《计算机硬件系统》PPT课件.ppt

1,第2章 微型计算机硬件系统,主要内容 2.1 主机系统 2.2 外存储器 2.3 输入输出设备 2.4 个人计算机配置,2,第2章 微型计算机硬件系统,微型计算机主要是指个人电脑PC(Personal Computer)，微型计算机系统的基本硬件配置有主机、显示器、键盘、鼠标等。,3,2.1 主机系统,中央处理器（CPU） 主板 内存储器 输入/输出接口 总线,4,一. 中央处理器,1. 中央处理器（CPU），又称为微处理单元（MPU） 2. 主要组成 1) 运算器 2) 控制器 3) 寄存器组,5,3. 主要技术指标 1)主频: (Mhz) 2)外频: CPU与周边设备传输数据的频率，具体是指CPU到芯片组之间的总线速度 3) 字长: 32位，64位等 4) 执行速度: (MIPS，百万个指令每秒) 5) 指令系统: CISC(复杂指令集计算机), RISC(精简指令集计算机) 6) Cache: 高速缓冲存储器，介于CPU和内存之间,一. 中央处理器,6,主板上集成了计算机的主要电路系统，并具有各种扩展插槽 CPU插座 内存插槽 主板芯片组 CMOS芯片：存放系统基本配置信息的CMOS部分和存放系统基本输入/输出信息的BIOS 软硬盘插槽 其他,二. 主板,7,二. 主板,8,在一般计算机中主要有两种存储系统,Cache存储系统,主存储器 高速缓冲存储器,硬件存储系统,主存储器 磁盘存储器,三. 内存储器,9,三. 内存储器,(1) 特点 存取速度较快，容量相对较小， (2) 分类 1) 随机存取存储器(RAM) 系统关机后其存放的信息会丢失 2) 只读存储器(ROM) 系统关机后其存放的信息不会丢失,10,三. 内存储器,其他形式的只读存储器： 可编程只读存储器PROM 可擦除的可编程的只读存储器E-PROM 闪存（flash）ROM CMOS (Complementary metal oxide互补金属氧化物半导体)存储器,11,三. 内存储器,12,四. 系统总线（BUS）,(1) 各部件之间传输信息的通道。 (2) 按层次结构分类 1) CPU总线: 地址总线（AB） 数据总线（DB） 控制总线（CB） 2) 系统总线: I/O通道，也有类,13,四. 系统总线（BUS）,14,四. 系统总线（BUS）,数据总线DB 双向，DB宽度称为字长，传输数据信号 地址总线AB 单向，AB宽度决定最大内存容量，传输 地址信息 控制总线CB 单向，但必须成对出现，传输控制信号,内存分为许多存储单元，每个存储单元都有一个唯一的编号，这个编号就叫做地址。,15,3) 外部总线:主机与外设的接口 IDE EIDE SATA SCSI（小型计算机系统接口） USB(通用串行总线) IEEE 1394,主要用于硬盘、光驱等设备接口,可连接多种外设,四. 系统总线（BUS）,16,2.3 外存储器,联机外存 脱机外存,硬磁盘,软磁盘 光盘 可移动磁盘 ,17,一.软盘驱动器与软盘存储器,1.软盘驱动器 特点：存储容量低（只有1.44MB）、存取速度慢、便于保存、携带和交换； 组成：软磁盘系统由软盘、软盘驱动器和软驱适配器组成； 作用：用于读取软盘上的数据。 从功能上讲，软盘驱动器是由盘片驱动系统、磁头定位系统、数据读写抹电路系统和状态检测系统等四部分组成的。,18,一.软盘驱动器与软盘存储器,2.软磁盘存储器:以扇区为存储单位 用柔软的聚醋酸材料制成圆形底片，在两个表面涂有磁性材料 (1)塑料外壳：由ABS塑料注塑而成，耐冲击、抗弯曲、起保护盘片的作用。 (2)金属环：它与驱动器主轴精密配合以带动盘片随主轴转动。 (3)盘片：是磁盘的核心，记录数据的载体，它在塑料外壳内。 (4)快门：当磁盘插入时软驱时，快门自动打开，露出读写窗口以便磁头读写。 (5)写保护：处于写保护状态时只能读出数据而不能进行写入操作。,19,写保护孔打开时不能写入,20,一.软盘驱动器与软盘存储器, 分两个面、间隔相等的同心圆划分磁道、圆心角相等的扇形（称扇区）。扇区字节数为512B。