計算機基礎(chǔ)03計算機硬.ppt

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計算機基礎(chǔ),第一章 初識計算機 第二章 數(shù)據(jù)在計算機內(nèi)的表示 第三章 計算機硬件 第四章 操作系統(tǒng)和文件管理 第五章 多媒體技術(shù)基礎(chǔ) 第六章 軟件的開發(fā)基礎(chǔ) 第七章 信息系統(tǒng)概述 第八章 計算機網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)知識 第九章 計算機安全,計算機基礎(chǔ),第三章 計算機硬件 第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成 第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理 第三節(jié) 微型計算機,第三章 計算機硬件,計算機基礎(chǔ),3.1.1 完整的計算機系統(tǒng),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,3,硬件系統(tǒng) 軟件系統(tǒng),硬件通常是指一切看得見，摸得到的設(shè)備實體；軟件通常是泛指各類程序和文件，它們實際上是由一些算法以及其在計算機中的表示所構(gòu)成的。,完整計算機 系統(tǒng),,計算機基礎(chǔ),硬件是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，正是在硬件高度發(fā)展的基礎(chǔ)上，才有軟件賴以生存的空間和活動場所，沒有硬件對軟件的支持，軟件的功能就無從談起；同樣，軟件是計算機系統(tǒng)的靈魂，沒有軟件的硬件“裸機”將不能提供給用戶使用，猶如一堆廢鐵。因此，硬件和軟件是相輔相成的，不可分割的整體。,第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,以CPU為核心，配以存儲器、輸入輸出設(shè)備及其它輔助電路，組成計算機的硬件系統(tǒng)。,以操作系統(tǒng)為核心的系統(tǒng)軟件以及其它應(yīng)用軟件組成計算機的軟件系統(tǒng)。,,計算機基礎(chǔ),3.2.2 計算機的硬件組成,第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,,,,運算器,控制器,主存儲器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,輔助存儲器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,CPU,控制,數(shù)據(jù),地址或指令,主機,外設(shè),存儲器,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,通?？梢园延嬎銠C硬件的五大基本部件可以分成三大類： 即CPU、存儲器和輸入/輸出子系統(tǒng)。 中央處理器（CPU） CPU = 運算器 + 控制器 主機 主機 = CPU + 主存儲器 外部設(shè)備（廣義的輸入/輸出設(shè)備） 除去主機以外的硬件裝置（如輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、輔助存儲器等）,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,3.1.2.1 CPU,運算器是對信息進行處理和運算的部件。經(jīng)常進行的運算是算術(shù)運算和邏輯運算，所以運算器又稱為算術(shù)邏輯運算部件（ALU）。 控制器是整個計算機的指揮中心，它的主要功能是按照人們預(yù)先確定的操作步驟，控制整個計算機的各部件有條不紊地自動工作。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,CPU中的寄存器是用來暫時保存運算和控制過程中的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及控制、狀態(tài)信息的，它可分為通用寄存器和專用寄存器兩大類。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,寄存器是用來臨時存放數(shù)據(jù)的高速獨立的存儲單元。 常見的寄存器有：,寄存器,數(shù)據(jù)寄存器,指令寄存器,程序計數(shù)器,,,,,11,數(shù)據(jù)寄存器：用來存放輸入數(shù)據(jù)，運算中間結(jié)果和最終結(jié)果。 指令寄存器：存放從內(nèi)存中取出的指令， 以便于稍后解釋和執(zhí)行它們。 程序計數(shù)器：存放當(dāng)前指令的地址。當(dāng)前指令執(zhí)行完后，程序計數(shù)器自動加1，指向下一條指令的地址。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,12,主存儲器是存儲單元的集合。 每一個存儲單元都有惟一的標(biāo)識符——地址。 數(shù)據(jù)以字（或字節(jié)）的形式在存儲器中傳入或傳出。,,3.1.2.2 主存儲器,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,13,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,主存儲器分為三種類型： 隨機存儲器 (RAM) 只讀存儲器 (ROM) 互補金屬氧化物存儲器(CMOS) 主存儲器＝ RAM＋ROM＋CMOS,15,RAM的特點： 計算機中主存的主要組成部分 。 