大学计算机基础-第2章-计算机硬件课件.ppt

1、计算机应用基础计算机应用基础主讲人：徐光达主讲人：徐光达计算机硬件系统计算机硬件系统早期计算机奠基人l首次提出首次提出程序存储程序存储概念概念l设计形成早期设计形成早期计算机结构计算机结构l目前计算机基本上仍采用目前计算机基本上仍采用冯冯诺依曼诺依曼 冯.诺依曼计算机结构p 计算机采用计算机采用二进制码二进制码存储与处理存储与处理p 在内存中在内存中存储程序与数据存储程序与数据p 计算机由计算机由五大部件组成五大部件组成输入设备输入设备存储器存储器输出设备输出设备运算器运算器控制器控制器程序程序/数据数据数据数据程序程序/数据数据数据数据数据数据数据数据指指令令地地址址命命令令命命令令状状态态

2、命命令令/响响应应请请求求/状状态态请请求求/状状态态命命令令/响响应应图图2.1 冯冯诺依曼结构计算机诺依曼结构计算机微机的硬件组成结构n现代微机由现代微机由CPU、内存、总线、内存、总线、I/O接口接口和和I/O设备设备组成组成CPU内存I/O接口I/O设备数据总线DB地址总线AB控制总线CB主机图2.5 微型计算机的概念结构微型计算机系统的概念结构外部存储器（硬盘、光盘、优盘）外部存储器（硬盘、光盘、优盘）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）输入设备（键盘、鼠标、扫描仪）输出设备（显示器、打印机）输出设备（显示器、打印机）其他（网卡、显卡、声卡、视频卡）其他（网卡、显卡、声卡、视频卡）微型计算

3、微型计算机系统机系统硬件硬件系统系统软件软件系统系统主机主机外部外部设备设备CPUCPU内存储器内存储器输入输入/输出接口输出接口总线总线系统系统软件软件应用应用软件软件操作系统操作系统语言编译系统语言编译系统工具软件工具软件网络系统网络系统OAOA软件软件管理信息系统管理信息系统图像处理系统图像处理系统硬 件 系 统主机主机外部设备外部设备整个系统运行的物理平台整个系统运行的物理平台硬件系统的核心是硬件系统的核心是主机主机，主机的核心是，主机的核心是CPUCPU计算机系统的分类n按综合指标按综合指标 CPU CPU个数及主频、内外存容量、外设配备等个数及主频、内外存容量、外设配备等n巨型计算

4、机巨型计算机n大型计算机大型计算机n中型计算机中型计算机 n小型计算机小型计算机n微型计算机微型计算机微型计算机工作原理n指令和指令系统指令和指令系统n程序程序n计算机的一般工作过程计算机的一般工作过程n程序的执行方式程序的执行方式指令的概念n指令指令：计算机能够识别并执行的：计算机能够识别并执行的“操作命令操作命令”n指令一般由操作码和操作数组成指令一般由操作码和操作数组成指令码指令码 目标操作数目标操作数 源操作数源操作数指令码指令码 操作数操作数表示功能（操作）表示功能（操作）表示操作的对象表示操作的对象指令举例机器语言指令：机器语言指令：10110000 00001111 1515累加

5、器累加器A A 00101100 00001010 10+A A10+A A 11110100 结束结束,停机停机机器语言指令：机器语言指令：MOV A,15 15累加器累加器A ADD A,10 10+A A HLT 结束结束,停机停机C+语言指令：语言指令：A=15+10 10+A A RETURN 结束结束,停机停机ACCESSACCESS数据库数据库SQLSQL查询指令查询指令?程序的概念n程序程序：为完成某个任：为完成某个任务，按一定顺序组织务，按一定顺序组织在一起的指令序列在一起的指令序列n程序是让计算机按人程序是让计算机按人们事先安排好们事先安排好(设计好设计好)的流程进行工作的

6、流程进行工作计算机的工作过程计算机的工作过程就是执行程序的过程计算机的工作过程就是执行程序的过程n计算机是在程序的控制下工作的计算机是在程序的控制下工作的n人们事先编写设计好程序人们事先编写设计好程序n并将程序输入到计算机中存储起来并将程序输入到计算机中存储起来nCPUCPU根据程序中的指令控制计算机各个部件工作根据程序中的指令控制计算机各个部件工作n各个部件根据指令码规定完成各种动作各个部件根据指令码规定完成各种动作程序控制示意图中央处理器中央处理器运算器运算器控制器控制器程序程序存储器存储器程序程序程序程序程序程序程序程序程序程序程序程序程序程序指令指令指令指令 指令指令指令指令指令指令

