计算机导论第二章-计算机硬件系统课件.ppt

1、第二章第二章 计算机硬件系统计算机硬件系统本章学习要点：本章学习要点： 计算机的基本结构计算机的基本结构 计算机硬件的组成计算机硬件的组成2.1 计算机的基本结构计算机的基本结构2.1.1 冯冯诺依曼体系结构诺依曼体系结构计算机体系结构可以分为计算机体系结构可以分为冯冯诺依曼结构诺依曼结构和和哈佛结构哈佛结构。l 冯冯诺依曼结构诺依曼结构也称普林斯顿结构或冯氏结构，如图也称普林斯顿结构或冯氏结构，如图2-1所示所示 图图2-1 冯冯诺依曼体系结构诺依曼体系结构 1. 冯冯诺依曼体系结构的特点诺依曼体系结构的特点 必须有一个存储器，用于存储数据和指令必须有一个存储器，用于存储数据和指令l 其特点

2、主要有以下一些：其特点主要有以下一些： 必须有一个控制器，用于控制程序的运行必须有一个控制器，用于控制程序的运行 必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算必须有一个运算器，用于完成算术运算和逻辑运算 必须有输入和输出设备，用于进行人机相互必须有输入和输出设备，用于进行人机相互2. 冯冯诺依曼体系结构的五大部件诺依曼体系结构的五大部件（1）运算器）运算器l ALU由组合逻辑电路组成，其功能是实现算术和逻辑等运算，是计由组合逻辑电路组成，其功能是实现算术和逻辑等运算，是计算机的运算中心。算机的运算中心。l 运算器是用二进制进行算术和逻辑运算的部件。它由算术逻辑单运算器是用二进制进行算术和逻辑运

3、算的部件。它由算术逻辑单元（元（ALU）和若干通用寄存器组成。）和若干通用寄存器组成。（2）控制器）控制器l 它的基本功能是控制从内存中取出指令、分析指令、发出由该指它的基本功能是控制从内存中取出指令、分析指令、发出由该指令规定的一系列操作命令并完成指令。令规定的一系列操作命令并完成指令。l 控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。控制器实现计算机对整个运算过程有规律的控制，是计算机的成。控制器实现计算机对整个运算过程有规律的控制，是计算机的指挥中心。指挥中心。l 存储器分为存储器分为内存储器内存储器和和外存储器外存储

4、器（辅助存储器），外存储器也可以（辅助存储器），外存储器也可以作为输入输出设备。作为输入输出设备。（3）存储器）存储器（4）输入设备）输入设备l 常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。l 存储器用来存放计算机运行中执行的指令和参与运算的各种数据。存储器用来存放计算机运行中执行的指令和参与运算的各种数据。l 输入设备用来将用户输入的原始数据（包括数字、声音、图形、输入设备用来将用户输入的原始数据（包括数字、声音、图形、图像）和程序指令转换为计算机能识别的形式（即二进制代码）存图像）和程序指令转换为计算机能识别的形式（即二进制代码）存放在内存中。放在内存中。（

5、5）输出设备）输出设备l 常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。l 输出设备用于将存储在内存中由计算机处理的结果（即二进制数输出设备用于将存储在内存中由计算机处理的结果（即二进制数码）转换为人们所能识别的形式。码）转换为人们所能识别的形式。输入输出设备是人机交互的设备，统称为输入输出设备是人机交互的设备，统称为外围设备外围设备，简称，简称外设。外设。3五大部件的相互关系及工作过程五大部件的相互关系及工作过程 计算机的五大组成部分相互配合，协同工作，形成了高效的计算计算机的五大组成部分相互配合，协同工作，形成了高效的计算机硬件系统，具体过程如下。机硬

6、件系统，具体过程如下。l 首先由输入设备输入原始数据和程序指令，由控制器控制，将这首先由输入设备输入原始数据和程序指令，由控制器控制，将这些数据和指令送入存储器。些数据和指令送入存储器。l 然后在控制器的控制下，存储器中的程序指令被逐条送入控制器然后在控制器的控制下，存储器中的程序指令被逐条送入控制器中，经译码分析后将程序指令转换为相应的控制命令。中，经译码分析后将程序指令转换为相应的控制命令。l 接着在控制器的控制下，运算器完成规定操作并将结果送回存储器。接着在控制器的控制下，运算器完成规定操作并将结果送回存储器。l 最后在控制器的控制下，将结果由存储器送入输出设备进行输出。最后在控制器的控