用戶既可以讀，又可以寫。 對所有存儲單元的讀寫時間均相同。 具有易失性。若斷電或關(guān)掉計算機，全部存儲的信息將會丟失。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,16,隨機存儲器（RAM ）又分為兩大類： 靜態(tài)RAM (SRAM) ：利用觸發(fā)器來存儲信息，當(dāng)通電的時候信息始終存在，不需要刷新。存取速度快，但容量較小，價格較高。 動態(tài)RAM (DRAM): 利用電容上的電荷存儲信息，電容上的電荷會泄漏，需要周期性的刷新。存取速度慢，但容量較大，價格較低。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,17,ROM的特點： ROM中的內(nèi)容是預(yù)先寫進去的。用戶只能讀，不能寫。 ROM 具有非易失性，斷電或關(guān)掉計算機，存儲在ROM的信息不會丟失。通常用來存儲那些關(guān)機后不能丟失的程序和數(shù)據(jù)。例如開機時運行的引導(dǎo)程序。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,18,ROM 又可以細(xì)分為四種類型： 掩模式ROM (MROM)：內(nèi)容由芯片制造商寫入，寫入后任何人無法改變。 一次可編程(PROM )：用戶可以借助專業(yè)設(shè)備一次寫入自己的程序，一旦寫入后將無法改變。 可擦除可編程ROM (EPROM)：用戶可編程，但需要用紫外線燈擦除。 電可擦除可編程ROM (EEPROM)：用戶可編程，用電子脈沖擦除。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,19,ROM 常用來存放固定不變重復(fù)使用的程序、數(shù)據(jù)或信息，如存放漢字庫、各種專用設(shè)備的控制程序等。最典型的是ROM BIOS（基本輸入輸出系統(tǒng)），其中部分內(nèi)容是用于啟動計算機的指令，內(nèi)容固定但每次開機時都要執(zhí)行。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,20,CMOS的特點： CMOS 芯片一般用來存儲計算機系統(tǒng)每次開機時所需的重要信息，例如計算機貯存容量、鍵盤類型、鼠標(biāo)、監(jiān)視器以及磁盤驅(qū)動器的有關(guān)信息。 它與RAM的區(qū)別在于，CMOS芯片通過鋰電池提供電源，即關(guān)機后其存儲的信息不會丟失。 它與ROM的區(qū)別在于，其內(nèi)容隨著計算機系統(tǒng)配置的改變或用戶的設(shè)置而發(fā)生變化。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,主存儲器,高速緩沖存儲器,寄存器,,速度,輔助存儲器,容量,,小,大,快,慢,不同的存儲器具有不同的存儲容量、不同存取速度。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,22,高速緩沖存儲器(Cache) 高速緩沖存儲器的存取速度比主存快，但比CPU內(nèi)部的寄存器慢 。 高速緩沖存儲器容量較小，常置于CPU和主存之間。,主存,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,通常有兩種類型的cache： 內(nèi)部cache 與CPU制作在同一個芯片內(nèi)，內(nèi)部cache容量很小，可以以CPU的核心速度運行。 外部cache 位于CPU和RAM之間。有可能封裝在CPU盒中，也有可能在CPU盒外。外部cache容量較大，一般運行速度比CPU核心速度稍低。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,cache用來存放主存中一部分內(nèi)容的副本（拷貝），即當(dāng)前正在執(zhí)行的程序中的活躍部分。 CPU可以直接訪問cache ，以便快速地向CPU提供指令和數(shù)據(jù)。 當(dāng)CPU需要程序和數(shù)據(jù)時，首先檢索內(nèi)部cache ，然后檢索外部cache ，再往后是RAM。只有前者中找不到所需內(nèi)容時才繼續(xù)檢索后者。,25,輸入/輸出子系統(tǒng)中的設(shè)備可以分為兩大類：非存儲設(shè)備和存儲設(shè)備。,存儲設(shè)備,非存儲設(shè)備,,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,,磁介質(zhì)存儲設(shè)備,光存儲設(shè)備,,其他存儲設(shè)備,,3.1.2.3輸入/輸出子系統(tǒng),計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,非存儲設(shè)備,,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,鍵盤輸入設(shè)備 掃描儀 音頻輸入設(shè)備 視頻輸入設(shè)備 其他,顯示器 打印機 其他,,,27,鍵盤,輸入設(shè)備,28,指點輸入設(shè)備,觸摸板,軌跡球,鼠標(biāo),游戲桿,29,觸模屏,30,掃描設(shè)備,條碼閱讀器,傳真機,31,掃描儀,32,語言輸入設(shè)備,33,視頻和圖像輸入設(shè)備,34,數(shù)碼相機,35,,液晶顯示器 (LCD),陰極射線管 (CRT) 顯示器,輸出設(shè)備,顯示器,36,針式打印機,打印機,37,激光打印機,38,繪圖儀,39,專用打印機,40,投影儀,41,其他輸出設(shè)備,音箱,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,42,存儲設(shè)備,,磁介質(zhì)存儲設(shè)備,光存儲設(shè)備,硬磁盤 軟磁盤 磁帶 …,,存儲設(shè)備又稱為輔助存儲器。