7、指令指令指令指令指令执行的一般过程读取操作数读取操作数存放结果存放结果取指令取指令分析指令分析指令执行指令执行指令程序执行过程 分析指令分析指令执行指令执行指令程序程序取下一条指令取下一条指令结束程序结束程序结束结束 程序与数据在计算机中均按程序与数据在计算机中均按二进制存储二进制存储 要执行的要执行的程序程序和和处理数据处理数据，必须先，必须先存储存储在内存中在内存中 在在CPUCPU的控制下，自动从的控制下，自动从存储器存储器中取出指令并执中取出指令并执行，完成各种动作。行，完成各种动作。指令处理方式按逻辑顺序一条条指令地处理指令处理方式按逻辑顺序一条条指令地处理:n在运行时，从内存中取出

8、一条指令；在运行时，从内存中取出一条指令；n按指令要求，从存储器中取出数据进行指定运算；按指令要求，从存储器中取出数据进行指定运算；n按地址把结果送到内存中去。按地址把结果送到内存中去。n再取下一条指令，重复上述操作，直到结束为止。再取下一条指令，重复上述操作，直到结束为止。计算机工作原理小结以中央处理器为核心的程序控制的工作原理以中央处理器为核心的程序控制的工作原理微机主机系统n主机系统的逻辑结构主机系统的逻辑结构n主机系统的物理结构主机系统的物理结构主机系统的逻辑结构 n主机系统的逻辑结构，它包括以下基本部件：主机系统的逻辑结构，它包括以下基本部件：n主板主板nCPUCPUn内存内存n硬盘

9、驱动器硬盘驱动器n软盘驱动器软盘驱动器n光盘驱动器光盘驱动器n各种接口卡各种接口卡n电源电源图2.11 主机内部安装的部件CPU(带风扇)电源光驱硬盘软驱主板南桥北桥显示接口卡内存条中央处理器n中央处理器中央处理器简称简称CPUCPU，主要包括：，主要包括：n运算器运算器 进行加、减、乘、除运算进行加、减、乘、除运算n控制器控制器 包括取指令、取数、运算顺序的控制包括取指令、取数、运算顺序的控制n寄存器组寄存器组 暂时存放中间的运算结果暂时存放中间的运算结果 运算器运算器通用寄存器通用寄存器控制器控制器专用寄存器专用寄存器微处理器（a a）Pentium4Pentium4（b b）Celero

10、nCeleron（c c）Core 2 duoCore 2 duo（d d）Athlon64 FXAthlon64 FX（e e）SempronSempron图图2.13 2.13 流行的流行的x86x86系列系列CPUCPU（f f）Athlon64 X2Athlon64 X2CPU的性能指标nCPUCPU的性能是计算机系统的主要技术指标之一。的性能是计算机系统的主要技术指标之一。n主要性能指标：主要性能指标：n速度（主频）：速度（主频）：指每秒执行指令的条数或每秒主频振指每秒执行指令的条数或每秒主频振荡的次数；条数用荡的次数；条数用MIPSMIPS来表示，即每秒百万条指令；来表示，即每秒百

11、万条指令；Pentium Pro”Pentium Pro”可达可达400400MIPSMIPS；主频振荡用主频振荡用MHZMHZ来表示，来表示，即每秒百万次；即每秒百万次；“Pentium Pentium”达达 2.8GHZ 2.8GHZ，最快的微最快的微处理器主频达处理器主频达4 4GHzGHz。n字长：字长：指指CPUCPU一次所能处理的数据的二进制的位数。一次所能处理的数据的二进制的位数。如果字长是如果字长是1616位，要处理位，要处理6464位的指令就要读取位的指令就要读取4 4次。次。8038680386以下的以下的CPUCPU为为1616位字长，位字长，8038680386及以上的

12、及以上的CPUCPU为为3232位字长位字长。n指令集指令集：指令集功能强，计算机处理能力就强：指令集功能强，计算机处理能力就强n高速缓存高速缓存：匹配：匹配CPUCPU和内存储器之间的速度的存储器和内存储器之间的速度的存储器n内核内核：将多个：将多个CPUCPU核心集成在一起。核心集成在一起。1616核甚至更多核甚至更多双核的概念n双核处理器双核处理器是指在一个处理器上集成两个运是指在一个处理器上集成两个运算核心，从而提高计算能力算核心，从而提高计算能力n在处理多线程、多进程任务的时候相对单核在处理多线程、多进程任务的时候相对单核CPUCPU具有明显速度优势。然而在处理单进程具有明显速度优势