7、制下，将结果由存储器送入输出设备进行输出。2.1.2 哈佛结构哈佛结构l 哈佛结构，于哈佛结构，于20世纪世纪70年代由哈佛大学的学者提出，是一种将程年代由哈佛大学的学者提出，是一种将程序序指令存储器指令存储器和和数据存储器数据存储器分开的存储器结构，由于取指令和取操分开的存储器结构，由于取指令和取操作数都经由不同总线进行并行传输，因此它属于一种并行体系结构，作数都经由不同总线进行并行传输，因此它属于一种并行体系结构，如图如图2-2所示所示图图2-2 哈佛结构哈佛结构 l 哈佛结构两个明显的特点：一是使用两个独立的存储器模块，分哈佛结构两个明显的特点：一是使用两个独立的存储器模块，分别存储指令

8、和数据，二是使用两条独立的总线，分别作为别存储指令和数据，二是使用两条独立的总线，分别作为CPU与每与每个存储器之间的专用通信路径。个存储器之间的专用通信路径。l 哈佛结构的优点是可以同时读取指令和数据，大大提高了数据哈佛结构的优点是可以同时读取指令和数据，大大提高了数据吞吐量，具有更高的执行效率，缺点是吞吐量，具有更高的执行效率，缺点是结构复杂，对外围设备的结构复杂，对外围设备的连接与处理要求高，十分不适合外围存储器的扩展。连接与处理要求高，十分不适合外围存储器的扩展。l 冯冯诺依曼结构简单、易实现、成本低，但效率偏低。哈佛结构效诺依曼结构简单、易实现、成本低，但效率偏低。哈佛结构效率高但复

9、杂，因而，目前绝大部分计算机仍采用冯率高但复杂，因而，目前绝大部分计算机仍采用冯诺依曼结构。诺依曼结构。 返回本节首页返回本节首页返回本章首页返回本章首页2.2 计算机硬件的组成计算机硬件的组成 计算机硬件计算机硬件，是指组成计算机的各种物理设备，是看得见，是指组成计算机的各种物理设备，是看得见，摸得着的。微型计算机的硬件通常由摸得着的。微型计算机的硬件通常由主机主机和和外设外设两部分组成，两部分组成，如图如图2-3所示。所示。图图2-3 微型计算机微型计算机 外设外设，是指连在计算机主机以外的硬件设备，主要对数据和，是指连在计算机主机以外的硬件设备，主要对数据和信息起着传输、转送和存储的作用

10、。主要包括：输入设备（如信息起着传输、转送和存储的作用。主要包括：输入设备（如键盘、鼠标）、输出设备（如显示器、打印机）、网络设备键盘、鼠标）、输出设备（如显示器、打印机）、网络设备（如路由器、交换机）等。（如路由器、交换机）等。 主机，主机，是指计算机除去输入输出设备以外的主要机体部分，是指计算机除去输入输出设备以外的主要机体部分，主要包括：主要包括： 主板、主板、 CPU、 内存条、内存条、I/O扩展槽、总线和各种扩展槽、总线和各种接口等。接口等。2.2.1 主板主板l 主板主板，又称为母板，是位于主机箱内的一块大型多层印刷电路板，又称为母板，是位于主机箱内的一块大型多层印刷电路板，如图如

11、图2-4所示。所示。图图2-4 计算机主板计算机主板 l 如果把如果把CPU比作微机的心脏，那么主板就是躯干（内含血管、神比作微机的心脏，那么主板就是躯干（内含血管、神经等循环系统），经等循环系统），CPU、内存条、显卡、网卡等均是需要安装在主、内存条、显卡、网卡等均是需要安装在主板上的硬件，其他的硬盘与电源等均必须用数据线或电源线与主板板上的硬件，其他的硬盘与电源等均必须用数据线或电源线与主板相连。相连。 l 主板实质上就是一个载体或平台，在上面搭载或连接主板实质上就是一个载体或平台，在上面搭载或连接CPU、硬盘、硬盘、内存、显卡等设备，和机箱、电源、显示器、键盘、鼠标等构成一内存、显卡等设