用來存放暫時不參與運行的程序和數(shù)據(jù)。CPU不能直接訪問輔助存儲器，需要時將信息先傳送到主存。,輔助存儲器,其他存儲設(shè)備,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,硬盤是由一張一張的盤片疊加而成的，硬盤實際上是磁盤組。 表面結(jié)構(gòu)：每個盤面都被劃分成磁道，每個磁道又被分成為若干扇區(qū)。 數(shù)據(jù)存取：屬于直接存取設(shè)備，最小存儲區(qū)域只能是一個扇區(qū)。,硬磁盤,44,,硬盤驅(qū)動器,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,磁道：磁化區(qū)上閉合的圓環(huán),扇區(qū)：一段磁道,46,圓柱面：在一個盤組中，各記錄面上相同編號（位置）的諸磁道的總稱。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,磁帶寬度不一。 磁帶用兩個卷軸承接起來，當(dāng)磁帶運動時，可以通過讀/寫磁頭來讀寫磁帶上的數(shù)據(jù)。 磁帶是順序訪問的，用戶要找一個文件，必須從磁帶頭開始。,磁帶,48,磁帶,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,磁帶機由磁帶驅(qū)動器和磁帶構(gòu)成，是一種經(jīng)濟、可靠、容量大、速度快的備份設(shè)備。磁帶機一般分為手動裝帶磁帶機和自動裝帶磁帶機。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,磁光盤（MO光盤）是傳統(tǒng)的磁盤技術(shù)與現(xiàn)代的光學(xué)技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，它的讀取方式是基于克爾效應(yīng)。磁光盤在80年代初研制開發(fā)，從1989年開始投入使用。MO盤片由對溫度敏感的磁性材料制成，大小類似3英寸軟盤，可重復(fù)讀寫一千萬次以上。,磁光盤,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,MO盤片的存儲容量，要比軟盤大得多，一般3英寸軟盤的存儲容量為1.44MB，而磁光盤的存儲容量，可達到幾百MB，如常見的一種磁光盤，容量為230MB，最大的MO盤片可達2.3GB。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,52,利用激光技術(shù)來存儲和讀取數(shù)據(jù) 。 光存儲設(shè)備有只讀光盤(CD-ROM)、可刻錄光盤 (CD-R)、可重寫光盤(CD-RW)、數(shù)字多功能光盤(DVD)。,光存儲設(shè)備,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,光盤上的光道是連續(xù)的螺旋線，程序和數(shù)據(jù)文件是按內(nèi)螺旋線的規(guī)律順序存放在盤上的，不能像磁盤驅(qū)動器那樣讀取文件的每個扇區(qū)，所以讀出速度較慢。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,CD-ROM即只讀型光盤，又稱固定型光盤。它由生產(chǎn)廠家預(yù)先寫入數(shù)據(jù)和程序，使用時用戶只能讀出，不能修改或?qū)懭胄聝?nèi)容。 CD-R光盤可由用戶寫入信息，寫入后可以多次讀出；但只能寫入一次，信息寫入后將不能再修改，所以稱為只寫一次型光盤。 標(biāo)準(zhǔn)CD-R光盤的存儲容量為650MB。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,CD-RW光盤是可以寫入、擦除、重寫的可逆性記錄系統(tǒng)。這種光盤類似于磁盤，可重復(fù)讀寫。 CD-RW盤片的寫入速度要低于CD-R光盤，這是因為在寫入數(shù)據(jù)時，激光需要更多的時間對光盤進行操作。 DVD代表通用數(shù)字光盤，簡稱高容量CD。DVD-ROM如果采用雙面且每面又雙層，總?cè)萘靠蛇_17GB。 DVD-R 其容量是 4.7GB，用戶使用DVD-R只能寫一次。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,藍(lán)光盤（BD）利用波長較短（405nm）的藍(lán)色激光讀取和寫入數(shù)據(jù)，并因此而得名。而傳統(tǒng)DVD需要光頭發(fā)出紅色激光（波長為650nm）來讀取或?qū)懭霐?shù)據(jù)，通常來說波長越短的激光，能夠在單位面積上記錄或讀取更多的信息。因此，藍(lán)光極大地提高了光盤的存儲容量，對于光存儲產(chǎn)品來說，藍(lán)光提供了一個跳躍式發(fā)展的機會。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,目前為止，藍(lán)光是最先進的大容量光碟格式，在一張單碟上存儲25GB的文檔文件。這是現(xiàn)有（單碟）DVD的5倍。