1、第2章 微型计算机硬件系统,本章主要内容,2.1 微型计算机硬件系统构成 2.2 CPU 2.3 存储系统 2.4 输入、输出设备 2.5 总线 2.6 主板 2.7 计算机故障检测,2.1 微型计算机硬件系统构成,打开主机箱,微 型 计 算 机 实 际 构 成,微型计算机硬件系统构成,微 型 计 算 机 硬 件 逻 辑 结 构,CPU,微处理器就是微型计算机上的一块集成电路芯片,它是微型计算机的核心部件,它主要由运算器、控制器、寄存器组成。,微 处 理 器 构 成,运算器 执行算术运算、逻辑运算 控制器 获取每一条指令、分析指令,按照指令要求控制各部件工作 寄存器 保存将要被ALU处理的数据
2、及处理结果,如加、减法,如比较两个数的大小,微 处 理 器 构 成,微 处 理 器 的 外 形,Intel酷睿i7 920微处理器正面、背面图,微 处 理 器 发 展,Intel公司的微处理器 奔腾、赛扬、酷睿各自均有桌面型处理器和移动型处理器产品。安腾主要用于服务器计算机。 AMD公司的微处理器 速龙、闪龙和羿龙分别对抗奔腾、赛扬和酷睿微处理器。炫龙主要用于笔记本电脑,皓龙主要用于服务器。 国产微处理器“龙芯” 打破了中国无“芯”的历史,微 处 理 器 参 数,字长 主频 高速缓存 地址总线宽度 数据总线宽度,CPU内部的时钟频率,指每秒钟CPU可以执行多少个指令周期,如GHz指CPU每秒钟
3、可以执行230个指令周期。 注意,时钟频率和处理器一秒钟处理的指令数目不相等,因为可能一条指令的执行可能需要多个指令周期。,指微处理器一次能够处理的二进制位的数目 字长越长,运算能力越强,Cache,分为多级 是高速的存储器 设置目的为了使CPU能够更快的获得指令和数据。,决定了微处理器可以访问的物理地址空间,简单说就是微处理器能够使用多大容量的内存。,负责整个系统的数据传输,数据总线宽度决定了微处理器与二级高速缓存、内存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量。,哪种微处理器最适合你?,存储系统,内 存,随机存取存储器(RAM):是临时存放当前运行的程序、数据和操作系统的区域。 特点:大多
4、数RAM都具有易失性,即断电后RAM中的信息全部丢失。 外观,ROM(read-only memory):ROM中的数据是由计算机的设计者和制造商事先编制好固化在里面的一些程序,使用者不能随意更改。它经常被插接在主板上。 特点 永久保存、信息不可变,内 存,为什么计算机有了RAM还要ROM?,内存性能指标 存储容量:内存可以容纳的二进制信息量称为内存的存储容量,通常以字节(Byte)为单位。 工作频率,内 存,存放常用程序和数据。 当CPU访问这些数据和程序时,首先从Cache中查找,如所需数据和程序不在Cache中,再从内存中读取,同时写入Cache,因此采用高速缓冲存储器可以提高系统的运行
5、速度 。,高 速 缓 冲 存 储 器,硬盘的物理组织,外 存 储 器,硬盘存储器,硬盘的数据组织 磁盘的每一个记录面被划分为若干个同心圆,被称为磁道。 每个磁道又被划分为若干个数据块,称为扇区(sectors),扇区是磁盘能够寻址到的最小单位。 当一个磁盘系统有多个记录面时,不同记录面的同一磁道被称为柱面。 硬盘存储容量磁头数 x 柱面数 x 每磁道扇区数 x 每扇区字节数(512字节),外 存 储 器,硬盘存储器,并口硬盘与串口硬盘 并口硬盘是指PATA(并行ATA)硬盘,这种硬盘采用的是一根四芯的电源线和一根80芯的数据线与主板相连接,一次传输16位数据。传输速率由于受到并行传输的限制,传
6、输率较低。 串口硬盘使用SATA(Serial ATA,串行ATA),是当前被广泛使用的微机硬盘。SATA以连续串行的方式传送数据,一次只会传送1位数据。这样能减少SATA接口的针脚数目,使连接电缆数目变少,同时由于抗干扰能力强,可以使用更高的频率进行传输,使传输效率更高。,外 存 储 器,硬盘存储器,硬盘的主要性能指标 容量 转速 平均访问时间(Average Access Time) 数据传输率,外 存 储 器,硬盘存储器,光盘的分类 只读型光盘包括: CD-DA(Compact Disc Digital Audio) VCD(Compact Disc Video) CD-ROM(Comp
7、act Disc Read-Only Memory) DVD-Audio(Digital Versatile Disc Audio) DVD-Video(Digital Versatile Disc Video)。 DVD-ROM(Digital Versatile Disc-Read Only Memory) 可记录型光盘包括: CD-R(Compact Disc Recordable) CD-RW(Compact Disc Rewritable) DVD-R/RW(DVD-Recordable/Rewritable) DVDR/RW(DVD+Recordable/Rewritable DV