12、备，和机箱、电源、显示器、键盘、鼠标等构成一个完整的个完整的PC系统。计算机的整体运行速度和稳定性在很大程度上都系统。计算机的整体运行速度和稳定性在很大程度上都取决于主板的性能。取决于主板的性能。2.2.2 中央处理器中央处理器1. 什么是中央处理器（什么是中央处理器（CPU） CPU是主板上的一个重要的是主板上的一个重要的半导体芯片半导体芯片，采用超大规模集成电路，采用超大规模集成电路工艺，其功能是执行算术和逻辑运算，并控制整个计算机自动、协工艺，其功能是执行算术和逻辑运算，并控制整个计算机自动、协调地完成各种操作，如图调地完成各种操作，如图2-5所示。所示。图图2-5 中央处理器中央处理器

13、 2CPU的工作原理的工作原理l CPU的工作过程大致分为的工作过程大致分为4个阶段：提取、译码、个阶段：提取、译码、 执行和写回。执行和写回。l CPU首先从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，然后将指令放首先从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，然后将指令放入指令寄存器，并对指令译码。再将指令分解成一系列的微操作，入指令寄存器，并对指令译码。再将指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执然后发出各种控制命令，执行微操作系列，从而完成一条指令的执行。行。2CPU的主要性能指标的主要性能指标 计算机的性能在很大程度上由计算机的性能在很大程度上由CPU的性能

14、决定，而的性能决定，而CPU的性能的性能主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标主要主要体现在其运行程序的速度上。影响运行速度的性能指标主要以下一些。以下一些。（1）内核和核心数）内核和核心数（2）字长）字长l 内核，即内核，即CPU的核心，是的核心，是CPU最重要的组成部分，最重要的组成部分，CPU所有的计算、所有的计算、接收接收/存储命令、处理数据都由内核执行。存储命令、处理数据都由内核执行。l CPU在同一时间能一次传输或处理的二进制代码的位数即为字长，在同一时间能一次传输或处理的二进制代码的位数即为字长，字长直接反映了字长直接反映了CPU的数据处理速率、计算精度和数据存取效

15、率的数据处理速率、计算精度和数据存取效率 l 常见的微处理器字长：常见的微处理器字长：8位、位、16位、位、32位、位、64位。目前，位。目前，64位高性位高性能处理器已在能处理器已在PC机中普及。机中普及。 （3）主频、外频和倍频）主频、外频和倍频l CPU的内核通常分为单核、双核或多核，双核或多核的内核通常分为单核、双核或多核，双核或多核CPU在性能在性能上可以成倍地提高工作效。上可以成倍地提高工作效。l 倍频倍频，倍频也称倍频系数，是，倍频也称倍频系数，是CPU主频与外频之间的相对比例关系。主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高，在相同的外频下，倍频越高，CPU的主频也越

16、高。的主频也越高。l 主频主频，主频也叫时钟频率，单位是，主频也叫时钟频率，单位是GHz，用来表示，用来表示CPU的运算速度。的运算速度。l 外频外频，外频是，外频是CPU与主板上其他设备进行数据传输的物理工作频率，与主板上其他设备进行数据传输的物理工作频率，也就是系统总线的工作频率，它代表着也就是系统总线的工作频率，它代表着CPU与主板和内存等配件之间与主板和内存等配件之间的数据传输速度，单位是的数据传输速度，单位是MHz。l 三者间的关系为：三者间的关系为：主频主频=外频外频倍频倍频（4）前端总线频率）前端总线频率 前端总线频率前端总线频率，直接影响，直接影响CPU与内存交换数据的速度。数

17、据传输的与内存交换数据的速度。数据传输的最大带宽取决于所有同时传输的数据宽度和传输频率，它们之间的关最大带宽取决于所有同时传输的数据宽度和传输频率，它们之间的关系是：系是：数据带宽（数据位宽数据带宽（数据位宽前端总线频率）前端总线频率）/8（5）高速缓冲存储器（）高速缓冲存储器（cache）l 高速缓存，是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与高速缓存，是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速度很快。缓存又可分为一级高速缓存交换数据，因此速度很快。缓存又可分为一级高速缓存L1 、二、二级高速缓存级高速缓存L2。l 一级高速缓存通常在一级高速缓存通常在CPU内部