在速度上，藍(lán)光允許1到2倍或者說每秒4.5至9兆的記錄速度。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,優(yōu)盤,Type-A USB插頭,USB大量存儲設(shè)備控制器,測試接點,閃存芯片,石英振蕩器,發(fā)光二極管,寫入保護開關(guān),預(yù)留給第二顆存儲器芯片的空間,其他存儲設(shè)備,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,固態(tài)硬盤（Solid State Disk、Solid State Drive，簡稱SSD，準(zhǔn)確的技術(shù)稱呼應(yīng)為固態(tài)驅(qū)動器）是一種基于永久性存儲器，如閃存，或非永久性存儲器，同步動態(tài)隨機存取存儲器（SDRAM）的計算機外部存儲設(shè)備。固態(tài)硬盤用來在便攜式計算機中代替常規(guī)硬盤。雖然在固態(tài)硬盤中已經(jīng)沒有可以旋轉(zhuǎn)的盤狀結(jié)構(gòu)，但是依照人們的命名習(xí)慣，這類存儲器仍然被稱為“硬盤”。,,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,2.5英寸SSD,SSD中芯片,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,62,3.1.2.4CPU與主存之間的連接,CPU 和主存之間通常通過系統(tǒng)總線連接。 系統(tǒng)總線包括三組線路 ：數(shù)據(jù)總線 、地址總線和控制總線。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,數(shù)據(jù)總線 ：由雙方向的多根信號線組成， CPU可以沿這些線從主存或外設(shè)讀入數(shù)據(jù)，也可以沿這些線向主存或外設(shè)送出數(shù)據(jù)。 地址總線：由單方向的多根信號線組成，用于CPU向主存、外設(shè)傳輸?shù)刂沸畔ⅰ?控制總線：傳輸?shù)氖强刂菩畔?，包括CPU送出的控制命令和主存/外設(shè)反饋給CPU的狀態(tài)信號。,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,輸入輸出設(shè)備不能直接與CPU和主存的總線相連。因為輸入輸出設(shè)備往往都是機電、磁性或光學(xué)設(shè)備，比CPU和主存的速度慢得多。必須要有“中介”來處理速度上的差異，這個中介被稱為設(shè)備控制器或接口。,3.1.2.5 I/O設(shè)備的連接,計算機基礎(chǔ),第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成,,65,計算機基礎(chǔ),第三章 計算機硬件 第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成 第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理 第三節(jié) 微型計算機,第三章 計算機硬件,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,1945年6月馮諾依曼在一篇論文中第一次提出了計算機三個主要思想： 計算機硬件由五大基本部件組成 采用二進制來表示程序和數(shù)據(jù) 程序和數(shù)據(jù)都必須事先存儲在存儲器中 目前絕大多數(shù)計算機仍建立在這個思想的基礎(chǔ)上，稱之馮諾依曼型計算機。,3.2.1存儲程序概念,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,馮諾依曼結(jié)構(gòu)也稱普林斯頓結(jié)構(gòu)，是一種將程序指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器合并在一起的存儲器結(jié)構(gòu)。指令存儲地址和數(shù)據(jù)存儲地址指向同一個存儲器的不同物理位置。,3.2.2馮諾依曼結(jié)構(gòu),計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,69,一條指令由操作碼和地址碼兩部分組成。,3.2.3程序執(zhí)行的實例,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,070,執(zhí)行前主存和寄存器中的內(nèi)容,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,,第一條指令執(zhí)行后,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,072,,第二條指令執(zhí)行后,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,73,073,,+14,,-10,,第三條指令執(zhí)行后,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,073,,+14,,-10,,+4,,+4,第四條指令執(zhí)行后,計算機基礎(chǔ),第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理,,,+14,,-10,,+4,,+4,最后一條指令執(zhí)行后,計算機基礎(chǔ),第三章 計算機硬件 第一節(jié) 計算機系統(tǒng)的基本組成 第二節(jié) 計算機的存儲程序工作原理 第三節(jié) 微型計算機,第三章 計算機硬件,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.1微機的硬件組成,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,現(xiàn)代微機（臺式）一般至少擁有以下的組件： 1.