《計算機硬件系統(tǒng)及其擴展概要課件》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《計算機硬件系統(tǒng)及其擴展概要課件（22頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、,單擊此處編輯母版標題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,計算機硬件系統(tǒng)及其擴展,常寶寶,北京大學信息技術學院,chbb,,計算機硬件系統(tǒng)及其擴展常寶寶,1,微型計算機體系結構,中央處理單元,(,CPU),存儲器,輸入設備,接口,輸出設備,接口,主機,接口卡,外部設備,微型計算機體系結構中央處理單元存儲器輸入設備輸出設備主機接口,2,機箱內部圖示,電源,光盤驅動器,軟盤驅動器,硬盤驅動器,數(shù)據(jù)線,印刷電路板,結構其實非常簡單、清晰。,積木式搭建。,機箱內部圖示電源光盤驅動器軟盤驅動器硬盤驅動器數(shù)據(jù)線印刷電路,3,芯片,陶瓷載體,由于集成電路技術的高速發(fā)展，目前可

2、以把數(shù)以億計的晶體管、電容、,電阻、導線等電子元件組成的線路集成在一小片晶體硅上，用陶瓷載體,封裝后，通常稱為集成電路,芯片,。,芯片陶瓷載體由于集成電路技術的高速發(fā)展，目前可以把數(shù)以億計的,4,中央處理器,微型計算機的中央處理器通常集成在一塊芯片上，稱為,微處理器,。,中央處理器微型計算機的中央處理器通常集成在一塊芯片上，稱為,5,主機板,主機板,是一塊印刷電路板，是主機箱內的核心，微機中最核心的部件微處理器、存儲器、接口卡等都安插在主機板上的插座和插槽內。微機系統(tǒng)中的各種設備和其它部件最終都要連接在主機板上。主機板有時也稱作,母板,。,主機板主機板是一塊印刷電路板，是主機箱內的核心，微機中

3、最核心,6,存儲器,（2）隨機存儲器,（,RAM），,在加電的情況下，可以隨時進行讀出和寫入。,掉電后其中存儲的程序和數(shù)據(jù)將會消失,。通常把若干個,RAM,芯片安插在一個條狀的印刷電路板上組成,雙列直插式內存模塊,（簡稱,內存條,），然后安插在主機板的存儲器插槽中。微機用戶可以根據(jù)需要更換內存條和增加內存條已達到擴充內存的目標。,（1）只讀存儲器,(,ROM)，,是一種只能讀出不能寫入的存儲器，其中的程序和數(shù)據(jù)在廠家制造時就已經(jīng)寫入。,計算機掉電后其中的信息不會消失,，常用來存放重要的程序和數(shù)據(jù)，如引導程序。,打開計算機電源，計算機運行的第一條指令位于哪里？,存儲器（2）隨機存儲器（RAM），

4、在加電的情況下，可以隨時進,7,高速緩沖存儲器,存儲器的,容量,和,速度,對計算機系統(tǒng)的性能有很重要的影響。,速度慢，微處理器需要等待存儲器。微機總體性能下降。,容量小，不能運行大程序，或管理復雜而降低程序運行速度。,容量大、速度快的存儲器價格非常昂貴。,解決辦法，把存儲器分成兩級，第一級存儲器速度很快，但容量較小，價格昂貴。第二級存儲器速度較慢，但容量很大，價格便宜。其中第一級稱為,高速緩沖存儲器,，英文名稱是,cache。,第二級即我們一般所說的,內存儲器,。,在邏輯上，高速緩沖存儲器位于微處理器和內存儲器之間。在微機運行時，高速緩沖存儲器中的內容是內存儲器中部分內容的副本。微處理器讀寫程

5、序和數(shù)據(jù)時先訪問高速緩沖存儲器，若其中沒有相應內容再訪問內存儲器，同時再把相應內容復制到高速緩沖存儲器。,高速緩沖存儲器可以分作多級，,片內,cache,集成在微處理器芯片中，,片外,cache,安插在主機板上。,高速緩沖存儲器存儲器的容量和速度對計算機系統(tǒng)的性能有很重要的,8,輸入輸出設備,和微處理器并不直接通過總線連接在一起。而是要通過,I/O,適配器,。這是由于各種設備的結構、工作速度、信號形式和數(shù)據(jù)格式等各不相同，因此它們不能直接掛接到總線上，必須通過,I/O,適配器來做中間轉換，才能實現(xiàn)與微處理器間的信息交換。,I/O,適配器也稱為,I/O,接口卡,或,I/O,擴展卡,，通常是一塊印