18、，其容量和结构对内部，其容量和结构对CPU的性能影响的性能影响很大，但价格昂贵且结构较复杂。很大，但价格昂贵且结构较复杂。 指令集是存储在指令集是存储在CPU内部，对内部，对CPU运算进行指导和优化的硬程序。运算进行指导和优化的硬程序。拥有这些指令集，拥有这些指令集，CPU就可以更高效地运行。就可以更高效地运行。l 二级高速缓存分内部和外部两种芯片。内部的二级缓存运行速度二级高速缓存分内部和外部两种芯片。内部的二级缓存运行速度与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。高速缓存的容与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。高速缓存的容量也会影响量也会影响CPU的性能，原则是越大越好。的性

19、能，原则是越大越好。（6）扩展指令集）扩展指令集（7）制造工艺）制造工艺l 制造工艺是指在硅材料上生产制造工艺是指在硅材料上生产CPU时内部晶体管与晶体管之间的距时内部晶体管与晶体管之间的距离，单位为离，单位为“纳米纳米”（ns）。）。（8）工作电压）工作电压l 纳米数越小，相同空间内的晶体管就越多，这意味着在同样面纳米数越小，相同空间内的晶体管就越多，这意味着在同样面积的芯片中，晶体管的集成度就会更高，电路设计就可以更复杂，积的芯片中，晶体管的集成度就会更高，电路设计就可以更复杂，因此因此CPU的性能就越出色，功耗也越小，温度也越低。的性能就越出色，功耗也越小，温度也越低。l 现在的现在的C

20、PU已经全面进入已经全面进入22nm时代（酷睿时代（酷睿i3/i5/i7），而），而14nm将将是下一代是下一代CPU的发展目标。的发展目标。 l 工作电压是指工作电压是指CPU正常工作时所需的电压。正常工作时所需的电压。l 低电压能解决耗电过大和发热过高的问题，所以一般是越低越好。低电压能解决耗电过大和发热过高的问题，所以一般是越低越好。 2.2.3 存储器存储器 存储器是用来存储程序和数据的部件。在微机系统中通常采用三存储器是用来存储程序和数据的部件。在微机系统中通常采用三级层次结构来构成存储系统，主要由高速缓冲存储器、主存储器和级层次结构来构成存储系统，主要由高速缓冲存储器、主存储器和辅

21、助存储器组成，如图辅助存储器组成，如图2-6所示。所示。图图2-6 存储器系统的多层次结构图存储器系统的多层次结构图1半导体存储器半导体存储器（1）ROM（只读存储器）（只读存储器） 现代计算机中多采用半导体存储器。按照信息存取原理的不同，现代计算机中多采用半导体存储器。按照信息存取原理的不同，可以将半导体存储器分为可以将半导体存储器分为只读存储器只读存储器（ROM）和）和随机存储器随机存储器（RAM）两大类。两大类。l 采用非易失性器件制造，厂家在制造采用非易失性器件制造，厂家在制造ROM过程中，信息（数据过程中，信息（数据或程序）经特殊方式写入并永久保存。这些信息只能读出，一般不或程序）经

22、特殊方式写入并永久保存。这些信息只能读出，一般不能再写入，而且即使系统停止供电，这些数据也不会丢失。能再写入，而且即使系统停止供电，这些数据也不会丢失。 l 按照工作原理的不同又细分为：可编程只读存储器（按照工作原理的不同又细分为：可编程只读存储器（PROM）、）、可擦除可编程只读存储器（可擦除可编程只读存储器（EPROM）、电子式可擦除可编程只读存）、电子式可擦除可编程只读存储器（储器（EEPROM）、快闪存储器（）、快闪存储器（Flash ROM）等。）等。 （2）RAM（随机存储器）（随机存储器）l 又称为读又称为读/写存储器或内存，表示既可以读取数据，也可以写入写存储器或内存，表示既可