顯示器 2.主板 3.中央處理器（CPU） 4.主存（隨機存取存儲器） 5.微機接口（如PCI等） 6.電源 7.光盤驅(qū)動器（CD、VCD、DVD、藍(lán)光光盤） 8.硬盤 9.鍵盤 10.鼠標(biāo),計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,主板（Motherboard, Mainboard）。典型的主板能提供一系列接口，供處理器、顯卡、聲卡、硬盤、存儲器、外部設(shè)備等連接。 主板上最重要的構(gòu)成組件是芯片組。而芯片組通常由北橋和南橋組成。這些芯片組為主板提供一個通用平臺供不同設(shè)備連接，控制不同設(shè)備的溝通。它亦包含對不同擴充插槽的支持，例如處理器、PCI、ISA、AGP和PCI Express。芯片組亦為主板提供額外功能，例如集成顯卡，集成聲卡。一些高檔主板還集成紅外通訊技術(shù)、藍(lán)牙和802.11（Wi-Fi）等功能。,,CPU,北橋,南橋,,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,北橋是基于Intel處理器的主板芯片組兩枚芯片中的一枚。北橋設(shè)計用來處理高速信號，通常處理中央處理器、隨機存取存儲器、AGP或PCI Express的端口，還有南橋之間的通信。 南橋是基于Intel處理器的主板芯片組兩枚芯片中的一枚。南橋設(shè)計用來處理低速信號，通過北橋與CPU聯(lián)系。南橋包含大多數(shù)外部設(shè)備接口、多媒體控制器和通信接口功能。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,大部分的主板會有 BIOS 存儲在 EEPROM 芯片內(nèi)，用于對主板作啟動的初始化；在啟動的過程中包含存儲器、周邊設(shè)備都會被測試以及做初始設(shè)置，這個過程稱為 加電自檢（POST），若是在 POST 的過程中出現(xiàn)錯誤，則主機會發(fā)出“嗶“聲或是出現(xiàn)錯誤消息在屏幕上。 主板通常有數(shù)條插槽供擴展之用。AGP插槽用來接上顯卡，現(xiàn)被PCI-Express 16x逐漸取代。PCI亦開始被PCI-Express取代。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,CPU是微型計算機的核心，它完成計算機所有的運算和控制工作。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,內(nèi)存條是將內(nèi)存集成電路封裝在一塊條形電路板上。 SDRAM在計算機中被廣泛使用，從起初的SDRAM到之后一代的DDR(或稱DDR1)，然后是DDR2和DDR3進入大眾市場，而DDR4現(xiàn)在也在籌劃中，預(yù)計在2012年投入市場。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（Synchronous Dynamic Random Access Memory，簡稱為SDRAM），是一種與系統(tǒng)時鐘同步的DRAM，取消了主存的等待時間，加快了系統(tǒng)速度。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，簡稱DDR SDRAM）為具有雙倍數(shù)據(jù)傳輸率之SDRAM，其數(shù)據(jù)傳輸速度為系統(tǒng)時鐘兩倍，由于速度增加，其傳輸效能優(yōu)于傳統(tǒng)的SDRAM。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,第二代雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器（Double-Data-Rate Two Synchronous Dynamic Random Access Memory，一般稱為DDR2 SDRAM），提供了相較于DDR SDRAM更高的運行性能與更低的電壓，是DDR SDRAM（雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取存儲器）的后繼者，也是現(xiàn)時流行的存儲器產(chǎn)品。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,第三代雙倍數(shù)據(jù)率同步動態(tài)隨機存取內(nèi)存（Double-Data-Rate Three Synchronous Dynamic Random Access Memory，一般稱為DDR3 SDRAM），提供了相較于DDR2 SDRAM更高的運行效能與更低的電壓，也是現(xiàn)時流行的內(nèi)存產(chǎn)品。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,顯卡又稱為顯示適配器，用來連接顯示器，目前臺式微型計算機有兩類顯卡可供選擇。 獨立顯卡上有自己的顯示核心芯片和顯存，不占用CPU和主存，其優(yōu)點是處理數(shù)據(jù)速度快，缺點是功耗比較高。 