13、。然而在处理单进程任务的时候，双核技术的优势并不明显任务的时候，双核技术的优势并不明显nIntel PENTIUM Dual-CoreIntel PENTIUM Dual-Core奔腾双核奔腾双核 nIntel CORE Intel CORE 酷睿双核酷睿双核 存储器n要运行的程序和要处理的数据都存放在内存中要运行的程序和要处理的数据都存放在内存中n文件和程序文件和程序在外存中永久保存在外存中永久保存内存储器内存储器外存储器外存储器用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序器件用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序器件n内存储器由存储体、地址寄存器、数据寄存器、内存储器由存储体、地址寄

14、存器、数据寄存器、译码器及读写电路等组成译码器及读写电路等组成n因在主板上、因在主板上、CPU直接控制存取而得名直接控制存取而得名“内存内存”n内存分为：内存分为：随机存储器随机存储器RAM，供用户使用。供用户使用。（Random Access Memory)只读存储器只读存储器ROM，供系统使用。供系统使用。（Read Only Memory)n内存的性能指标是内存的性能指标是:n容量容量 越大越好；目前在越大越好；目前在128MB8GB n速度速度 存取数据的速度；一般在存取数据的速度；一般在60 120 ns（毫微秒毫微秒10-9 s）内存储器插槽插槽内存条内存条n每个单元都对应一个地址

15、，以实每个单元都对应一个地址，以实现对单元内容的寻址。现对单元内容的寻址。内存单元的地址和内容内存单元的地址和内容1011011038F04H内存地址内存地址单元内容单元内容喂！赵刚是住在喂！赵刚是住在20312031房间吗？房间吗？内存操作n读读：将内存单元的内容取入：将内存单元的内容取入CPUCPU，原原单元内容不改变；单元内容不改变；n写写：CPUCPU将信息放入内存单元，单元将信息放入内存单元，单元中原来的内容被覆盖。中原来的内容被覆盖。n内存之外的存储器称为内存之外的存储器称为外存储器外存储器，外存储，外存储器不能被器不能被CPUCPU直接访问。外存储器通常指直接访问。外存储器通常指

16、磁磁盘、磁带、光盘盘、磁带、光盘等。磁盘又分为等。磁盘又分为软磁盘和软磁盘和硬磁盘硬磁盘。n有哪些常用外存储器？有哪些常用外存储器？外存储器磁盘存储原理v磁盘指在合金基板表面上涂上磁盘指在合金基板表面上涂上磁性材料磁性材料,利用单位利用单位面积内的磁场方向和强度面积内的磁场方向和强度存储存储0 0和和1 1v磁盘驱动器磁盘驱动器:磁盘是在磁盘驱动器的带动下工作的磁盘是在磁盘驱动器的带动下工作的v磁盘驱动器的功能是：磁盘驱动器的功能是：n控制磁盘的机械运动与磁头的定位，执行有关数据的传控制磁盘的机械运动与磁头的定位，执行有关数据的传输命令。输命令。n完成数据的完成数据的存取操作存取操作。n磁盘的

17、每个盘片的两个表面都涂附了磁盘的每个盘片的两个表面都涂附了一层磁性材料一层磁性材料，作为存储信息的介质。读写磁盘时，磁头直接接触作为存储信息的介质。读写磁盘时，磁头直接接触盘面盘面,感应感应磁场强度和方向磁场强度和方向。n为便于寻址，数据分布采取每个盘面划分出许多不为便于寻址，数据分布采取每个盘面划分出许多不同半径的同心圆，称为磁道，每条磁道上又划分出同半径的同心圆，称为磁道，每条磁道上又划分出等分的区段，称为等分的区段，称为扇区扇区。磁道和扇区都分别编号，。磁道和扇区都分别编号，便于管理便于管理。n磁盘容量计算公式磁盘容量计算公式?磁盘存储格式扇扇区区磁道磁道磁盘容量的计算公式n以软盘为例。

