1、第2章 计算机组成原理,主讲教师：刘建华,引言 信息的基本单位 比特(bit),什么是比特？,比特（bit，binary digit的缩写）中文翻译为“二进位数字”、“二进位” 或简称为 “位” 比特只有 2 种取值：0，1 比特是组成数字信息的最小单位 数值、文字、符号、图像、声音、命令都可以使用比特来表示，其具体的表示方法就称为“编码”或“代码”,例 用比特表示图像,比特在计算机中如何表示？,在计算机中表示二进位的方法： 电路的高电平状态或低电平状态(CPU) 电容的充电状态或放电状态(RAM) 两种不同的磁化状态(磁盘) 光盘面上的凹凸状态(光盘) ,例1：CPU内部二进位信息的表示,C
2、PU内部通常使用高电平表示1，低电平表示0,磁盘表面微小区域中，磁性材料粒子的两种不同的磁化状态分别表示0和1,例2：磁盘存储器中比特的表示,存储容量的计量单位,8个比特1个字节（byte，用大写B表示） 计算机内存储器容量的计量单位： KB: 1 KB=210字节=1024 B （千字节） MB: 1 MB=220字节=1024 KB（兆字节） GB: 1 GB=230字节=1024 MB（吉字节、千兆字节） TB: 1 TB=240字节=1024 GB（太字节、兆兆字节） 外存储器容量经常使用10的幂次来计算： 1MB103 KB 1 000 KB 1GB106 KB 1 000 000
3、KB 1TB 109 KB = 1 000 000 000 KB,2.1 计算机的组成与分类,2.1.1 计算机的发展与作用,什么是计算机？,计算机是一种工具 不是交通运输工具 不是机械加工工具 不是工具 计算机是一种信息处理工具,对计算机的简单描述,计算机(电脑)是一种能够接收信息，并按照存储在其内部的程序（程序表达了某种规则）对输入信息进行处理，并产生输出结果的高度自动化的数字电子设备。,计算机有哪些特性？,计算机的特性： （1）速度快 （2）存储容量大 （3）通用性好 不仅能处理数字和文字，而且能对图像、声音等多种形式的信息进行处理 不仅能进行数学运算，而且能进行逻辑运算 不仅能进行运算
4、，而且具有信息的获取、存储、传输、展现等功能 （4）计算机与计算机具有互连、互通和互操作的能力,计算机的发展,世界上的第一台电子计算机,1946年2月，世界上第一台电子计算机 ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学问世。它的出现，开创了一个计算机时代，引发了一场由工业化社会发展到信息化社会的新技术产业革命浪潮，从此揭开了人类历史发展的新纪元。,第1台数字电子计算机,1946年ENIAC计算机公布ENIAC（电子数字积分机与计算机）： 研制单位：美国宾夕法尼亚大学 用 途： 军事计算 运算速度：5000次/秒 体积价格：170平方米，30吨，140千瓦，40万美元,计算机的分代(按使用的元器件),计算
5、机的分代(按使用的元器件),第三代（约1965-1973）中小规模集成电路(SSI,MSI)计算机 速度：几十万次几百万次/秒 内存：半导体存储器 高级语言, OS, DBMS,第四代（1974年起）大规模(LSI)和VLSI计算机速度：几百万次亿次/秒内存：半导体存储器软件工程，分布式处理等,2.1.2 计算机的组成,计算机是一个复杂系统,计算机硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称,计算机软件是指在计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档,计算机硬件的逻辑结构 1,经典计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）,（注：逻辑结构意指概念上（即功能上）的结构）,冯诺依曼(John von