6、刷電路板。,I/O,接口卡一端用來連接總線，另一端用來連接各種外部設備。,I/O接口卡,輸入輸出設備和微處理器并不直接通過總線連接在一起。而是要通,9,常見的I/O接口卡,顯示接口卡,，又稱,顯示適配器,或簡稱,顯卡，,用以連接顯示器。,IDE,接口,卡,。連接磁盤驅動器或光盤驅動器。,USB,接口卡,，用來連接各種,USB,設備。,網(wǎng)卡,，將計算機接入局域網(wǎng)，如高速以太網(wǎng)卡。,調制解調器接口卡,，即,MODEM,卡,可將計算機通過電話線接入網(wǎng)絡。,有些接口卡，每臺計算機都需要，這些接口卡就常常直接做在主機板上，隨主機板一起提供。例如,IDE,卡、,USB,接口卡等等。,常見的I/O接口卡顯示

7、接口卡，又稱顯示適配器或簡稱顯卡，用以,10,I/O擴展槽,主機板上一般會提供幾個插槽專門用來插入各種接口卡，通常稱為,I/O,擴展槽,。形形色色的接口卡就插在這些擴展槽里。擴展槽的多少決定著計算機的擴展能力。,擴展槽按照所支持的總線標準或性能的不同可以分為：,PCI,擴展槽,，采用較新的總線標準，64位的數(shù)據(jù)傳輸和較高的傳輸速度。,PCI-E,是,PCI,的發(fā)展，全面取代,PCI,和,AGP,，實現(xiàn)了總線標準統(tǒng)一并有更快的傳輸速度。,ISA,擴展槽,，使用過時的總線標準，為了兼容老設備和低速設備,(16,位,),。,AGP,擴展槽,，提供更快的傳輸速度，主要用于處理3維圖像。,接口卡也同樣分

8、作不同的類型，,某種類型的擴展槽只能插入某種類型的接口卡,。例如支持,PCI,接口的顯卡和支持,ISA,接口的顯卡。,I/O擴展槽 主機板上一般會提供幾個插槽專門用來插入各種接口,11,機箱后面板,接口卡在插入擴展槽中后，其連接設備的一端會出現(xiàn)在主機箱的后面板，并提供形形色色的連接不同設備的插座，稱為,擴展端口,（,Expansion Port）,形形色色的設備也就是通過各種電纜連接在這些端口上。,連接電源的插座一般也位于后面板上。,機箱后面板 接口卡在插入擴展槽中后，其連接設備的一端會出現(xiàn),12,外存儲器,隨機存儲器、只讀存儲器通常稱為,內存儲器,，簡稱,內存,，在計算機運行時，其中存放著正

9、在運行的程序和處理的數(shù)據(jù)。隨機存儲器中的內容在電源關閉后將會消失。,軟盤,、,硬盤,、,磁帶,以及,光盤,等存儲設備常用來,長久,保存數(shù)據(jù)，其中的數(shù)據(jù)不會隨著電源的關閉而消失。這些存儲器被稱為,外存儲器,，簡稱,外存,。,存放在外存儲器上的程序和數(shù)據(jù)要得到運行和處理必須首先從外存讀入到內存中才可以,。,外存儲器屬于,外部設備,，不屬于前面講述的存儲器。外存儲器既是輸入設備，也是輸出設備。,外存儲器的類型不同，存取速度、存儲介質、存儲容量以及存儲原理也不盡相同。,外存儲器隨機存儲器、只讀存儲器通常稱為內存儲器，簡稱內存，在,13,硬盤存儲器,硬盤存儲器通常包括,硬盤驅動器,和,硬盤控制適配器,。

10、,存儲數(shù)據(jù)的盤片和硬盤驅動器封裝在一起。因此盤片通常是不可更換的。,硬盤使用磁性存儲介質，利用圓形的鎂鋁合金盤片上的磁性材料記錄數(shù)據(jù)。,硬盤中不僅只有一個盤片，而是包含多個盤片。,硬盤盤片表面劃做磁道和扇區(qū)。多個盤片的同一磁道構成“柱面”。,每個記錄數(shù)據(jù)的盤片表面都有一個讀寫頭用來讀寫數(shù)據(jù)，讀寫頭可沿盤片表面經(jīng)向移動。,硬盤的存儲密度大、可靠性高、速度快，目前存儲容量一般都有幾十,G。,硬盤存儲器硬盤存儲器通常包括硬盤驅動器和硬盤控制適配器。,14,硬盤存儲器,什么是虛擬存儲器？,多級存儲體系,硬盤存儲器,15,光盤存儲器,包括,光盤,驅動器,、,光盤,和,光盤控制適配器,。,光盤存儲器利用光