18、以软盘为例。3.53.5英寸高密度软盘，格式化后有英寸高密度软盘，格式化后有2 2个个面、每面面、每面8080个磁道，每个磁道个磁道，每个磁道1818个扇区，每个扇区个扇区，每个扇区存储存储512512个字节。个字节。n其存储容量为：其存储容量为：存储容量存储容量=2=280801818512=1.44512=1.44MBMB容量容量=记录面数磁道数记录面数磁道数/面扇区数面扇区数/道字节数道字节数/扇区扇区 硬磁盘硬磁盘（硬盘机）是一种主要的（硬盘机）是一种主要的外存储器外存储器。目前的。目前的微机一般都至少配备一台硬盘机微机一般都至少配备一台硬盘机 在硬盘里永久保存着计算机在硬盘里永久保存

19、着计算机系统工作系统工作必不可少的必不可少的程程序和重要数据序和重要数据,掉电后数据文件仍然存在掉电后数据文件仍然存在 硬盘具有硬盘具有容量较大、速度较快容量较大、速度较快（75007500转转1500015000转转/分）及可靠性较好等优点分）及可靠性较好等优点 目前标准配置硬盘目前标准配置硬盘20201TB1TB 保持使用环境的清洁保持使用环境的清洁 避免震动与冲击避免震动与冲击 避免频繁开关电源避免频繁开关电源硬盘使用注意事项硬盘使用注意事项硬盘n微机使用的小型硬盘机从外观上看是一个密封的金属盒子，微机使用的小型硬盘机从外观上看是一个密封的金属盒子，其中有若干片固定在同一个轴上、同样大小

20、、同时高速旋转其中有若干片固定在同一个轴上、同样大小、同时高速旋转的金属圆盘片的金属圆盘片n靠近每个盘片的两个表面各有一个读写磁头。这些磁头全部靠近每个盘片的两个表面各有一个读写磁头。这些磁头全部固定在一起，可同时水平移到磁盘的某个磁道位置固定在一起，可同时水平移到磁盘的某个磁道位置n硬盘片表面分为一个个同心圆磁道，每个磁道又分为若干扇硬盘片表面分为一个个同心圆磁道，每个磁道又分为若干扇区，数据是以扇区为单位存放在盘片上区，数据是以扇区为单位存放在盘片上,盘片旋转寻找扇区盘片旋转寻找扇区硬盘结构实际硬盘种类外置外置(活动活动)硬盘硬盘 内置内置(固定固定)硬盘硬盘硬盘变硬盘变U盘盘n光盘是利用

21、激光原理存储和读取信息的存储媒介光盘是利用激光原理存储和读取信息的存储媒介n利用激光束在铝反射层上凹坑和非凹坑反射差别来存取利用激光束在铝反射层上凹坑和非凹坑反射差别来存取0 0和和1 1n光盘具有光盘具有体积小、速度快、容量大、可靠性高体积小、速度快、容量大、可靠性高等特点。等特点。n性能指标：性能指标：n容量容量:在在600600MBMB几十几十GBGBn速度速度:1X:1X（一倍速）是一倍速）是150150KB/SKB/S，目前可达目前可达6060X X。n光盘驱动器类型光盘驱动器类型:n只读型只读型(CD-ROM)n追加型追加型(WORM)n可擦写型（可擦写型（RW-CD)不要用手触摸

22、盘面不要用手触摸盘面 不要重压，以免损坏变形不要重压，以免损坏变形 不要用硬物或金属划伤盘面不要用硬物或金属划伤盘面 不要用各种溶液擦洗盘面不要用各种溶液擦洗盘面 防止高温、潮湿、日光直射防止高温、潮湿、日光直射光盘使用注意事项光盘使用注意事项 常用的是只读型光盘常用的是只读型光盘CD-ROMCD-ROM 光盘刻录机是写光盘的设备光盘刻录机是写光盘的设备 后继产品后继产品DVD-ROMDVD-ROM。光盘光盘 compact disc read-only memoryn光盘的种类光盘的种类n主要技术指标：容量、主要技术指标：容量、传输率、传输率、读取时间读取时间 640MB 150KB/S(又

23、称又称1X)200400MS 40X 50X只读光盘只读光盘CDCDROMROM 640MB700MB640MB700MBDVDDVD数字视盘数字视盘digital video disc 4.7GB17.7GBdigital video disc 4.7GB17.7GB一次性刻录光盘一次性刻录光盘CDCDR 650MBR 650MB可擦写光盘可擦写光盘CDCDRWRW、MOMO光盘、光盘、PDPD光盘光盘 230 230MBMB、640MB640MB、1.5GB1.5GB光盘驱动器及光盘片可移动盘n“优盘优盘”是一种可读写的半导体是一种可读写的半导体存储器存储器闪速存储器（闪速存储器（Flas