6、eumann) 美籍匈牙利科学家，现代计算机之父，率先奠定了现代计算机的基本结构。,计算机硬件的逻辑结构 2,现代计算机的逻辑结构,与经典计算机结构相比的3个变化： 集中控制分散控制 存储器内存储器外存储器 通过CPU通信通过总线进行通信,(1) 输入设备,输入(input)的双重含义： 1.把信息送入计算机的过程; 2.向计算机输入的内容 输入设备(input devices) 功能：用来向计算机输入信息 输入设备有多种，例如: 键 盘 输入文字、符号和命令 鼠标器输入鼠标器移动的位置信息及按钮命令 扫描仪输入图片 麦克风输入声音 输入设备的共性：不论信息的原始形态如何，输入到计算机中的信息
7、都使用二进位来表示,(2) 中央处理器(运算控制器),什么是处理器(processor)？ 能高速执行指令，完成二进制数据的算术或逻辑运算和数据传送等操作的部件，特点是： 由数字电路组成，结构非常复杂 所有电路都制作在大规模集成电路芯片上(仅几个平方厘米)，称为“微处理器” (microprocessor),Intel 4004 chip,Intel 8080 chip,什么是中央处理器(CPU)？,计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同的分工和任务 用于执行系统软件和应用软件的处理器称为CPU，CPU是计算机必不可少的核心组成部件 多数个人计算机只有1个CPU，但有一些计算机包含有2个、4
8、个、8个甚至成百上千个CPU 问题： 除了CPU之外，计算机中还有哪些处理器？,(3) 存储器,功能： 储存以二进位形式表示的程序和数据 分类：内存储器/外存储器,(4) 输出设备,输出(output)的双重含义： 1.把信息送出计算机的过程; 2.从计算机输出的内容 输出设备(output devices) 功能：从计算机输出信息 输出设备有多种，例如: 显示器输出文字、符号和图形 打印机打印文字、符号和图形 扬声器输出声音 (多数)输出设备的共性：把计算机中的二进位信息转换成人可感知的形式(文字、符号、图形、声音等),(5) 总线(bus),功能： 用于连接CPU、内存、外存和各种I/O设
9、备并在它们之间传输信息的一组共享的传输线及其控制电路 分类： CPU总线（或前端总线） ：用于连接CPU和内存的总线 I/O总线：连接内存和I/O设备（包括外存）的总线,2.1.3 计算机的分类,计算机的分类（1）,按内部逻辑结构分类 8位/16位/32位/64位 单CPU/多CPU 按性能和价格分类 巨型计算机 (supercomputer) 大型计算机 小型计算机 个人计算机 (personal computer) 笔记本PC 台式PC 工作站 (workstation),曙光4000A巨型计算机,计算机的分类（2）,按计算机服务的对象和作用划分：,2.1.4 微处理器 和嵌入式计算机,什
10、么是微处理器？,微处理器（P ）是使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的电子部件，例如:,P是各种类型计算机的核心组成部分 用于执行系统软件和应用软件的P 称为“CPU” 目前几乎所有计算机的CPU使用的都是微处理器 除了用作CPU的通用微处理器之外， 还有许多专用的微处理器产品：绘图处理器、通信处理器等,微处理器的发展非常迅速,什么是嵌入式计算机？,把运算器、控制器、存储器、输入/输出控制、接口电路全都集成在一块芯片上，这样的超大规模集成电路称为“单片计算机”或“嵌入式计算机” 用途举例：内嵌在其他设备中作为信息处理的核心装置，例如 数码相机、MP3播放器、手机、计算机外围设备、