23、以读取数据，也可以写入数据。数据。RAM采用易失性器件制造，当机器电源关闭时，存于其中采用易失性器件制造，当机器电源关闭时，存于其中的数据就会丢失。的数据就会丢失。 l 主板上的内存条，实际就是将多个主板上的内存条，实际就是将多个RAM集成在一起的小块电路集成在一起的小块电路板，通常所说的内存容量，通常就是指内存条上板，通常所说的内存容量，通常就是指内存条上RAM的容量。如的容量。如图图2-7所示。所示。图图2-7 内存条内存条l RAM按照工作方式的不同又细分为：按照工作方式的不同又细分为：动态随机存储器动态随机存储器（DRAM）和和静态随机存储器静态随机存储器（SRAM）两大类。）两大类。

24、 2. 主存储器主存储器 主存储器也称内存，是微机中的主要存储部件，也是主存储器也称内存，是微机中的主要存储部件，也是CPU能够直接能够直接寻址的存储空间。因此，主存储器的好坏直接影响微机的运行速度。寻址的存储空间。因此，主存储器的好坏直接影响微机的运行速度。 （1）内存发展所经历的主要时代）内存发展所经历的主要时代l SDRAM时代（时代（1997-2002年）年）l 频率竞备时代频率竞备时代l DDR时代（时代（2002至今）至今）（2）内存的主要性能指标）内存的主要性能指标目前，衡量内存的性能指标主要包括以下一些：目前，衡量内存的性能指标主要包括以下一些： l 内存类型内存类型 目前，微

25、机上配置的主存储器均为目前，微机上配置的主存储器均为DDR内存条，随着内存条，随着CPU性能性能不断提高，又相继出现了不断提高，又相继出现了DDR2（二代内存）、（二代内存）、DDR3（三代内（三代内存）。存）。DDR3在频率和速度上有更大优势，性能更好更省电，目前在频率和速度上有更大优势，性能更好更省电，目前DDR3内存已在内存已在PC机上普及，如图机上普及，如图2-8所示。所示。 图图2-8 不同类型不同类型DDR内存条内存条 l 内存容量内存容量 一般来说，内存容量越大，数据处理的速度就越快。但是在选一般来说，内存容量越大，数据处理的速度就越快。但是在选购内存的时候也要根据购内存的时候也

26、要根据PC机软硬件的需求来选择，以发挥内存的机软硬件的需求来选择，以发挥内存的最大价值。最大价值。 l 工作频率工作频率 工作频率越高代表速度越快工作频率越高代表速度越快 ，目前，目前，DDR3 1600 4G/8G（工（工作频率作频率1600MHz）已成为）已成为PC机的主流标配。机的主流标配。 l 工作电压工作电压 通常情况下，工作电压越小，能耗就越低。例如，通常情况下，工作电压越小，能耗就越低。例如，DDR2的的工作电压是工作电压是1.8V，DDR3是是 1.5V。3. 高速缓冲存储器高速缓冲存储器 即即高速缓存高速缓存，其存储内容为最近曾被，其存储内容为最近曾被CPU访问过的程序或数据

27、。访问过的程序或数据。由于在多数情况下，一段时间内程序的执行总是集中于程序代码的由于在多数情况下，一段时间内程序的执行总是集中于程序代码的某一较小范围，因此如果将这段代码一次性从内存调入高速缓存，某一较小范围，因此如果将这段代码一次性从内存调入高速缓存，则可以在一段时间内满足则可以在一段时间内满足CPU的需要，从而将的需要，从而将CPU对内存的访问变对内存的访问变为对高速缓存的访问，以提高为对高速缓存的访问，以提高CPU的访问速度和整个系统的性能。的访问速度和整个系统的性能。目前，微机上配置的高速缓存基本上都采用目前，微机上配置的高速缓存基本上都采用SRAM。4. 辅助存储器辅助存储器（1）硬

28、盘技术及工作原理）硬盘技术及工作原理l 微机所用的硬盘都是采用温切斯特技术，由微机所用的硬盘都是采用温切斯特技术，由IBM公司于上世纪公司于上世纪70年代提出。它把磁盘、驱动电机、读写磁头等组装并封装在一年代提出。它把磁盘、驱动电机、读写磁头等组装并封装在一起，成为温切斯特驱动器，简称温盘，如图起，成为温切斯特驱动器，简称温盘，如图2-9所示。所示。图图2-9 硬盘的内部结构硬盘的内部结构 l 硬盘盘体密封，盘片固定并高速旋转，高速旋转产生浮力使硬盘盘体密封，盘片固定并高速旋转，高速旋转产生浮力使磁磁头头飘浮在盘片上方而不与盘片接触（悬浮距离为零点几微米，约飘浮在盘片上方而不与盘片接触（悬浮距