24、h Memory）。性能指标：可擦写。性能指标：可擦写次数次数100万次以上，可保存万次以上，可保存10 年，年，存取速度比软盘快存取速度比软盘快15倍，容量在倍，容量在16MB 1GB，可望达到，可望达到10GB以上。以上。nUSBUSB硬盘是一种即插即用型移动式硬硬盘是一种即插即用型移动式硬盘（抗震性强）。性能指标：容量盘（抗震性强）。性能指标：容量1010GB80GBGB80GB。使用方法与优盘类似。使用方法与优盘类似。USBUSB指通用串行总线接口指通用串行总线接口内外存的区别CPUCPU直接访问直接访问CPUCPU间接访问间接访问存取速度较快存取速度较快存取速度较慢存取速度较慢数据暂

25、时存放数据暂时存放数据永久存放数据永久存放存储容量较小存储容量较小存储容量较大存储容量较大价格较高价格较高价格较低价格较低存储器系统n在一般计算机中主要有两种存储系统：在一般计算机中主要有两种存储系统：CacheCache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虚拟存储系统虚拟存储系统主存储器主存储器磁盘存储器磁盘存储器注：注：CacheCache存储主要是解决速度问题，要求快。存储主要是解决速度问题，要求快。注：虚拟存储主要是解决存储容量问题，要求存注：虚拟存储主要是解决存储容量问题，要求存储的数据量大。储的数据量大。高速缓冲存储器高速缓冲存储器内存储器内存储器磁盘存储器

26、磁盘存储器主存、cache和虚存的关系主存：运行程序和保存中间结果。主存：运行程序和保存中间结果。Cache 高速缓存：基于局部性原理，事先预测，高速缓存：基于局部性原理，事先预测，把要调入的程序存入缓存，希望命中率越高越好。把要调入的程序存入缓存，希望命中率越高越好。虚存：把磁盘的部分空间开辟为虚存。虚存：把磁盘的部分空间开辟为虚存。CPUCPU内存存放运行的程内存存放运行的程序和中间结果数据序和中间结果数据直接存取直接存取导入导出导入导出Cache Cache 存放存放使用频率高、使用频率高、要求响应速度要求响应速度快的数据快的数据导入导出导入导出虚存虚存 存放大存放大量处理数据，量处理数

27、据，解决转储问题解决转储问题微型机中的存储系统通用寄存器通用寄存器高高 速速 缓缓 存存主主 存存 储储 器器联联 机机 外外 存存脱脱 机机 外外 存存硬盘、光盘硬盘、光盘磁带、磁带、U U盘盘内存（动态存储器）内存（动态存储器）高速静态存储器高速静态存储器周期周期1 1nsns速度快速度快容量小容量小容量大容量大速度慢速度慢总线n基本概念基本概念n总线分类总线分类n常用系统总线标准常用系统总线标准n总线主要技术指标总线主要技术指标总线n总线总线 是连接计算机各部件的一簇公共信号线，是连接计算机各部件的一簇公共信号线，它是计算机中各个部件之间传送地址、数据和控它是计算机中各个部件之间传送地址

28、、数据和控制信息的公共通道。制信息的公共通道。nCPUCPU内部的总线称为内部的总线称为内部总线内部总线，CPUCPU、存储器和存储器和I/OI/O接口之间的总线称为接口之间的总线称为外部总线外部总线。总线分类CPUCPU总线总线 (包括地址总线包括地址总线 数据总线数据总线 控制总线控制总线)系统总线系统总线 (又称又称I/OI/O通道总线地址线通道总线地址线 数据线数据线 控制线控制线)外设总线外设总线 (指主机与外部设备接口的总线指主机与外部设备接口的总线)按层次结构按层次结构另一种总线分类按所处位置分另一种总线分类按所处位置分:CPUCPU片内总线片内总线 CPUCPU片外总线片外总线

29、片内总线片内总线:在在CPUCPU内部各部件之间传输数据的总线内部各部件之间传输数据的总线片外总线片外总线:在在CPUCPU外连接存储器和外连接存储器和I/OI/O设备的通路设备的通路总线工作示意图总线主要性能指标n总线位宽（总线位宽（bitbit）能同时传送的数据位数能同时传送的数据位数n总线的工作频率总线的工作频率 决定了流量（决定了流量（MHzMHz）n总线带宽（总线带宽（B/SB/S）单位时间内总线上可传送的数据量单位时间内总线上可传送的数据量n总线的发展趋势是位数越来越宽（从总线的发展趋势是位数越来越宽（从8 8位发展到位发展到6464位），传输速率越来越快位），传输速率越来越快（从

