《計算機硬件系統(tǒng)》ppt課件

1、1,第2章 微型計算機硬件系統(tǒng),主要內(nèi)容2.1 主機系統(tǒng)2.2 外存儲器2.3 輸入輸出設(shè)備2.4 個人計算機配置,2,第2章 微型計算機硬件系統(tǒng),微型計算機主要是指個人電腦PC(Personal Computer)，微型計算機系統(tǒng)的基本硬件配置有主機、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等。,3,2.1 主機系統(tǒng),中央處理器（CPU）主板內(nèi)存儲器 輸入/輸出接口總線,,4,一. 中央處理器,1. 中央處理

2、器（CPU），又稱為微處理單元（MPU）2. 主要組成 1) 運算器 2) 控制器 3) 寄存器組,5,3. 主要技術(shù)指標(biāo) 1)主頻: (Mhz) 2)外頻: CPU與周邊設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的頻率，具體是指CPU到芯片組之間的總線速度 3) 字長: 32位，64位等 4) 執(zhí)行速度: (MIPS，百萬個指令每秒) 5) 指令系統(tǒng): CISC(復(fù)雜指令集計算機), RISC(精簡指令集計算機)

3、6) Cache: 高速緩沖存儲器，介于CPU和內(nèi)存之間,一. 中央處理器,6,主板上集成了計算機的主要電路系統(tǒng)，并具有各種擴展插槽 CPU插座 內(nèi)存插槽 主板芯片組 CMOS芯片：存放系統(tǒng)基本配置信息的CMOS部分和存放系統(tǒng)基本輸入/輸出信息的BIOS 軟硬盤插槽 其他,二. 主板,7,二. 主板,8,在一般計算機中主要有兩種存儲系統(tǒng),Cache存儲系統(tǒng),主存儲器高速緩沖存儲器,硬件存儲系統(tǒng),主存儲器磁盤存儲器,,,三

4、. 內(nèi)存儲器,9,三. 內(nèi)存儲器,(1) 特點存取速度較快，容量相對較小，(2) 分類 1) 隨機存取存儲器(RAM) 系統(tǒng)關(guān)機后其存放的信息會丟失2) 只讀存儲器(ROM) 系統(tǒng)關(guān)機后其存放的信息不會丟失,10,三. 內(nèi)存儲器,其他形式的只讀存儲器：可編程只讀存儲器PROM可擦除的可編程的只讀存儲器E-PROM 閃存（flash）ROM CMOS (Complementary meta

5、l oxide互補金屬氧化物半導(dǎo)體)存儲器,11,三. 內(nèi)存儲器,12,四. 系統(tǒng)總線（BUS）,(1) 各部件之間傳輸信息的通道。(2) 按層次結(jié)構(gòu)分類 1) CPU總線: 地址總線（AB） 數(shù)據(jù)總線（DB） 控制總線（CB）2) 系統(tǒng)總線: I/O通道，也有３類,13,四. 系統(tǒng)總線（BUS）,14,四. 系統(tǒng)總線（BUS）,數(shù)據(jù)總線DB雙向，DB寬

6、度稱為字長，傳輸數(shù)據(jù)信號地址總線AB單向，AB寬度決定最大內(nèi)存容量，傳輸?shù)刂沸畔⒖刂瓶偩€CB單向，但必須成對出現(xiàn)，傳輸控制信號,內(nèi)存分為許多存儲單元，每個存儲單元都有一個唯一的編號，這個編號就叫做地址。,15,3) 外部總線:主機與外設(shè)的接口IDEEIDESATASCSI（小型計算機系統(tǒng)接口）USB(通用串行總線)IEEE 1394,主要用于硬盤、光驅(qū)等設(shè)備接口,可連接多種外設(shè),,,四. 系統(tǒng)總線（BUS）,

7、16,2.3 外存儲器,聯(lián)機外存 ——脫機外存,硬磁盤,軟磁盤光盤可移動磁盤……,,,17,一.軟盤驅(qū)動器與軟盤存儲器,1.軟盤驅(qū)動器特點：存儲容量低（只有1.44MB）、存取速度慢、便于保存、攜帶和交換；組成：軟磁盤系統(tǒng)由軟盤、軟盤驅(qū)動器和軟驅(qū)適配器組成；作用：用于讀取軟盤上的數(shù)據(jù)。 從功能上講，軟盤驅(qū)動器是由盤片驅(qū)動系統(tǒng)、磁頭定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)讀寫抹電路系統(tǒng)和狀態(tài)檢測系統(tǒng)等四部分組成的。,18,一.

8、軟盤驅(qū)動器與軟盤存儲器,2.軟磁盤存儲器:以扇區(qū)為存儲單位用柔軟的聚醋酸材料制成圓形底片，在兩個表面涂有磁性材料(1)塑料外殼：由ABS塑料注塑而成，耐沖擊、抗彎曲、起保護盤片的作用。(2)金屬環(huán)：它與驅(qū)動器主軸精密配合以帶動盤片隨主軸轉(zhuǎn)動。(3)盤片：是磁盤的核心，記錄數(shù)據(jù)的載體，它在塑料外殼內(nèi)。(4)快門：當(dāng)磁盤插入時軟驅(qū)時，快門自動打開，露出讀寫窗口以便磁頭讀寫。(5)寫保護：處于寫保護狀態(tài)時只能讀出數(shù)據(jù)而不能進行寫入

9、操作。,19,寫保護孔打開時不能寫入,20,一.軟盤驅(qū)動器與軟盤存儲器,§ 分兩個面、間隔相等的同心圓劃分磁道、圓心角相等的扇形（稱扇區(qū)）。扇區(qū)字節(jié)數(shù)為512B。0磁道在外圈，最里圈79道。,磁面（Side）磁道（Track）扇區(qū)（Sector）,§ 軟盤存儲容量=磁盤面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512即：2×80×18×512=1474560B=1.4