集成顯卡是指芯片組內(nèi)集成了顯示核心芯片，使用這種芯片組的主板可以在不需要獨立顯卡的情況下實現(xiàn)普通的顯示功能。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,獨立顯卡,GPU（圖形處理器）,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,輔助存儲器包括硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、移動硬盤等。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,微機電源是一個裝在金屬盒里的電子裝置，它能將220V的交流電轉(zhuǎn)換成微機所需要的直流電。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,上述硬件裝在微機的機箱里。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,微機的輸入/輸出設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機等。這些設(shè)備經(jīng)端口與主機相連。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.2微機主板的插槽,ISA - 8/16-bit，舊制式擴展插槽，現(xiàn)較少使用，16-bit版兼容于8-bit版。 EISA - 32-bit，兼容8-bit ISA與16-bit ISA。 PCI - 32/64-bit，較常用，能接上電視卡、聲卡。 AGP - 32-bit，顯卡用。 PCI-Express ，串行傳輸，1-bit～16-bit皆可，簡稱PCI-E，與ISA、PCI等相同，皆為通用型擴充槽。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,PCI（Peripheral Component Interconnect），外設(shè)互聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)，是一種連接主板和外部設(shè)備的總線標(biāo)準(zhǔn)。PCI是用于連接PC各種板卡，比如網(wǎng)卡、Modem卡、聲卡和視頻編輯卡等等。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,AGP（Accelerated Graphics Port），加速圖像處理端口，是主板上的一種高速點對點傳輸通道，供顯卡使用。目前大多數(shù)顯卡都使用圖形加速接口（AGP），少數(shù)電腦還在使用PCI接口顯卡。而新一代的PCI Express 接口來勢洶洶，大有取代AGP之勢。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,PCI Express，簡稱PCI-E，是電腦總線PCI的一種，它沿用了現(xiàn)有的PCI編程概念及通訊標(biāo)準(zhǔn)，但建基于更快的串行通信系統(tǒng)。PCI-E僅應(yīng)用于內(nèi)部互連。由于PCI-E是基于現(xiàn)有的PCI系統(tǒng)，只需修改物理層而無須修改軟件就可將現(xiàn)有PCI系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為PCI-E。PCI-E擁有更快的速率，以取代幾乎全部現(xiàn)有的內(nèi)部總線（包括AGP和PCI）。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,PCI Express X16插槽（圖片上方）和2個2 PCI Express X1插槽（圖片下方）,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,上為AGP顯卡，下為PCI Express顯卡。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.3微機內(nèi)部接口,IDE 接口 - 接駁硬盤、光盤驅(qū)動器和軟盤驅(qū)動器 SATA 接口 - 接駁硬盤和光盤驅(qū)動器,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,IDE，這是一種用于連接硬盤和光驅(qū)（CD和DVD）的并行總線，也稱作Parallel ATA（并行ATA）。最新版本的并行ATA使用40針，80線的扁平數(shù)據(jù)線來連接主板和驅(qū)動器。每條數(shù)據(jù)線最多可以連接2臺設(shè)備，需要將設(shè)備分別設(shè)置為主盤（master）和從盤（slave），這樣的設(shè)置一般通過驅(qū)動器上的跳線實現(xiàn)。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,IDE插座與排線,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,Serial ATA（SATA, Serial Advanced Technology Attachment），亦稱串行ATA，主要功能是用作主板和大量存儲設(shè)備（如硬盤及光盤驅(qū)動器）之間的數(shù)據(jù)傳輸。 SATA是已經(jīng)完全取代舊式PATA（Parallel ATA或稱IDE）的新型硬盤接口，因采用串行方式傳輸數(shù)據(jù)而得名。