30、（从1616MB/sMB/s发展到发展到1 1GB/sGB/s）。）。现代微机中多总线结构示意图 北桥北桥CPU磁盘控制器磁盘控制器南桥南桥PCI接口卡接口卡主存储器主存储器PCI总线总线声效卡声效卡MODEM卡卡ISA接口卡接口卡AGP总线总线存储器总线存储器总线AGP显卡显卡ISA总线总线前端总线前端总线网络卡网络卡USB卡卡键盘、鼠标、串并行口键盘、鼠标、串并行口IBM 公司 8/16位标准总线、数据传输率为8MB/sIntel 32/64位标准总线。适应性强、速度快、数据传输率为133MB/s。一种专为提高视频带宽而设计的总线规范。32位,266MB/S微机总线分类CPUCPU总线总线

31、微机微机总线总线结构结构地址总线（地址总线（AB Address BusAB Address Bus）数据总线（数据总线（DB Data BusDB Data Bus）控制总线（控制总线（CB Control BusCB Control Bus）系统总线系统总线外部总线外部总线32位位|64位位地址总线地址总线数据总线数据总线控制总线控制总线连接连接CPU与外与外围控制芯片，围控制芯片，如主存如主存连接连接CPU与接口卡与接口卡IDE IDE 集成设备电子部件集成设备电子部件EIDE EIDE 增强型增强型IDEIDESCSI SCSI 小型计算机系统接口小型计算机系统接口USB USB 通用

32、串行总线接口通用串行总线接口IEEE 1394IEEE 1394AGP 扩展图形端口扩展图形端口PCI 外设互联总线外设互联总线ISA 工业标准体系结构总线工业标准体系结构总线连接主机与连接主机与外部设备外部设备输入/输出接口nCPUCPU和外存储器以及输入输出设备之间不能直和外存储器以及输入输出设备之间不能直接交换数据，必须通过接交换数据，必须通过“接口接口”设备来转接。设备来转接。接口分类n串行接口串行接口 同一时间传送一位、效率低；适合远距离同一时间传送一位、效率低；适合远距离传输。例如，传输。例如，RS-232RS-232串口、打印机、鼠标接口。串口、打印机、鼠标接口。n并行接口并行接

33、口同一时间传送多位同一时间传送多位,传输速度快、效率高。传输速度快、效率高。n输入接口输入接口 键盘键盘n输出接口输出接口 打印机打印机n模拟接口模拟接口 Modem Modem 调制解调器输出调制解调器输出n数字接口数字接口 Modem Modem 调制解调器输入调制解调器输入PCI扩展插槽nPCI扩展插槽扩展插槽 接插各种扩充设备接插各种扩充设备;例如例如网卡、声卡、多功能卡、电视卡等。网卡、声卡、多功能卡、电视卡等。USP接口串行接口声卡、Midi接口12V电源接口电源接口IDE接口IDE 集成设备电子部件，连接硬、软盘、光盘等接口要解决的问题n速度速度匹配匹配 CPU高速度与高速度与I

34、/O设备低速度的匹配，通过缓冲区设备低速度的匹配，通过缓冲区来解决来解决 n信号信号的驱动能力的驱动能力 CPU需要的是低电平需要的是低电平15V，而外设需要高而外设需要高电平，通过电平转换器、驱动器解决电平，通过电平转换器、驱动器解决 n信号信号形式和电平的匹配形式和电平的匹配 CPU只处理数字信号，外设的信号形只处理数字信号，外设的信号形式有多种，如模拟信号，数字信号和模拟信号之间的转换，式有多种，如模拟信号，数字信号和模拟信号之间的转换，即即A/D、D/A n信息格式问题信息格式问题 CPU总线传送的是总线传送的是8、16、32位并行二进制数位并行二进制数据，而外设使用的数据格式、方式可

35、能不同据，而外设使用的数据格式、方式可能不同n时序时序匹配匹配 CPU的操作是在统一的时钟信号作用下完成的，而的操作是在统一的时钟信号作用下完成的，而外设的定时和控制逻辑有所不同外设的定时和控制逻辑有所不同主机系统的主板nCPUCPU插座插座n芯片组芯片组（固定在主板上的一组超大规模集成电路（固定在主板上的一组超大规模集成电路芯片总称，南桥、北桥）芯片总称，南桥、北桥）n内存插槽内存插槽n系统系统BIOSBIOS（含上电自检、系统初始化、系统设置）（含上电自检、系统初始化、系统设置）nCMOSCMOS（存储系统配置信息）（存储系统配置信息）n总线扩展槽总线扩展槽n串行、并行接口串行、并行接口