10、MB（習(xí)慣稱1.44MB),每扇區(qū)存儲的信息量均為512B,21,二.硬盤驅(qū)動器與硬盤存儲器,1. 磁盤工作原理信息存儲格式 1) 記錄面 = 磁頭數(shù) 2) 磁道: 3) 柱面： 4) 扇區(qū)：每個扇區(qū)容量: 512字節(jié),22,硬盤存儲容量 計算公式：扇區(qū)容量×扇區(qū)數(shù)×柱面數(shù)×磁頭數(shù)例：已知某硬盤磁頭數(shù)為16，柱面數(shù)為4096，扇區(qū)數(shù)為63硬盤容量= 512×63×4

11、096×16 ＝2.1GB,二.硬盤驅(qū)動器與硬盤存儲器,硬盤,23,2.硬盤的結(jié)構(gòu)：硬盤外部結(jié)構(gòu) ：接口：包括電源接口插座和數(shù)據(jù)接口插座兩部分控制電路板：它包括主軸調(diào)速電路、磁頭驅(qū)動與伺服定位電路、讀寫電路、高速緩存、控制與接口電路、ROM芯片、緩存（Cache）等 硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)：由磁頭、盤片、主軸、電機、接口及其他附件組成 磁頭驅(qū)動機構(gòu)盤片：盤片是硬盤存儲數(shù)據(jù)的載體主軸

12、組件：包括主軸部件如軸承和馬達等,二.硬盤驅(qū)動器與硬盤存儲器,24,3.硬盤參數(shù)：容量數(shù)據(jù)傳輸率 平均尋道時間 硬盤高速緩存 硬盤主軸轉(zhuǎn)速 單碟容量,二.硬盤驅(qū)動器與硬盤存儲器,柱面數(shù) 磁頭數(shù) 登陸區(qū) 扇區(qū)數(shù),25,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,1.光驅(qū)(CD-ROM)的發(fā)展歷程第一代光驅(qū)：標(biāo)準(zhǔn)型 第二代光驅(qū)：提速型 第三代光驅(qū)：發(fā)展型第四代光驅(qū)：成熟型,26,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,2.光盤驅(qū)動器的分類

13、(1) 只讀光盤驅(qū)動器 CD-ROM(2) 一次可寫光盤驅(qū)動器 CD-R (3) 可擦寫光盤驅(qū)動器 CD-R/W(4) DVD光盤驅(qū)動器,27,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,3.光驅(qū)的結(jié)構(gòu)由外托架、激光頭、旋轉(zhuǎn)馬達、內(nèi)部機芯、程序芯片、Fireware（固件）等組成主要分控制面板（圖2-13）和內(nèi)部部件兩大部分其中內(nèi)部機芯、程序芯片是決定光驅(qū)性能的主要部分,28,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,光驅(qū)的工作原理由激光頭發(fā)出激光，根

14、據(jù)反射信號來確定數(shù)據(jù)凸凹區(qū)域的跳變來表示數(shù)據(jù)“1”凸凹跳變之間的區(qū)域表示數(shù)據(jù)“0”，根據(jù)區(qū)域長度來確定“0”的個數(shù)光驅(qū)讀取數(shù)據(jù)的方式有CLV（恒定線速度）和CAV（恒定角速度）兩種,29,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,光盤數(shù)據(jù)能否被準(zhǔn)確地讀出主要取決于三個主要因素：磁道聚焦，即聚焦于適當(dāng)磁道的能力 徑向聚焦，光束停留于某一磁道的能力 恒定的速率——從螺旋狀磁道上得到的恒定讀出速率,30,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,4.光盤的分

15、類按照物理格式劃分 按照應(yīng)用格式劃分 按照讀寫限制劃分 按照工作原理的不同,31,三.光盤驅(qū)動器與光盤存儲器,5. CD光盤的物理構(gòu)造CD（Compact Disc）意為高密盤，稱之為CD光盤，通過光學(xué)方式來記錄和讀取二進制信息的,32,四.移動存儲設(shè)備,移動存儲器：存儲數(shù)據(jù)后可以隨意移動、攜帶且即插即用的存儲器產(chǎn)品 USB移動硬盤U盤閃存卡（Flash Memory）(1) CF卡（Compact Flash）(

16、2) SM卡（Smart Media）(3) 記憶棒（Memory Stick）(4) MMC卡（Muliti Media Card）(5) SD卡（Secure Digital）,33,2.3 輸入、輸出設(shè)備,輸入設(shè)備：外界信息(數(shù)據(jù)、程序、命令及各種信號)送入計算機的裝置 1.鍵盤2.鼠標(biāo)3.掃描儀4.其他輸入設(shè)備,34,2.3 輸入、輸出設(shè)備,輸出設(shè)備：將計算機處理和計算后所得的結(jié)果以一種人們便于識別的形式(如字符、

17、數(shù)值和圖表等)記錄、顯示或打印出來的設(shè)備 1.顯示器、顯卡2.打印機多媒體設(shè)備及其他輸入、輸出設(shè)備,35,2.4 個人計算機配置(自學(xué)),36,主要部件的選購CPU的選購：考慮價格的同時，兼顧架構(gòu)類型、緩存大小等主板的選購：前端總線頻率(是否和CPU相符)、擴展性能、品質(zhì)（材質(zhì)）等內(nèi)存的選購：時鐘頻率、通道類型等硬盤的選購：接口類型、讀寫速率、容量、售后等顯卡的選購：應(yīng)用需求、性能、顯存頻率和大小等顯示器的選購：類型