在數(shù)據(jù)傳輸上這一方面，SATA的速度比以往更加快捷，并支持熱插拔，使電腦運作時可以插上或拔除硬件。另一方面，SATA總線具備了比以往更強的糾錯能力，能對傳輸指令（不僅是數(shù)據(jù)）進行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯誤會自動矯正，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃浴?計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,SATA插座與排線,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,兩種接口的區(qū)別,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.4微機外部接口,COM接口 - 接駁舊式鼠標(biāo)、手寫板或其他工業(yè)電腦設(shè)備 LPT接口-接駁舊式打印機 PS/2接口 - 用來接駁鍵盤和鼠標(biāo)之用 USB 接口 - 接駁所有USB接口的裝備 火線接口 - 用來接駁專業(yè)的數(shù)字?jǐn)z錄機 網(wǎng)卡接口 - 連接上網(wǎng)或內(nèi)部網(wǎng) 顯卡接口 - D型口或DVI,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,COM口 串行接口，是指數(shù)據(jù)一位位地順序傳送，其特點是通信線路簡單，只要一對傳輸線就可以實現(xiàn)雙向通信，并可以利用電話線，從而大大降低了成本，特別適用于遠(yuǎn)距離通信，但傳送速度較慢。 LPT接口 并行接口，指采用并行傳輸方式來傳輸數(shù)據(jù)的接口標(biāo)準(zhǔn)。最常用的是8位，可通過接口一次傳送8個數(shù)據(jù)位。,110,串行接口,并行接口,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,PS/2是一種古老的接口，廣泛用于鍵盤和鼠標(biāo)的連接。PS/2接口一般都帶有顏色標(biāo)示，紫色用于連接鍵盤，綠色用于連接鼠標(biāo) 目前PS/2接口已經(jīng)慢慢的被USB所取代，但大部份的桌上型電腦仍然提供PS/2接口。有些鼠標(biāo)可以使用轉(zhuǎn)換器將接口由USB轉(zhuǎn)成PS/2，亦有可從USB分接成鍵盤鼠標(biāo)用PS/2接口的轉(zhuǎn)接線。還有USB供電不足時，用PS/2接口來補助（多用于移動硬盤）。 PS/2接口是不可以熱插拔的。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,PS/2插座,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,USB（Universal Serial Bus 通用串行總線）用于將鼠標(biāo)、鍵盤、移動硬盤、數(shù)碼相機或打印機等外設(shè)等連接到PC。理論上單個USB host控制器可以連接最多127個設(shè)備。 USB接口有3種類型： - Type A：一般用于PC - Type B：一般用于USB設(shè)備 - Mini-USB：一般用于數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、測量儀器以及移動硬盤等,,Type A,Type B,Mini- A,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,IEEE-1394是一種廣泛使用在數(shù)碼攝像機、外置驅(qū)動器以及多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的串行接口，蘋果公司又把它稱作Firewire（火線）。普通火線設(shè)備使用的6針線纜可提供電源，另外還有一種不提供電源的4針線纜。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,IEEE1394,6針,4針,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,RJ45接口 千兆以太網(wǎng)正在逐步取代百兆以太網(wǎng)。網(wǎng)線主要有兩種類型： - 直通線，最廣泛使用的雙絞線 - 交叉線，用于特殊情況下的連接 使用直通線的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備一般連接到交換機（switch）或集線器（hub）上，如果想要直接連接兩種同類設(shè)備，比如兩臺PC，則可以使用交叉線而無需通過交換機或集線器。,網(wǎng)口,網(wǎng)線,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,顯卡上的VGA顯示接口 顯示器使用一種15針Mini-D-Sub（又稱HD15）接口通過標(biāo)準(zhǔn)模擬界面連接到PC上。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,顯卡上的DVI顯示接口 DVI是一種主要針對數(shù)字信號的顯示界面，這種界面無需將顯卡產(chǎn)生的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成有損模擬信號，然后再在數(shù)字顯示設(shè)備上進行相反的操作。 