11、汽车、机顶盒等 特点： 功能固定、专用，软件固化在芯片上，通常不能改变 大多应满足实时信息处理的要求 以最低成本满足应用要求 能适应恶劣工作环境,2.2 CPU的逻辑结构 与工作原理,2.2.1 CPU的逻辑结构 2.2.2 指令与指令系统 2.2.3 CPU的性能指标,2.2.1 CPU的逻辑结构,冯诺依曼计算机的结构与原理,(1) 计算机的工作由程序控制，程序是一个指令序列，指令是能被计算机理解和执行的操作命令； (2) 程序(指令)和数据均以二进制编码表示，均存放在存储器中； (3) 存储器中存放的指令和数据按地址进行存取 ； (4) 指令是由CPU一条一条顺序执行的。,中央 处理器,“
12、存储程序控制” 原理,将问题的解算步骤编制成为程序，程序连同它所处理的数据都用二进位表示并预先存放在存储器中 程序运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据，按指令操作码的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止,CPU的任务,CPU主要由运算器（ALU）、控制器和寄存器组3个部分组成 CPU的主要任务是执行指令，它按指令的规定对数据进行操作,指令是什么？,指令就是命令，它用来规定CPU执行什么操作。指令是构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成的 指令采用二进位表示，大多数情况下，指令由两个部分组成：,指出CPU应执行何种操作的一个命令词，例如加、减、乘、除、取数、存数等,
13、指出该指令所操作(处理)的数据或者数据所在位置,举例: 10 02 06,把02存储单元和06存储单元中的内容相加，和数保存在02单元,指令及其格式,指令的格式： 操作码用几位表示？(多少种不同的操作功能) 操作数地址是2个还是3个？ R1R3+R5 R1R1-R3,指令在计算机中的执行过程,取指令：CPU的控制器从存储器读取一条指令并放入指令寄存器 指令译码：指令寄存器中的指令经过译码，决定该指令应进行何种操作、操作数在哪里 执行指令 3.1 取操作数 3.2 进行运算 修改指令计数器，决定下一条指令的地址,1 取指令,4 修改指令计数器,3 执行指令,2 指令译码,指令执行周期,问题：CP
14、U的时钟频率(主频)与指令执行速度是什么关系？,关于指令系统,CPU可执行的全部指令称为该CPU的指令系统，即它的机器语言 指令应该简单，简单才能提高速度!,关于CPU的兼容性,不同公司生产不同的CPU产品： Intel公司：Pentium系列、赛扬系列 、至强等 AMD公司：独龙、闪龙、炫龙等 IBM公司：Power5、Power6等（苹果的Macintosh使用） SUN公司：Ultra SPARC处理器 HP公司： PA-RISC、Itanium 处理器 同一公司同一系列的CPU具有向下（前）兼容性： A计算机（使用新型号CPU）的程序不能在B计算机（使用老型号CPU）上运行， B计算机
15、的程序却能在A计算机上运行 不同公司的不同CPU产品其指令系统不同，它们互相不兼容： A计算机的程序不能在B计算机上直接运行， B计算机的程序也不能在A计算机上直接运行,2.2.3 CPU的性能指标,如何衡量CPU的性能？,计算机的性能主要表现在程序执行速度的快慢，它由许多因素决定，例如CPU、内存、硬盘、显卡等，但通常CPU是主要因素 CPU性能高低的主要指标是CPU的速度，有2种衡量方法： 计算每秒钟可执行的指令数目（单位：MIPS、MFLOPS） 使用常用软件（办公软件、数字媒体处理软件和3D游戏等）的执行速度来衡量CPU的性能,影响CPU性能的主要因素(之一),CPU的字长（位数） 目