36、主机的大部分部件主要安装在主机的大部分部件主要安装在主机板主机板上。例如上。例如CPUCPU、内存、时钟发生器等重要部件和电路都安内存、时钟发生器等重要部件和电路都安装在主板上。装在主板上。内存条插槽内存条插槽芯片组芯片组（南桥（南桥、北桥）、北桥）BIOSBIOS芯片芯片存放与主板匹存放与主板匹配的基本输入配的基本输入/输出程序。输出程序。CPUCPU插座插座串行接口串行接口COM1,COM2COM1,COM2连接连接串行鼠标和串行鼠标和ModemModem等设备等设备AGPAGP扩展槽扩展槽 加速图形接口加速图形接口PCIPCI扩展槽扩展槽CMOSCMOS电池电池为为CMOSCMOS电路电

37、路提供电源提供电源系统主板 系统主板常用外部设备n输入输出系统的特点输入输出系统的特点n基本输入输出方法基本输入输出方法n常用外部设备的工作原理常用外部设备的工作原理输入输出系统组成I/OI/O系统系统输入输出设备输入输出设备输入输出接口输入输出接口输入输出软件输入输出软件nI/OI/O设备可按传输方式划分：字符设备和块设备设备可按传输方式划分：字符设备和块设备n字符设备字符设备 以字符为单位传输的设备，如：键盘以字符为单位传输的设备，如：键盘n块设备块设备 以块为单位传输的设备，如：磁盘以块为单位传输的设备，如：磁盘n按速度可划分为：高速设备和低速设备。按速度可划分为：高速设备和低速设备。n

38、高速设备高速设备 例如光盘等；例如光盘等；n低速设备低速设备 例如打印机等。例如打印机等。n常用常用I/OI/O设备有：设备有：n输入设备输入设备 键盘、鼠标器、扫描仪、数码像机键盘、鼠标器、扫描仪、数码像机n输出设备输出设备 显示器、打印机、绘图仪显示器、打印机、绘图仪常用输入输出设备n标准输入设备。用于编辑程序、输入数据、发出命令等操作标准输入设备。用于编辑程序、输入数据、发出命令等操作n键盘按键字数分为：键盘按键字数分为：101101104104键键盘键键盘n键盘中的每个按键通过电路与计算机内部的扫描码一一对应，键盘中的每个按键通过电路与计算机内部的扫描码一一对应，再由扫描码转换成再由扫

39、描码转换成ASCIIASCII码码小键盘区小键盘区功能键区功能键区控制键区控制键区主键盘区主键盘区键盘KEYBOARDnWindowsWindows操作环境下的标准输入设备。用于操作环境下的标准输入设备。用于选择窗口、菜单、控件等操作。选择窗口、菜单、控件等操作。n鼠标器分机械式和光电式。鼠标器分机械式和光电式。n鼠标的一个主要技术参数是分辨率（鼠标的一个主要技术参数是分辨率（dpidpi），），即鼠标每移动即鼠标每移动1 1英寸所能测出的点数。一般英寸所能测出的点数。一般鼠标的分辨率为鼠标的分辨率为200200400400dpidpi。n操作方法极其简单。主要有操作方法极其简单。主要有4 4

40、种形式的操作：种形式的操作：n左键单击左键单击 选择对象选择对象n右键单击右键单击 击活快捷菜单击活快捷菜单n左键双击左键双击 执行选择的对象执行选择的对象n左键拖动左键拖动 移动选择的对象移动选择的对象左键左键右键右键滚轮滚轮鼠标器MOUSEn标准输出设备。用于显示交互式操作的对话框及操作结果，标准输出设备。用于显示交互式操作的对话框及操作结果，是人机对话的主要界面是人机对话的主要界面n显示器用分辨率来衡量其性能，即屏幕画面的清晰度是由横、显示器用分辨率来衡量其性能，即屏幕画面的清晰度是由横、竖交叉点（像素）的多少来衡量。显然，像素点越密，图像竖交叉点（像素）的多少来衡量。显然，像素点越密，