29、离为零点几微米，约为人类头发直径的千分之一），并沿盘片径向移动。为人类头发直径的千分之一），并沿盘片径向移动。l 磁盘是以磁盘是以“盘面盘面磁道磁道扇区扇区”的方式来进行数据组织，如图的方式来进行数据组织，如图2-10所示所示 图图2-10 磁盘的数据结构示意图磁盘的数据结构示意图 l 硬盘上信息的存储是以同心圆的形式排列的，每一个圆环称为一硬盘上信息的存储是以同心圆的形式排列的，每一个圆环称为一个个磁道磁道。当对磁盘进行读写时，磁头定位在磁道上，为防止或减少。当对磁盘进行读写时，磁头定位在磁道上，为防止或减少由于磁头未定位准确或磁域间的干扰所引起的错误，相邻磁道间有由于磁头未定位准确或磁域间

30、的干扰所引起的错误，相邻磁道间有一定的间隙。一定的间隙。 l 每个盘片的磁道又进一步被分割成几十到上百个等长的圆弧，每个盘片的磁道又进一步被分割成几十到上百个等长的圆弧，每一段圆弧称为一个每一段圆弧称为一个扇区扇区。相邻扇区间同样留有一定的间隙，一。相邻扇区间同样留有一定的间隙，一个扇区可以存储若干位信息，它是磁盘与主机之间交换信息的基个扇区可以存储若干位信息，它是磁盘与主机之间交换信息的基本单位。大多数系统所定义的扇区的大小为本单位。大多数系统所定义的扇区的大小为512B2KB 。l 每个存储表面的同一磁道组成一个圆柱面，称为每个存储表面的同一磁道组成一个圆柱面，称为柱面柱面。 （2）硬盘的

31、主要性能指标）硬盘的主要性能指标 l 硬盘容量硬盘容量 容量是硬盘最主要的参数。硬盘的容量一般以吉字节（容量是硬盘最主要的参数。硬盘的容量一般以吉字节（GB）或太字节（或太字节（TB）为单位。）为单位。 硬盘的容量磁头数（盘片数）硬盘的容量磁头数（盘片数）柱面数（磁道数）柱面数（磁道数）每磁每磁道扇区数道扇区数扇区字节数（一般为扇区字节数（一般为512B）l 主轴转速主轴转速 主轴转速是指磁盘每分钟旋转的圈数，单位为转主轴转速是指磁盘每分钟旋转的圈数，单位为转/每分（每分（RPM）转速越快，读取硬盘数据的速度就越快，硬盘的整体性能也越好转速越快，读取硬盘数据的速度就越快，硬盘的整体性能也越好

32、l 平均寻道时间平均寻道时间 是指磁头从当前磁道移动到目标数据所在磁道的平均时间。这个是指磁头从当前磁道移动到目标数据所在磁道的平均时间。这个时间越短，读取硬盘数据的速度就越快。时间越短，读取硬盘数据的速度就越快。 l 高速缓存高速缓存 高速缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度。高速缓存是硬盘控制器上的一块内存芯片，具有极快的存取速度。高速缓存也是硬盘非常重要的一个参数，其大小也直接影响到硬盘高速缓存也是硬盘非常重要的一个参数，其大小也直接影响到硬盘的整体性能。的整体性能。 l 数据传输率数据传输率 数据传输率包括数据传输率包括内部数据传输率内部数据传输率和和外部数据传输率外部