16、前PC使用的CPU大多是32位处理器，新一代的PC机将使用64位处理器 主频（CPU时钟频率） 主频提高，CPU的处理速度通常也会加快 CPU总线（前端总线）的速度 CPU总线速度决定了CPU与内存间数据传输速度的快慢 高速缓存（cache）的容量与结构 cache容量越大、级数越多，其效用就越显著,影响CPU性能的主要因素(之二),CPU的指令系统 指令的格式和功能会影响程序的执行速度 CPU的逻辑结构 CPU包含的定点运算器和浮点运算器数目等,Pipelining and Parallel Processing,1. 指令排队等候进入CPU处理,并行处理,提高计算机速度的有效途经,(包含3
17、个内核),2.3 PC机的主机,2.3.1 主板、芯片组与BIOS 2.3.2 内存储器 2.3.3 I/O总线和I/O接口,台式PC的物理组成,台式机,2.3.1 主板、芯片组与BIOS,台式PC机(立式)的主机箱,(1) 主板,主板的作用：安装所有的电子器件、电路与连接件 主板安装内容：见上图 ROM BIOS：存放最基础的软件基本输入/输出系统(BIOS) CMOS存储器：存放系统的基本参数（日期、时间、口令等）,例：华硕P4T主板照片,(2) 芯片组的作用,芯片组举例,芯片组的作用： 是PC机各组成部分相互连接和通信的枢纽 北桥芯片： 1. 存储器控制功能；2. 连接CPU、存储器、显
18、卡、南桥芯片的枢纽 南桥芯片： 1. 多种I/O设备的控制功能；2. I/O总线(PCI总线) 功能；3. 提供了各种I/O接口,关于芯片组的一些说明,芯片组与CPU芯片同步发展，有什么样功能和速度的CPU，就有什么样的芯片组与之配套 由于集成电路集成度越来越高，为降低系统成本，芯片组中集成了越来越多的功能，包括网卡、显卡、声卡等功能 芯片组产品： Intel芯片(如865、915、945、955、975系列等） VIA（威盛，中国台湾） nVIDIA（美国） ATI（加拿大） AMD（美国）,(3) BIOS,什么是BIOS （Basic Input/Output System） ？ 中文名
19、为“基本输入/输出系统”，它是存放在主板上只读存储器（ROM）芯片中的一组机器语言程序 功能： 诊断计算机故障 启动计算机工作 控制基本的输入输出操作(键盘、鼠标、磁盘读写、屏幕显示等) BIOS 芯片 保存BIOS的只读存储器(ROM)芯片,BIOS 芯片中包含的程序,加电自检程序程序（POST）(Power On Self Test)用于检测计算机硬件故障 系统自举程序（Boot）启动计算机工作，加载并进入操作系统运行状态 CMOS设置程序设置系统参数：日期、时间、口令、配置参数等 常用外部设备的驱动程序（Driver）实现对键盘、显示器、软驱和硬盘等常用外部设备输入输出操作的控制,PC机
20、的启动工作过程,接通电源时CPU自动执行BIOS中的POST程序 1.1 按CMOS中的内容来识别硬件的配置, 测试各部件的工作状态 (发现错误则报错) 1.2 初始化CPU、内存、ROM、主板、CMOS、显示卡、键盘、软驱和硬盘等设备 CPU自动执行自举程序按照CMOS中预先设定的启动顺序，搜寻外存储器（软、硬盘或光盘） 从外存储器读出引导程序，然后由引导程序读出操作系统并装入内存 最后，将控制权交给操作系统，整个计算机由操作系统所控制,关于CMOS 芯片,这是一个容量很小的RAM存储器，由电池供电，即使计算机关机后也不会丢失所存储的信息 作用： 存放计算机硬件的参数（称为“配置信息”），包
21、括日期和时间、口令、软盘/硬盘/光盘驱动器的数目、类型及参数、显卡类型、cache使用状况、启动机器时访问外存的顺序等，供BIOS程序使用 设置和修改CMOS参数的方法： 在开机启动BIOS工作时，按下Del键(或F2或F8健)，即可进入BIOS中的CMOS设置程序,2.3.2 内存储器,计算机中存储器的层次结构,分析：速度越快，成本较高。 为了获得好的性能/价格比，计算机中各种存储器组成一个层状的塔式结构，取长补短，协调工作工作过程： 1）CPU运行时，需要的操作数大部分来自寄存器 2）如需要从(向)存储器中取(存) 数据时，先访问cache，如在，取自cache 3）如操作数不在cache
