第二章计算机硬件系统优秀课件.ppt

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1、第二章计算机硬件系统1第1页，本讲稿共37页第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、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。鼠标等。第2页，本讲稿共37页2.1 主机系统中央处理器（CPU）主板内存储器 输入/输出接口总线第3页，本讲稿共37页一.中央处理器n1.中央处理器（中央处理器（CPU），又称为微处理），又称为微处理单元（单元（MPU）n2.主要组成主要组成 n 1)运算器运算器n 2)控制器控制器n 3)寄存器组寄存器组第4页，本讲稿

2、共37页n3.主要技术指标主要技术指标n 1)主频主频:(Mhz)n 2)外频外频:CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯到芯片组之间的总线速度片组之间的总线速度n 3)字长字长:32位，位，64位等位等n 4)执行速度执行速度:(MIPS，百万个指令每秒，百万个指令每秒)n 5)指令系统指令系统:CISC(复杂指令集计算机复杂指令集计算机),RISC(精简指令集精简指令集计算机计算机)n 6)Cache:高速缓冲存储器，介于高速缓冲存储器，介于CPU和内存之间和内存之间一.中央处理器第5页，本讲稿共37页n主板上集成了计算机的主要电路系统，并主板

3、上集成了计算机的主要电路系统，并具有各种扩展插槽具有各种扩展插槽n CPU插座插座n 内存插槽内存插槽n 主板芯片组主板芯片组n CMOS芯片：存放系统基本配置信息的芯片：存放系统基本配置信息的CMOS部分和部分和存放系统基本输入存放系统基本输入/输出信息的输出信息的BIOSn 软硬盘插槽软硬盘插槽n 其他其他二.主板第6页，本讲稿共37页二.主板第7页，本讲稿共37页n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.内存储器第8页，本讲稿共37页三.内存储器n(1)特点特点

4、n存取速度较快，容量相对较小，存取速度较快，容量相对较小，n(2)分类分类 n1)随机存取存储器随机存取存储器(RAM)n 系统关机后其存放的信息系统关机后其存放的信息会会丢失丢失n2)只读存储器只读存储器(ROM)n 系统关机后其存放的信息系统关机后其存放的信息不会不会丢失丢失第9页，本讲稿共37页三.内存储器n其他形式的只读存储器：其他形式的只读存储器：n可编程只读存储器可编程只读存储器PROMn可擦除的可编程的只读存储器可擦除的可编程的只读存储器E-PROM n闪存（闪存（flash）ROM nCMOS(Complementary metal oxide互互补金属氧化物半导体补金属氧化物

5、半导体)存储器存储器 第10页，本讲稿共37页三.内存储器第11页，本讲稿共37页四.系统总线（BUS）n(1)各部件之间传输信息的通道。各部件之间传输信息的通道。n(2)按层次结构分类按层次结构分类 n1)CPU总线总线:地址总线（地址总线（AB）n 数据总线（数据总线（DB）n 控制总线（控制总线（CB）n2)系统总线系统总线:I/O通道，也有类通道，也有类第12页，本讲稿共37页四.系统总线（BUS）第13页，本讲稿共37页四.系统总线（BUS）数据总线数据总线DB 双向，双向，DB宽度称为字长，传输数据信号宽度称为字长，传输数据信号地址总线地址总线AB 单向，单向，AB宽度决定最大内存

6、容量，传输宽度决定最大内存容量，传输地址信息地址信息控制总线控制总线CB 单向，但必须成对出现，传输控制信号单向，但必须成对出现，传输控制信号内存分为许多存储单元，每个存储单元都有一个唯一的内存分为许多存储单元，每个存储单元都有一个唯一的编号，这个编号就叫做地址。编号，这个编号就叫做地址。第14页，本讲稿共37页n3)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）第15页，本讲稿共37页2.3 外存储器联

7、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第16页，本讲稿共37页一.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。第17页，本讲稿共37页一.软盘驱动器与软盘存储器软盘驱动器与软盘存储器 n2.软磁盘存储器软磁盘存储器:以以扇区扇区为存储单位为存储单位n用柔软的聚醋酸材料制成圆

8、形底片，在两个表面涂有磁性材料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：由塑料外壳：由ABS塑料注塑而成，耐冲击、抗弯曲、起保护盘塑料注塑而成，耐冲击、抗弯曲、起保护盘片的作用。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。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。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。写。n(5)写保护：处

9、于写保护状态时只能读出数据而不能进行写入操作。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。第18页，本讲稿共37页写保护孔打开时不能写写保护孔打开时不能写入入第19页，本讲稿共37页一.软盘驱动器与软盘存储器软盘驱动器与软盘存储器 分两个面、间隔相等的同分两个面、间隔相等的同心圆划分磁道、圆心角相等心圆划分磁道、圆心角相等的扇形（称扇区）。扇区字的扇形（称扇区）。扇区字节数为节数为512B。0 0磁道在外圈，磁道在外圈，最里圈最里圈7979道道。磁面（磁面（Side）磁道（磁道（Track）扇区（扇区（Sector）软盘存储容量软盘存储容量=磁盘面数磁盘面数磁道数磁道数扇区数扇区数

10、512512即：即：28018512=147456028018512=1474560B=1.4MBB=1.4MB（习惯称习惯称1.441.44MB)MB)每扇区存储的信息量均每扇区存储的信息量均为为512B第20页，本讲稿共37页二.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信息存储格式信息存储格式n 1)记录面记录面=磁头数磁头数 n 2)磁道磁道:n 3)柱面：柱面：n 4)扇区：扇区：n每个扇区容量每个扇区容量:512字节字节第21页，本讲稿共37页n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63

11、n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 硬盘硬盘第22页，本讲稿共37页n2.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 第23页，本讲稿共37页n3.硬盘参数：n容量n数据传输

12、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 第24页，本讲稿共37页三.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 第25页，本讲稿共37页三.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 第26页，本讲

13、稿共37页三.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第27页，本讲稿共37页三.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，根据反射由激光头发出激光，根据反射信号来确定数据信号来确定数据n凸凹区域的跳变来表示数凸凹区域的跳变来表示数据据“1”1”n凸凹跳变之间的区域表示凸凹跳变之间的区域表示数据数据“0”“0”，根据区域长，根据区域长度来确定度来确定“0”“0

14、”的个数的个数n光驱读取数据的方式有光驱读取数据的方式有CLVCLV（恒定线速度）和（恒定线速度）和CAVCAV（恒定角速度）两种（恒定角速度）两种第28页，本讲稿共37页三.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 第29页，本讲稿共37页三.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 第30页，本讲稿共37页三.光盘驱动

15、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第31页，本讲稿共37页四.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）第32页，本讲稿共37页2.3 输入

16、、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.其他输入设备第33页，本讲稿共37页2.3 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、输出设备第34页，本讲稿共37页2.4 个人计算机配置个人计算机配置(自学自学)第35页，本讲稿共37页n主要部件的选购主要部件的选购nCPUCPU的选购：的选购：考虑价格的同

17、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第36页，本讲稿共37页本章小结n微型计算机硬件系统的主要构成部分：主机系统微型计算机硬件系统的主要构成部分：主机系统由由CPUCPU和主存组成。主存储器有和主存组成。主存储器有RAMRAM和和ROMROM之分。之分。系统总线由数据、地址、控制总线构成。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。各种存储器及其驱动器的分类、组成、工作原理。n微型计算机常用的基本输入微型计算机常用的基本输入/输出设备。输出设备。第37页，本讲稿共37页