因為數(shù)字顯示取代模擬顯示的進程還比較緩慢，目前這兩種技術(shù)還處于并存階段，現(xiàn)在的顯卡通?？梢灾С蛛p顯示器。廣泛使用的DVI-I接口可以同時支持模擬和數(shù)字信號。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,顯卡接口,DVI-I插頭,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.5微機的主要性能指標(biāo),主板 CPU RAM 硬盤 顯卡,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.5.1主板,采用的芯片組 支持的CPU（各種品牌各種型號） 支持內(nèi)存和高速緩存的能力 系統(tǒng)BIOS（BIOS芯片類型） I/O與I/O擴展系統(tǒng)（接口類型擴展槽個數(shù)）,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.5.2CPU,CPU 的頻率主要有主頻、外頻、FSB頻率等，其中，主頻是比較常見的，如P4 2.8GHz，P4 3.2GHz ，2.8GHz 、3.2GHz 指的都是主頻，主頻是 CPU 在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行運算的次數(shù)，在同規(guī)格下，主頻愈高，性能愈強。但是，高主頻往往會增大CPU的發(fā)熱量與功率，影響系統(tǒng)的壽命和穩(wěn)定性。 外頻是由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時鐘頻率。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,過去，前端總線頻率FSB與外頻是相同的，因此往往直接稱前端總線頻率為外頻。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，需要前端總線頻率高于外頻，使得前端總線頻率成為外頻的2倍、4倍甚至更高。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,CPU 的緩存可分為一級緩存（ L1 Cache ），二級緩存（ L2 Cache ） , 有的還會有三級緩存。一級緩存往往分為對等的指令緩存和數(shù)據(jù)緩存，容量很小但速度極快。二級緩存比一級緩存慢，但容量則大得多，主要用來存儲后備的指令與數(shù)據(jù)。三級緩存則比二級緩存更大，更慢。 二級緩存是CPU性能表現(xiàn)的關(guān)鍵之一，在CPU核心不變化的情況下，增加二級緩存容量能使性能大幅度提高。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.5.3內(nèi)存條,內(nèi)存容量是指該內(nèi)存條的存儲容量，是內(nèi)存條的關(guān)鍵性參數(shù)。內(nèi)存容量以MB作為單位， 1Byte=8bit；1KB=1024Byte；1MB=1024KB；1GB=1024MB；1TB=1024GB。 內(nèi)存頻率用來表示內(nèi)存的速度，以MHz（兆赫）為單位來計量的。內(nèi)存頻率越高在一定程度上代表著內(nèi)存所能達到的速度越快。目前較為主流的內(nèi)存頻率是333MHz和400MHz的DDR內(nèi)存，667MHz、800MHz和1066MHz的DDR2內(nèi)存，1066MHz、1333MHz、1600MHz的DDR3內(nèi)存。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,,內(nèi)存帶寬=內(nèi)存時鐘頻率內(nèi)存總線位數(shù)倍增系數(shù)/8。以DDR400內(nèi)存為例，它的運行頻率為200MHz，數(shù)據(jù)總線位數(shù)為64bit，由于上升沿和下降沿都傳輸數(shù)據(jù)，因此倍增系數(shù)為2，此時帶寬為：200642/8＝3.2GB/s,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.5.4獨立顯卡,顯示芯片核心（GPU）【運算能力】 顯存位寬【傳輸能力】：一個時鐘周期內(nèi)能傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，目前主流顯卡的顯存位寬有128Bit、256Bit、384Bit等。 顯存類型，目前顯存已經(jīng)經(jīng)過5代的進化，DDR、DDR2、DDR3、DDR4、DDR5，目前主流的是DDR3和DDR5。,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,顯存的帶寬是指顯存與顯示芯片之間交換數(shù)據(jù)的速度（單位為字節(jié)/秒）,它是決定顯卡性能和速度的主要因素，其計算公式為：顯存帶寬＝工作頻率顯存位寬/8。 顯存容量【存儲能力】 這個很好理解，跟內(nèi)存容量同理。其實這個參數(shù)是對顯卡的性能影響是最小的，提升到一定程度的容量后再提升對性能的提升不大，因為GPU處理的速度是有限的，就算顯存足夠大把數(shù)據(jù)放在那里也沒用。,,計算機基礎(chǔ),第三節(jié) 微型計算機,3.3.5.5硬盤,容量：磁盤存儲的信息總量。 緩沖區(qū)容量：硬盤的緩沖區(qū)大小。 轉(zhuǎn)速：磁盤的旋轉(zhuǎn)速度。 數(shù)據(jù)傳輸率：接口的傳輸速度。 接口標(biāo)準(zhǔn)：硬盤的接口可分為IDE和SATA兩種。,