22、，则访问RAM，如在RAM中，则取自RAM 4）如操作数不在RAM，则访问硬盘，操作数从硬盘中读出RAM cache,内存储器的分类及应用,内存由半导体存储器芯片组成，芯片有多种类型：,半导体存储器,只 读 存储器(ROM),随机存取存储器(RAM),静态随机存取存储器SRAM,动态随机存取存储器DRAM,不可在线改写内容的ROM,快擦除存储器（Flash ROM）,（用作Cache存储器）,（用作主存储器）,PC机主存储器的物理结构,主存储器由若干内存条组成 内存条的组成： 把若干片DRAM芯片焊装在一小条印制电路板上制成 内存条必须插在主板上的内存条插槽中才能使用,目前流行的是DDR和DD
23、R2内存条： 均采用双列直插式，其触点分布在内存条的两面 DDR条有184个引脚，DDR2有240个引脚 PC机主板中一般都配备有2个或4个DIMM插槽,存储器与CPU速度差距愈来愈大,DRAM, 硬盘与CPU 之间的速度差距愈来愈大：,问题：由于CPU工作速度很快，内存速度比较慢（差12个数量级），从内存取数或向内存写数时，CPU往往需要等待,关于cache存储器,什么是cache(高速缓存)？,cache是一种小容量高速缓冲存储器，它由SRAM组成 cache直接制作在CPU芯片内，速度几乎与CPU一样快 程序运行时，CPU使用的一部分数据/指令会预先成批拷贝在cache中，cache的内
24、容是主存储器中部分内容的映象 当CPU需要从内存读(写)数据或指令时，先检查cache中有没有，若有，就直接从cache中读取，而不用访问主存储器,0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,8,9,14,3,4,4,4,10,10,10,主存中的部分信息拷贝在cache存储器中,Cache存储器,主存储器,关于cache存储器,2.3.3 I/O控制与I/O接口,输入的任务： 将输入设备输入的信息送到内存储器的指定区域输出的任务： 将内存储器指定区域的内容送出到输出设备I/O操作也包括将外存储器的内容传输到内存，或将内存中的内容传输到外存储器,I/O操作的任务
25、,I/O 操作的特点,I/O操作与CPU的运算可并行进行 多个I/O设备可同时进行工作 配置的I/O设备数量和品种可经常增减或变换 每类I/O设备都有各自的控制器，它们按照CPU的I/O操作命令，独立地控制I/O操作的全过程,关于I/O总线,I/O总线是各类I/O控制器与CPU、内存之间传输数据的一组公用信号线，这些信号线在物理上与主板扩展槽中插入的扩展卡（I/O控制器）直接连接。 目前PC机使用的I/O总线 PCI总线 PCI-Express(高速PCI总线),PCI总线扩展槽,关于I/O接口,I/O接口：I/O设备与I/O控制器之间的连接器 包括：插头/插座的形式、通讯规程和电器特性等 分
26、类： 从数据传输方式来分： 串行（一次只传输1位） 并行（多位一起进行传输） 从是否能连接多个设备来分： 总线式（可连接多个设备） 独占式（只能连接1个设备） 从是否符合标准来分： 标准接口 （通用接口） 专用接口 （专用接口）,I/O设备接口,(安装在主板上的I/O设备接口),台式PC机箱背板照片,常用的I/O接口及其性能参数,关于USB接口,通用串行总线式接口（Universal Serial Bus ） 高速、可连接多个设备、串行传输 传输速率： USB的1.1版：1.5 Mb/s和12 Mb/s USB2.0版：高达480Mb/s（60MB/s） 使用4线连接器，体积小，符合即插即用规
