置。一般用标是读写软盘的专用装置。一般用标识符识符A：（或：（或B：）表示软盘驱动器（盘号）：）表示软盘驱动器（盘号）软盘使用注意几点：软盘使用注意几点：软盘首次使用前需格式化软盘首次使用前需格式化软盘角上有一个方形小孔（写保护窗口），软盘角

41、上有一个方形小孔（写保护窗口），将窗口内滑块推上露出小口，则对软盘只能读将窗口内滑块推上露出小口，则对软盘只能读出信息而不能写入信息，称为写保护。出信息而不能写入信息，称为写保护。软盘易损坏，受潮、受热、磁场干扰，挤压软盘易损坏，受潮、受热、磁场干扰，挤压均会引起软盘受损均会引起软盘受损。78第78页，本讲稿共90页2.6.2硬盘存储器硬盘存储器硬盘硬盘硬磁盘存储器是由一组磁盘和硬盘驱动器构成，硬磁盘存储器是由一组磁盘和硬盘驱动器构成，二者封装在金属盒中，称为硬盘。与软盘相比二者封装在金属盒中，称为硬盘。与软盘相比硬盘容量大，存取速度快，目前微机上硬盘容硬盘容量大，存取速度快，目前微机上硬盘容

42、量量1GB-40GB，一般用，一般用C：表示硬盘驱动器。硬：表示硬盘驱动器。硬盘若分成几个逻辑驱动器，一般再用盘若分成几个逻辑驱动器，一般再用D：（或：（或E：等）表示，硬盘首次使用前也要格式化。硬：等）表示，硬盘首次使用前也要格式化。硬盘盘C：上装有启动计算机的系统软件，以便以：上装有启动计算机的系统软件，以便以后从硬盘启动计算机。后从硬盘启动计算机。79第79页，本讲稿共90页硬盘存储器硬盘存储器硬盘存储器组成原理如图硬盘存储器组成原理如图性能指标性能指标:容量、平均等待时间、平均寻道时间、平均访问时间、容量、平均等待时间、平均寻道时间、平均访问时间、cache容容量、数据传输速率。量、数

43、据传输速率。80第80页，本讲稿共90页移动存储器移动存储器(a)闪存盘闪存盘（优盘）（优盘）(b)移动硬盘移动硬盘81第81页，本讲稿共90页移动存储器移动存储器优盘优盘一般为一般为USB接口，容量为接口，容量为8M-2G，有写保护功，有写保护功能，将取代能，将取代A盘盘移动硬盘移动硬盘USBUSB或或IEEE1394IEEE1394接口，一般为几个接口，一般为几个G G到几十个到几十个G G，速度快，速度快两者在两者在WINDOWS2000WINDOWS2000下使用时，不需要安装下使用时，不需要安装驱动程序驱动程序82第82页，本讲稿共90页使用硬盘注意事项使用硬盘注意事项1正在对硬盘读

44、写操作时不能关电源正在对硬盘读写操作时不能关电源2注意防尘，防潮、防高温、防磁场干扰注意防尘，防潮、防高温、防磁场干扰3防震动防震动4及时整理：及时整理：碎片整理、目录整理、文件清理碎片整理、目录整理、文件清理5定期查杀病毒定期查杀病毒83第83页，本讲稿共90页2.6.3光盘存储器光盘存储器光盘存储器光盘存储器CD光盘存储器光盘存储器CD-ROM（只读）（只读）CD-R（一写多读）（一写多读）CD-RW（多次读写）（多次读写）DVD光盘存储器光盘存储器DVD-ROMDVD-VideoDVD-AudioDVD-RDVD-RAM84第84页，本讲稿共90页光头结构与信息读出原理光头结构与信息读出

45、原理P P（7070）激激光光器器发发出出的的激激光光经经过过透透镜镜聚聚焦焦后后到到达达光光盘盘，从从光光盘盘上上反反射射回回来来的的激激光光束束沿沿原原来来的的光光路路返返回回，到到达达激激光光束束分分离离器器后后反反射射到到光光电电检检测测器器，由由光光电电检检测测器器把把光光信信号号变变成成电电信信号号，再再经经过过电电子子线线路路处处理理后后还还原原成成原来的二进制数据原来的二进制数据85第85页，本讲稿共90页CD-ROM盘片结构盘片结构盘中信息的记录方法盘中信息的记录方法:86第86页，本讲稿共90页CD-R实物图实物图87第87页，本讲稿共90页CD-R刻录原理刻录原理将数据通

46、过不同功率的激光烧到盘片上，烧的将数据通过不同功率的激光烧到盘片上，烧的实质是染料分解，烧后能多次读出数据。实质是染料分解，烧后能多次读出数据。刻录机指标刻录机指标主要是缓冲区的大小主要是缓冲区的大小盘片颜色盘片颜色绿盘，金盘，蓝盘绿盘，金盘，蓝盘88第88页，本讲稿共90页DVD光盘光盘DVD（DigitalVersatileDisk）数字多用途光盘数字多用途光盘,规格如下规格如下：1DVD-ROM只读，类似只读，类似CD-ROM2DVD-Video家庭影视光盘，类似家庭影视光盘，类似VCD3DVD-Audio音乐光盘，类似音乐光盘，类似CD唱片唱片4DVD-R限写一次，类似限写一次，类似C

47、D-R5DVD-RAM多次读写，类似多次读写，类似CD-RW89第89页，本讲稿共90页DVD提高存储容量提高存储容量(7倍倍)的措施的措施1)更小的凹点长度更小的凹点长度(2.08x),2)数据轨道间隔紧密数据轨道间隔紧密(2.16x),3)数据区域稍大一点数据区域稍大一点(1.02x),4)更有效的信道比特调制更有效的信道比特调制(1.06x),5)更有效的纠错更有效的纠错(1.32x),6)较少的段开销较少的段开销(1.06x).7)采用较短波长的采用较短波长的635nm或或650nm的红色激光的红色激光,使激光斑使激光斑点点直径直径缩小缩小,提高信息的提高信息的鉴别能力鉴别能力.90第90页，本讲稿共90页