33、数据传输率。内部数据。内部数据传输速率，是指从硬盘到缓存的传输速度；外部数据传输速率，传输速率，是指从硬盘到缓存的传输速度；外部数据传输速率，是指从缓存到硬盘接口的传输速度。内部传输速率更能反应硬盘是指从缓存到硬盘接口的传输速度。内部传输速率更能反应硬盘的实际表现，通常以每秒的实际表现，通常以每秒MB为单位。为单位。 （2）Flash存储器存储器 Flash存储器，简称存储器，简称闪存闪存，其存取数据的速度比硬盘、光盘更快，其存取数据的速度比硬盘、光盘更快快，而且具有抗震性强、体积小、功率低等优点。快，而且具有抗震性强、体积小、功率低等优点。 l 优盘优盘 全称全称USB闪存盘。因使用闪存盘。

34、因使用USB接口与主机通信而得名。优盘是一接口与主机通信而得名。优盘是一种新型存储产品，具有轻巧便携、安全稳定、即插即用、支持系统种新型存储产品，具有轻巧便携、安全稳定、即插即用、支持系统引导、可重复擦写、存储容量大等优点。引导、可重复擦写、存储容量大等优点。 l 固态硬盘（固态硬盘（SSD） 从技术层面来看，固态硬盘本质上是从技术层面来看，固态硬盘本质上是闪存集成闪存集成（可看做是一个大（可看做是一个大容量优盘），如图容量优盘），如图2-11所示。由于不用磁头，几乎没有寻道时间，所示。由于不用磁头，几乎没有寻道时间，因此其数据读写速度远高于普通硬盘，而且内部没有任何机械活动因此其数据读写速度

35、远高于普通硬盘，而且内部没有任何机械活动部件，不会发生机械故障，因而安全可靠，抗震性能极强。部件，不会发生机械故障，因而安全可靠，抗震性能极强。 图图2-11 固态硬盘与机械硬盘内部构造对比固态硬盘与机械硬盘内部构造对比 （3）激光存储器）激光存储器l 它是一种利用光学方式进行信息读它是一种利用光学方式进行信息读/写的一种大容量、可移动存写的一种大容量、可移动存储器。光盘的外形呈圆形，与磁盘利用表面磁化来表示信息不同，储器。光盘的外形呈圆形，与磁盘利用表面磁化来表示信息不同，它利用介质表面的凹凸痕迹来存储它利用介质表面的凹凸痕迹来存储0，1二进制数据信息，如图二进制数据信息，如图2-12所示。

36、所示。 图图2-12 光盘与介质表面的凹痕光盘与介质表面的凹痕l 根据光盘的使用特性不同，可分为只读光盘、一次性写入光盘、根据光盘的使用特性不同，可分为只读光盘、一次性写入光盘、可重写光盘三大类可重写光盘三大类. 2.2.4 总线与接口总线与接口图图2-13 微机中的总线示意图微机中的总线示意图1. 总线和接口的定义总线和接口的定义（1）什么是总线）什么是总线l 总线总线是连接计算机内部各个硬件部分的公共信息通道。是连接计算机内部各个硬件部分的公共信息通道。l 总线一般有总线一般有内部总线内部总线、系统总线系统总线和和外部总线外部总线，如图，如图2-13所示。内所示。内部总线是微机内部各外围芯

37、片与处理器之间的总线，用于芯片一级部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线，用于芯片一级的互连；而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线，用于的互连；而系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线，用于插件板一级的互连；外部总线则是微机和外部设备之间的总线。插件板一级的互连；外部总线则是微机和外部设备之间的总线。 l 接口接口，是主机与和外部设备之间信息交换的桥梁，主要用于连接，是主机与和外部设备之间信息交换的桥梁，主要用于连接输入输入/输入设备。输入设备。（2）什么是接口）什么是接口l 计算机中有些接口专门用于连接特定的设备，如：硬盘接口、显计算机中有些接口专门用于连接特定的设备，如：

38、硬盘接口、显卡接口、打印机并行接口等。而有些接口则具有通用性，它们可以卡接口、打印机并行接口等。而有些接口则具有通用性，它们可以连接各种各样的外设，例如，连接各种各样的外设，例如，USB接口等。接口等。2. 常用的一些总线和接口常用的一些总线和接口 l ISA总线总线 l EISA总线总线 l PCI总线总线 l AGP总线总线 l RS-232-C总线总线 l IEEE 488总线总线 l USB总线总线 2.2.5 输入输入/输出设备输出设备1输入设备输入设备（1）键盘）键盘（2）鼠标）鼠标（3）扫描仪）扫描仪 键盘（键盘（Keyboard）是微机必备的输入系统，用来向微机输）是微机必备的