27、范（Plug & Play,即PnP） 使用“USB集线器” 扩展机器的USB接口，最多连接127个设备 可通过USB接口由主机向外设提供电源（5V，100500 mA）。,USB接口的3种类型,接口类型A,通常在PC上出现,接口类型B,通常在USB设备上出现,Mini-USB,数码相机、移动硬盘等设备经常使用,2.4 常用输入设备,2.4.1 键盘 2.4.2 鼠标 2.4.3 笔输入设备(选学) 2.4.4 扫描仪 2.4.5 数码相机,2.4.1 键盘（Keyboard）,键盘,作用：向计算机输入字母、数字、符号、命令等信息 按键的布局与类型：,其它按键： Windows 控制键; 多媒
28、体播放控制键; 若干指示灯,键盘的结构,机械式键盘：早期曾使用 电容式键盘： 无磨损和接触不良问题，耐久性、灵敏度和稳定性都比较好，击键声音小，手感较好，寿命较长 与主机的接口 PS/2接口 USB接口 无线接口（红外线或无线电波）,敲击键盘的正确姿势,正确,不正确,2.4.2 鼠标器（Mouse）,鼠标器的作用,作用： 控制屏幕上的鼠标箭头准确地定位在指定的位置处，然后通过按键（左键或右键）发出命令，完成各种操作 工作过程： 用户移动鼠标器时，借助于机械或光学原理，将鼠标在X方向和Y方向移动的距离变换成脉冲信号输入计算机 计算机中的鼠标驱动程序把接收到的脉冲信号转换成水平和垂直方向的位移量，
29、继而控制屏幕上鼠标箭头的移动 优点： 外型轻巧，操纵自如，使用方便，价格低廉,鼠标器的类型与组成,类型： 光电式鼠标器,鼠标箭头的常见形状及含义,在Windows操作系统中，不同的鼠标形状有不同的含义：,几种不同形式的鼠标器,鼠标器与主机的接口,接口类型 RS232 串行口（ D形9针） PS/2（圆形6针） USB 无线鼠标,USB接口,2.4.3 笔输入设备,笔输入设备(手写板)简述,作用： 兼有键盘、鼠标和写字笔的功能，可以替代键盘和鼠标输入文字、 命令和作图 输入汉字时，需运行“手写汉字识别软件” 类型 电阻式 电容式 电磁感应式 与主机的接口类型 串行口 USB,2.4.4 扫描仪,
30、扫描仪的作用,扫描仪是将原稿（图片、照片、底片、书稿）输入计算机的一种输入设备扫描仪输入到计算机中的是原稿的“图象”(bitmap),扫描仪的3种类型,扫描仪的性能指标,分辨率（dpi） 反映了扫描仪扫描图像的清晰程度，用每英寸生成的像素数目（dpi）来表示 例如：6001200 dpi，12002400 dpi 色彩位数（色彩深度） 反映了扫描仪对图像色彩的辨析能力，位数越多，扫描仪所能反映的色彩就越丰富，扫描的图象效果也越真实 例如：24 bit，32 bit，36 bit，42 bit， 48 bit 扫描幅面 指容许原稿的最大尺寸。例如： A4幅面, A3幅面， A0幅面 与主机的接口
31、类型 SCSI， USB，1394接口等,2.4.5 数码相机,数码相机的作用,作用：获取现实世界中景物的数字图像,数码相机的主要性能指标,CCD 像素数目CCD是集成在半导体单晶材料上，而CMOS是集成在被称做金属氧化物的半导体材料上 决定数字图像能够达到的最高分辨率 例如，分辨率最高达 16001200 时，共有 192000 个像素 (200万像素) 存储器容量 SM卡（Smart Media卡） CF卡（Compact Flash卡） Memory Stick (记忆棒) SD(mini SD)卡,2.5 常用输出设备,2.5.1 显示器与显示卡 2.5.2 打印机,2.5.1 显示器
32、与显示卡,计算机显示器的作用与组成,作用： 是计算机必不可少的图文输出设备，它能将数字信号转化为光信号，使文字和图像在屏幕上显示出来 组成与分类：,液晶显示器(LCD)原理,什么是液晶？ 液晶是介于固态和液态之间的一种物质，它是具有规则分子排列的有机化合物。 加热时呈现透明状的液体状态，冷却时则出现结晶颗粒的混浊固体状态。因此既具有液体的流动性，又具有固态晶体排列的有向性。 它是一种弹性连续体，在电场的作用下它能快速地展曲、扭曲或者弯曲。,显示器的性能指标,显示屏尺寸： 以对角线长度度量，如，15 吋，17吋， 19吋，21吋 屏幕横向与纵向的比例 普通屏：43 宽屏： 1610 , 或 16