41、图像就越清晰就越清晰n亮度、色彩、对比度也是显示器的性能指标亮度、色彩、对比度也是显示器的性能指标像素点像素点显示器MONITOR 纯屏显示器纯屏显示器液晶屏显示器液晶屏显示器显示器图片n显示器显像原理与电视机的类似。屏幕上的文字或图形显示器显像原理与电视机的类似。屏幕上的文字或图形是由一个个像素点组成的是由一个个像素点组成的n今天计算机使用的大都是高分辨率图形显示器，常见分今天计算机使用的大都是高分辨率图形显示器，常见分辨率有辨率有800800600600，10241024768768，1280128010241024等多种等多种n分辨率越高，显示的图像越清晰、逼真分辨率越高，显示的图像越清

42、晰、逼真n显示器的适配器又称显示卡，显示器必须配备显示卡才显示器的适配器又称显示卡，显示器必须配备显示卡才能完成其显示功能。常用显示卡的标准为能完成其显示功能。常用显示卡的标准为:nESAESA增强型图形适配器，增强型图形适配器，640640480480、1616色色nVGAVGA视频图形阵列，视频图形阵列，640 640480480、256256色色nSVGASVGA超级超级VGAVGA型，分辨率可达型，分辨率可达1280128010241024，真彩色（真彩色（16.7 16.7M M色色)显示器n打印机是输出设备，它将输出结果在打印纸上印出打印机是输出设备，它将输出结果在打印纸上印出n微

43、机配备的打印机一般分为：微机配备的打印机一般分为：n点阵打印机点阵打印机 它的打印头是由若干行和列根打印针及驱动电路组成它的打印头是由若干行和列根打印针及驱动电路组成(16(16针、针、2424针等针等),),缺点缺点:速度慢、噪声大；速度慢、噪声大；n喷墨打印机喷墨打印机 是非击打式打印机，它将墨水通过喷墨管喷射到打印纸是非击打式打印机，它将墨水通过喷墨管喷射到打印纸上，优点是：低噪声、质量好、价格低；上，优点是：低噪声、质量好、价格低；n激光打印机激光打印机 采用激光和电子放电技术，通过静电吸附墨粉后在纸上采用激光和电子放电技术，通过静电吸附墨粉后在纸上印出。它的主要特点是：速度快、分辨率

44、高、无噪声、打印质量好、印出。它的主要特点是：速度快、分辨率高、无噪声、打印质量好、但价格较高。但价格较高。n打印机输出过程：打印机输出过程：n英文字符英文字符 打印机中有一个打印机中有一个“字符发生器字符发生器”，打印时，将字符自动，打印时，将字符自动转换成点阵信息印出；转换成点阵信息印出；n汉字字符汉字字符 采用类似方式将采用类似方式将“汉字库汉字库”存放于打印机中，打印时，存放于打印机中，打印时，将汉字机内码自动转换成汉字点阵码印出。将汉字机内码自动转换成汉字点阵码印出。打印机PRINTER HP激光打印机HP激光打印机彩色打印机综合打印机 打印机的打印机的分辨率分辨率 点阵打印机常见的

45、分辨率为每点阵打印机常见的分辨率为每英寸英寸180180个点或个点或300300个点，记为个点，记为180180dpidpi（或或300300dpidpi）。）。常用的小型激光或喷墨打印机的分辨常用的小型激光或喷墨打印机的分辨率为率为300300600600dpidpi。打印机的打印机的幅面宽度幅面宽度 一般打印副宽为一般打印副宽为8080个字符或个字符或132132个字符。一般的打印幅面为个字符。一般的打印幅面为A4A4型标准纸张。型标准纸张。打印速度打印速度 点阵打印机用每秒打印字符来表示，点阵打印机用每秒打印字符来表示，一般每秒一般每秒300300个字符，记为个字符，记为300300cpscps。激光打印机以激光打印机以页面计数，每分钟输出几页到几十页，记为页面计数，每分钟输出几页到几十页，记为ppmppm。打印机性能指标n电源电源 为计算机及外部设备提供电源动力。为计算机及外部设备提供电源动力。电源计算机主要性能指标n主频主频n内存容量内存容量n硬盘容量硬盘容量n显示器（大小、色彩、液晶、显存）显示器（大小、色彩、液晶、显存）n光盘驱动器（容量、倍速、刻录）光盘驱动器（容量、倍速、刻录）第2 2章作业n制定一个购机方案，并对该方案进行评制定一个购机方案，并对该方案进行评价（自己确定购机人群）价（自己确定购机人群）