8、D-RAM(DVD-Random Access Memory) 蓝光光盘(Blu-ray Disc),外 存 储 器,光盘存储器,光盘的规格 普通标准120型光盘 尺寸:外径 120mm、内径 15mm 厚度:1.2mm 容量:DVD光盘 4.7GB;双层DVD光盘 8.5GB;CD光盘 650MB/700MB 小圆盘80型光盘 尺寸:外径 80mm,内径 21mm 厚度:1.2 mm 容量:39-54MB 不等,外 存 储 器,光盘存储器,光盘驱动器 CD-ROM光盘驱动器(光驱) CD-ROM如何工作:通过光盘表面的微光点和暗点(凹点)来存储数据。凹点和平面分别表示0和1。利用低强度的激光
9、来读取存储在光盘上的数据 基本参数:数据传输率,即倍速 DVD驱动器,外 存 储 器,光盘存储器,U盘 特点 U盘正在被广泛使用,它可重复擦写达100万次,有的U盘还提供了类似写保护的功能 。 优点 直接使用USB接口,无需外接电源,支持即插即用和热插拔,只要用户所使用的计算机主板上有USB接口就可以使用U盘。当计算机操作系统是Windows 2000/XP/2003/Vista时不用安装驱动程序就可以使用U盘。 体积小,重量轻,便于携带。,外 存 储 器,闪存,闪存卡 应用于数码相机、MP3音乐播放器、笔记本电脑、PDA、手机等电子消费品。,外 存 储 器,闪存,存 储 系 统 的 层 次
10、结 构,外存:硬盘、光盘、闪存,主存:RAM,高速缓存:Cache,微处理器,快,小,高,慢,大,低,存 取 速 度,存 储 容 量,价 格,键 盘,多数键盘是基于打字机的QWERTY布局设计的,除了基本的输入键区外,台式计算机和笔记本电脑的键盘还含有编辑键区和功能键区,多数台式计算机键盘还有数字键区。在一些手持设备上也可以找到小型键盘。,输入、输出设备,鼠 标,鼠标的种类: 机械式、光电式、无线式 两键鼠标、三键鼠标、滚轮鼠标、指点杆(TrackPoint)、触摸板(TrackPad) 、轨迹球(TrackBall) 鼠标的接口:PS/2、USB,显 示 器,显示器的分类 单色、彩色 阴极射
11、线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管显示器(LED)、等离子体显示器(PDP),显示器主要技术指标: 显示分辨率: “水平点数”“垂直点数” 屏幕尺寸:指显示器对角线长度 点距:指屏幕上相邻像素点之间的距离 灰度和颜色深度:灰度指像素点亮度的级别数。颜色深度指计算机中表示色彩的二进制位数 。,显 示 器,左边屏幕显示的是1024*768的分辨率。注意文本的 大小和其他基于屏幕的对象。右边的屏幕显示的是 640*480的分辨率。文本和其他的对象在低分辨率的 屏幕下显得更大,但你看到的屏幕桌面也变小了。,显卡 显卡主要由:显示芯片、显示内存、RAMDAC芯片、显卡 BIOS、连接
12、主板总线的接口组成。,显 示 器,喷墨打印机 喷墨打印机用喷嘴状的打印头将墨滴喷射到纸上来产生字符和图形 。 价格便宜,能产生彩色和黑白的打印输出。 多数用于家庭和小型企业。 喷墨打印机使用一段时间后,墨盒中的墨用尽就需要更换,所以我们称墨盒为喷墨打印机的耗材,通常原装墨盒的价格是比较昂贵的。,打 印 机,激光打印机 采用与复印机相同的技术,将光点印在光感鼓膜上,经过静电充电的墨被放置到鼓膜上然后再传到纸上 。 价格一般比喷墨打印机贵,不过由于其打印速度快,打印质量高,所以经常作为商用打印机,特别是应用于需要大量打印的企业 硒鼓和墨粉是激光打印机的耗材,原装硒鼓和墨粉盒的价格比较昂贵。,打 印
13、 机,针式打印机 是用纤细的金属丝网格来产生字符和图形 。 由于针式打印机实际上会打击纸张,因此它能在多张复写纸上打印 。 特点是打印速度较慢,打印质量差且工作噪音大。 耗材主要为色带,价格便宜,更换方便。,打 印 机,其它打印机 热敏打印机 热升华打印机 打印机主要技术参数 打印分辨率:产生图像的像素的密度,用DPI(点英寸)表示。 打印速度:可用CPS(字符秒)表示或用“页分钟”表示。 打印纸最大尺寸:如A4幅面,打 印 机,输 入 输 出 设 备 接 口,总线,什么是总线: 为了简化系统结构,常用一组线路,配以适当的接口电路,与各部件和外围设备连接,这组多个功能部件共享的信息传输线称为总线。 总线的意义: 采用总线结构便于部件和设备的扩充,使用统一的总线标准,不同设备间互连将更容易实现。,总线的分类 片总线、内总线、外总线 系统总线 数据总线、地址总线、控制总线 常用总线标准 PCI总线 、PCI-E总线 系统总线的性能指标 总线的宽度、总线的工作频率、标准传输率,总 线,主板,主板的主要部件 芯片组 BIOS芯片 CMOS芯片 微处理器插槽 内存插槽 总线扩展槽 输入/输出接口:IDE、SATA、软盘驱动器接口、串行接口、并行接口、USB接口、PS/2接口,主 板,主 板,2.7 计算机故障检测,课下自学,