33、9 显示分辨率整屏可显示像素的最大数目，分辨率越高, 图像越清晰表示： 水平像素个数垂直像素个数例：12801024 ,1024768, 800600, 640480 在显卡的控制下，屏幕分辨率是可变的，有多种不同的显示分辨率（显示模式） 画面刷新速率 画面每秒钟更新的次数,通常速率越高图像稳定性越好,如何选购和保养LCD？,除前面所述参数外，还要考虑3个指标： 坏点的个数 对比度和亮度 LCD的响应时间（10ms 内如何保养LCD？ 千万不要让水进入LCD 不用就关机 使用屏幕保护程序，不要长时间显示同一画面 不要用尖利的东西撞击 屏幕 ,如何选购显卡？,集成显卡还是独立显卡? 哪一种绘图处
34、理器(GPU)? 多大容量的显示存储器? 哪一种接口的显卡（AGP、PCI-E）?决定的因素是：用途、价格、原则：够用就好！,2.5.2 打印机,打印机的作用与类型,作用将程序、数据、字符、图形打印输出在纸上 类型针式打印机激光打印机喷墨打印机,针式 打印机,激光 打印机,喷墨 打印机,针式打印机工作原理,类型：属于击打式打印机 优点：耗材成本低，能多层套打，适合于票据打印 缺点：打印质量不高，工作噪声很大，速度慢 应用：银行、证券、邮电、商业等领域 用于打印存折和票据 等,工作原理图,激光打印机,类型：属于非击打式打印机 原理：激光技术与复印技术的结合,优点： 分辨率较高，打印质量好 速度高
35、，噪声低 价格适中 缺点：彩色输出价格还比较高 接口：过去是并行口，目前流行使用USB接口 应用：办公室和家庭应用,喷墨打印机,类型：非击打式打印机，大多为彩色打印 优点：可以打印近似全彩色图像，经济，效果好，低噪音，使用低电压，环保 缺点：墨水成本高，消耗快 应用：家庭及办公,主要性能指标(激光/喷墨),打印精度(分辨率)： 用每英寸多少点（像素）表示，单位：dpi 一般产品为400 dpi、600 dpi、800 dpi，高的甚至达到1000dpi 以上 打印速度：通常每分钟310页 色彩表现能力（彩色数目） 幅面大小：A3，A4等 与主机的接口：并行口、SCSI口、USB接口 其他：如打
36、印成本、噪音、功耗等,打印精度(分辨率)的意义,精度越高，图像越清晰，边缘越光滑,2.6 外存储器,2.6.1 软盘存储器 2.6.2 硬盘存储器 2.6.3 光盘存储器,2.6.1 软盘存储器,软盘存储器 = 软驱 + 软盘片,信息的存储介质 3.5英寸软盘片,信息的读写装置 软盘驱动器(软驱),优点：存储介质（软盘片）可更换、携带方便、价格便宜 缺点：容量太小,软盘片的结构,目前主要使用3.5英寸软盘,写保护孔,软盘片是两面涂满了磁性材料一张圆形软塑料片,盘片被封装在一个硬塑料保护壳中,读写窗(快门)是可移动的金属套，软盘工作时才打开,移动翼片，露出写保护口，信息就无法记录到盘片，从而实现
37、了写保护,磁盘的磁道和扇区,磁盘表面被分为许多同心圆，每个同心圆称为一个磁道。每个磁道都有一个编号，最外面的是0磁道,每个磁道被划分为若干段（段又叫扇区），每个扇区的存储容量均为512字节。每个扇区都有一个编号,注：所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分磁道和扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程,3.5英寸软盘片存储容量的计算,共 2个记录面（双面记录） 每个记录面 80个磁道 (编号:0-79) 每个磁道划分为 18个扇区 (编号:1-18) 每个扇区的存储容量为 512字节 所以，每张盘片的总存储容量为 存储容量= 2 80 18 512 =1.44MB 缺点： 盘片容量太小 单位存储容