0磁道在外圈，最里圈79道。,磁面（Side） 磁道（Track） 扇区（Sector）, 软盘存储容量=磁盘面数磁道数扇区数512 即：28018512=1474560B=1.4MB（习惯称1.44MB),每扇区存储的信息量均为512B,21,二.硬盘驱动器与硬盘存储器,1. 磁盘工作原理 信息存储格式 1) 记录面 = 磁头数 2) 磁道: 3) 柱面： 4) 扇区： 每个扇区容量: 512字节,22,硬盘存储容量 计算公式： 扇区容量扇区数柱面数磁头数 例：已知某硬盘磁头数为16，柱面数为4096，扇区数为63 硬盘容量= 51263409616 2.1GB,二.硬盘驱动器与硬盘存储器,硬盘,23,2.硬盘的结构： 硬盘外部结构 ： 接口：包括电源接口插座和数据接口插座两部分 控制电路板：它包括主轴调速电路、磁头驱动与伺服定位电路、读写电路、高速缓存、控制与接口电路、ROM芯片、缓存（Cache）等 硬盘内部结构 内部结构：由磁头、盘片、主轴、电机、接口及其他附件组成 磁头驱动机构 盘片：盘片是硬盘存储数据的载体 主轴组件：包括主轴部件如轴承和马达等,二.硬盘驱动器与硬盘存储器,24,3.硬盘参数： 容量 数据传输率 平均寻道时间 硬盘高速缓存 硬盘主轴转速 单碟容量,二.硬盘驱动器与硬盘存储器,柱面数 磁头数 登陆区 扇区数,25,三.光盘驱动器与光盘存储器,1.光驱(CD-ROM)的发展历程 第一代光驱：标准型 第二代光驱：提速型 第三代光驱：发展型 第四代光驱：成熟型,26,三.光盘驱动器与光盘存储器,2.光盘驱动器的分类 (1) 只读光盘驱动器 CD-ROM (2) 一次可写光盘驱动器 CD-R (3) 可擦写光盘驱动器 CD-R/W (4) DVD光盘驱动器,27,三.光盘驱动器与光盘存储器,3.光驱的结构 由外托架、激光头、旋转马达、内部机芯、程序芯片、Fireware（固件）等组成 主要分控制面板（图2-13）和内部部件两大部分 其中内部机芯、程序芯片是决定光驱性能的主要部分,28,三.光盘驱动器与光盘存储器,光驱的工作原理 由激光头发出激光，根据反射信号来确定数据 凸凹区域的跳变来表示数据“1” 凸凹跳变之间的区域表示数据“0”，根据区域长度来确定“0”的个数 光驱读取数据的方式有CLV（恒定线速度）和CAV（恒定角速度）两种,29,三.光盘驱动器与光盘存储器,光盘数据能否被准确地读出主要取决于三个主要因素： 磁道聚焦，即聚焦于适当磁道的能力 径向聚焦，光束停留于某一磁道的能力 恒定的速率从螺旋状磁道上得到的恒定读出速率,30,三.光盘驱动器与光盘存储器,4.光盘的分类 按照物理格式划分 按照应用格式划分 按照读写限制划分 按照工作原理的不同,31,三.光盘驱动器与光盘存储器,5. CD光盘的物理构造 CD（Compact Disc）意为高密盘，称之为CD光盘，通过光学方式来记录和读取二进制信息的,32,四.移动存储设备,移动存储器：存储数据后可以随意移动、携带且即插即用的存储器产品 USB移动硬盘 U盘 闪存卡（Flash Memory） (1) CF卡（Compact Flash） (2) SM卡（Smart Media） (3) 记忆棒（Memory Stick） (4) MMC卡（Muliti Media Card） (5) SD卡（Secure Digital）,33,2.3 输入、输出设备,输入设备：外界信息(数据、程序、命令及各种信号)送入计算机的装置 1.键盘 2.鼠标 3.扫描仪 4.其他输入设备,34,2.3 输入、输出设备,输出设备：将计算机处理和计算后所得的结果以一种人们便于识别的形式(如字符、数值和图表等)记录、显示或打印出来的设备 1.显示器、显卡 2.打印机 多媒体设备及其他输入、输出设备,35,2.4 个人计算机配置(自学),36,主要部件的选购 CPU的选购：考虑价格的同时，兼顾架构类型、缓存大小等 主板的选购：前端总线频率(是否和CPU相符)、扩展性能、品质（材质）等 内存的选购：时钟频率、通道类型等 硬盘的选购：接口类型、读写速率、