11、作為存儲數(shù)據(jù)的介質。一般有,CD-ROM,和,DVD-ROM,兩種。通常是單面存儲數(shù)據(jù)。,通常光盤上存儲的數(shù)據(jù)是只讀的，因此不能利用光盤驅動器向光盤寫入數(shù)據(jù)。,光盤存儲器的存儲原理：在圓形的光道上，刻上能代表“0”和“1”的一些凹坑；讀出時，用激光去照射旋轉著的光盤，從凹坑和非凹坑處得到的反射光，其強弱是不同的。根據(jù)差別區(qū)分是“0”還是“1”,CD-ROM,的讀寫速度一般較硬盤慢，單倍速的光盤讀出速度為150,KB/S,目前光盤讀出速度已超過50倍速。,對于,DVD-ROM,而言，單倍速的,DVD,光驅的讀取速度約為1350,KB/s，,目前,DVD-ROM,讀出速度已超過16倍速。,在,CD

12、-ROM,和,DVD-ROM,記錄和讀取數(shù)據(jù)的激光束的特性是不同的,但二者記錄數(shù)據(jù)原理相同。,光盤存儲器包括光盤驅動器、光盤和光盤控制適配器。,16,光盤驅動器,光盤的優(yōu)點在于,存儲容量,大、,可靠性高、價格低廉、讀取速度較快、便于攜帶,。缺點是只能讀出不能隨時寫入。,單張,CD-ROM,存儲容量為650,MB，,單張,DVD,-,ROM,容量可達4.7,GB。,光盤,可分為：,(1)只讀光盤,CD-ROM,、DVD-ROM；,(2),用戶,一次,可寫光盤,CD-R(,也稱,CD-WO),、DVD-R、DVD+R,；,(3),用戶可擦寫光盤,CD-RW、DVD-RW、DVD+RW、DVD-RA

13、M,向光盤寫入數(shù)據(jù)使用,光盤刻錄機,。光盤驅動器只能讀取數(shù)據(jù)，而不能寫入數(shù)據(jù)。,Combo,集成光盤設備，可以讀,CD-ROM、DVD-ROM，,也可以寫,CD-R,以及,CD-RW,光盤驅動器光盤的優(yōu)點在于存儲容量大、可靠性高、價格低廉、讀取,17,鍵盤,鍵盤是最為基本的輸入設備。目前通用的鍵盤大約有101到105個按鍵。,鍵盤盤面可分作4個區(qū)：打字鍵盤區(qū)、功能鍵區(qū)、數(shù)字小鍵盤區(qū)、屏幕編輯以及光標移動鍵區(qū)。,常用鍵的功能以及指法練習.,鍵盤鍵盤是最為基本的輸入設備。目前通用的鍵盤大約有101到1,18,鼠標,是一種指點(,pointing),設備，可以很方便地用來在顯示器上定位。,鼠標按鈕通

14、常為兩個或三個。,鼠標可進一步分為,光學鼠標,、,機械鼠標,和,光學機械鼠標,。,移動鼠標、單擊鼠標和雙擊鼠標。,鼠標 是一種指點(pointing)設備，可以很方便地用來在,19,顯示器,最為常用的計算機輸出 設備。,顯示器上最基本的顯示 單元一般稱作,象素,。,顯示器分辨率是指顯示 器每幀圖片中有多少個象素，包含的象素數(shù)目越多，顯示器分辨率就越高，常見的顯示分辨率有：800,X600、1024X768,及1280,X1024。,顯示器按照原理，可分為,陰極射線管顯示器,和,液晶顯示器,。液晶顯示器正在逐漸取代陰極射線管顯示器。,顯示器 最為常用的計算機輸出 設備。,20,打印機,打印機也是一種常用計算機輸出設備。,打印機可分做,擊打式,和,非擊打式,打印機,擊打式打印機,靠機械動作實現(xiàn)印字功能 打印速度慢、噪聲大但成本低。,非擊打式打印機,靠電、磁或光的作用實現(xiàn)印字功能，沒有機械動作，分辨率高、噪聲小、但成本高,點陣打印機,（基本上已經(jīng)淘汰）,激光打印機,噴墨打印機,打印機 打印機也是一種常用計算機輸出設備。,21,小結,硬件基本概念,芯片、微處理器、主機板、擴展卡、擴展槽、,RAM,、,ROM,、高速緩存、虛擬存儲器,計算機中的,多級存儲體系,常見外設及其基本原理,硬盤、光盤、打印機、顯示器、鍵盤、鼠標,小結硬件基本概念芯片、微處理器、主機板、擴展卡、擴展槽、R,22,