38、量的成本：软盘片 优盘 ！,优盘：512MB1GB（100元）,如何增大磁盘片的容量？,提高盘片上的信息记录密度！ 增加磁道数目提高磁道密度 增加扇区数目提高位密度,2.6.2 硬盘存储器,硬盘存储器概述,作用：长期保存各类信息 特点：可读可写容量很大成本极低（110GB/100元）技术持续很快，容量将更大，成本会更低,硬盘存储器的结构,信息的平均存取时间,磁盘上的信息以扇区为单位进行读写，平均存取时间为：T = 寻道时间+旋转等待时间+数据传输时间 寻道时间磁头寻找到指定磁道所需时间(大约5ms) 旋转等待时间指定扇区旋转到磁头下方所需要的时间(大约46ms) (转速： 4200/5400/
39、7200/10000rpm) 数据传输时间(大约0.01ms/扇区),硬盘存储器的性能指标,（1）容量：以GB为单位，目前硬盘单碟容量约为80540GB （2）平均存取时间：在几ms几十ms之间，由硬盘的旋转速度、磁头寻道时间和数据传输速率所决定 （3）缓存容量：原则上越大越好，通常为2MB8MB （4）数据传输速率 外部传输速率指主机从（向）硬盘缓存读出（写入）数据的速度，与采用的接口类型有关 内部传输速率指硬盘在盘片上读写数据的速度，转速越高内部传输速率越快（5）与主机的接口： 前些年使用：并行ATA（IDE）接口 当前流行： 串行ATA（SATA）接口,使用硬盘应注意什么?,正在对硬盘读
40、写时不能关掉电源 保持使用环境的清洁卫生，注意防尘；控制环境温度，防止高温、潮湿和磁场的影响 防止硬盘受震动，工作时不要移动机器 及时对硬盘内容进行整理，包括目录的整理、文件的清理、磁盘碎片整理等 防止计算机病毒对硬盘的破坏，对硬盘定期进行病毒检测,移动存储器之1优盘,采用Flash存储器（闪存）芯片，体积小，重量轻 容量可以按需要而定（256MB8GB），具有写保护功能 数据保存安全可靠，使用寿命长 使用USB接口，即插即用，支持热插拔(必须先停止工作) 读写速度比软盘快 可以模拟软驱和硬盘启动操作系统,移动存储器之2移动硬盘,存储容量大（10GB100GB） 采用USB或IEE1394接口
41、，即插即用，支持热插拔(必须先停止工作) 小巧而便于携带 速度快，安全可靠,移动硬盘,2.6.3 光盘存储器,光盘存储器的分类,按存储容量分： CD光盘：大约650MB DVD光盘：(单面单层)大约4.7GB 按存储特性分： CD-ROM / DVD-ROM: 可读、不可写 CD-R / DVD-R : 可读、可写，但不能改写 CD-RW / DVD-RW: 可读、可写，且可以改写,CD光盘的信息记录原理(1),CD光盘的 螺旋形光道,凹坑的边缘用来表示“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分表示“0”,为什么DVD容量比CD大得多？,1) 更小的凹点长度(2.08x), 2) 数据轨道间隔更紧密 (
42、2.16x), 3) 采用较短波长的635nm或650nm的红色激光, 使激光斑点直径缩小,提高信息的鉴别能力. 4) 数据区域稍大一点(1.02x), 5) 更有效的信道比特调制 (1.06x), 6) 更有效的纠错码(1.32x), 7) 较少的段开销(1.06x).,光盘刻录机和DVD光盘的容量,DVD光盘刻录机目前有三大类、五种规范（DVD-RAM；DVD-R、DVD-RW；DVD+R和DVD+RW） SuperMulti DVD刻录机能够兼容上述大部或全部规范 CD-RW/DVD-ROM COMBO（简称COMBO），是CD-RW刻录机和DVD-ROM组合在一起的一体式光驱 DVD盘片的若干规格：,