39、输入系统，用来向微机输入命令、程序和数据。入命令、程序和数据。 鼠标（鼠标（Mouse）是微机必备的输入设备，其主要功能是对）是微机必备的输入设备，其主要功能是对光标进行快速移动、选中图像或文字的对象、执行命令等。光标进行快速移动、选中图像或文字的对象、执行命令等。 扫描仪（扫描仪（Scanner）是计算机用于输入图形和图像的专用设）是计算机用于输入图形和图像的专用设备，利用它可以迅速地将图形、图像、照片、文本输入到计备，利用它可以迅速地将图形、图像、照片、文本输入到计算机中。算机中。2输出设备输出设备（1）显示器）显示器l 其功能是将主机输出的电信号通过一系列处理后转换成光信号，其功能是将主

40、机输出的电信号通过一系列处理后转换成光信号，并最终将文字、图形显示出来，从而查看各种程序、数据、图形等并最终将文字、图形显示出来，从而查看各种程序、数据、图形等信息和经过计算机处理后的结果信息和经过计算机处理后的结果 。 l 显示器的显示器的主要类型主要类型包括以下一些，如图包括以下一些，如图2-13，2-14，2-15所示所示 CRT显示器显示器 LCD显示器显示器 LED显示器显示器 OLED显示器显示器图图2-13 CRT显示器显示器图图2-14 LCD显示器显示器图图2-15 LED显示器显示器l 显示器的主要性能指标有：显示器的主要性能指标有： 屏幕尺寸与可视面积屏幕尺寸与可视面积

41、像素、点间距和分辨率像素、点间距和分辨率 对比度对比度 可视角度可视角度 亮度亮度 响应时间响应时间 （2）显示卡）显示卡l 显示卡是显示器与主机通信的控制电路和接口，如图显示卡是显示器与主机通信的控制电路和接口，如图2-16所示，所示，其核心是图形处理芯片，在它周围是显示内存和其核心是图形处理芯片，在它周围是显示内存和BIOS芯片等。芯片等。 图图2-16 显卡结构显卡结构l 显卡的颜色有显卡的颜色有16色、色、256色、增强色（色、增强色（16位）和真彩色（位）和真彩色（24位）。位）。一般微机出厂时都预置为一般微机出厂时都预置为16位色，即同时能显示位色，即同时能显示216=65536种

42、颜色，种颜色，而真彩色而真彩色24位模式则可同时显示位模式则可同时显示2241670万种颜色，这基本涵盖了万种颜色，这基本涵盖了人眼所能识别的所有颜色，用户可根据自身需要进行相应调整。人眼所能识别的所有颜色，用户可根据自身需要进行相应调整。 （3）打印机）打印机l 打印机，是计算机系统的标准输出设备之一，用来打印程序结果、打印机，是计算机系统的标准输出设备之一，用来打印程序结果、图形和文字资料等。图形和文字资料等。l 打印机的种类很多，按打印方式可分为打印机的种类很多，按打印方式可分为击打式击打式和和非击打式非击打式两类，两类，按打印机工作原理则可分为按打印机工作原理则可分为针式打印机针式打印

43、机、喷墨打印机喷墨打印机和和激光打印机激光打印机，如图如图2-17所示。所示。 图图2-30 各种类型的打印机各种类型的打印机 l 针式打印机结构简单、耗材省、维护费用低，但噪声大、分辨率针式打印机结构简单、耗材省、维护费用低，但噪声大、分辨率低、体积较大、速度。低、体积较大、速度。 l 喷墨打印机的打印质量较高、噪音小、速度快、色彩效果好，常喷墨打印机的打印质量较高、噪音小、速度快、色彩效果好，常用于家用，但耗材成本偏高。用于家用，但耗材成本偏高。 l激光打印机是利用电子成像技术进行打印打印质量高、速度快、噪激光打印机是利用电子成像技术进行打印打印质量高、速度快、噪音低音低 ，但成本普遍较高，常用于办公环境。，但成本普遍较高，常用于办公环境。 返回本节首页返回本节首页返回本章首页返回本章首页