第1章计算机系统组成部件

1、第第1章章 计算机系统组成部件计算机系统组成部件n1.1 计算机系统硬件组成计算机系统硬件组成n1.2 微处理器微处理器n1.3 主板主板n1.4 内存内存n1.5 外存储器外存储器n1.6 输入系统设备输入系统设备n1.7 显示系统设备显示系统设备n1.8 声卡和音箱声卡和音箱n1.9 机箱与电源机箱与电源1.1 计算机系统硬件组成计算机系统硬件组成n通常人们所说的计算机指的是办公室或者家里用的微型计算机，通常人们所说的计算机指的是办公室或者家里用的微型计算机，简称简称“微机微机”，又称为，又称为“个人计算机个人计算机”，简称，简称PC（Personal Computer）。）。n计算机系统

2、由两部分组成：一是硬件计算机系统由两部分组成：一是硬件，二是软件二是软件。n计算机的硬件是由电子器件和机电元件装置组成的，包括控制计算机的硬件是由电子器件和机电元件装置组成的，包括控制器、运算器、存储器、输入和输出设备。这是计算机系统的物器、运算器、存储器、输入和输出设备。这是计算机系统的物理实体。根据其外观特征及功能的不同，可划分为主机和外部理实体。根据其外观特征及功能的不同，可划分为主机和外部设备两大部分。设备两大部分。n主机包括主机包括CPU（微处理器）、主存储器、接口电路和总线。其微处理器）、主存储器、接口电路和总线。其中中CPU是计算机的核心，它的性能强弱直接决定着整个计算机是计算机

3、的核心，它的性能强弱直接决定着整个计算机的性能，是衡量计算机档次的一个重要指标。的性能，是衡量计算机档次的一个重要指标。返回首页1.1 计算机系统硬件组成计算机系统硬件组成n连接主机和外部设备的电路称为连接主机和外部设备的电路称为“I/O（输入输入输出）接口输出）接口” ，有了它，主机和外部设备之间，有了它，主机和外部设备之间就能传输信息、实现数据缓冲、完成不同格式就能传输信息、实现数据缓冲、完成不同格式的数据转换以及设备选择、优先权处理等。的数据转换以及设备选择、优先权处理等。 n为了能保存程序与数据资料，计算机系统还需为了能保存程序与数据资料，计算机系统还需要外部存储器，磁盘就是常用外部存

4、储器设备，要外部存储器，磁盘就是常用外部存储器设备，包括软磁盘和硬两盘两种，后者的容量要比前包括软磁盘和硬两盘两种，后者的容量要比前者大得多。者大得多。 1.1 计算机系统硬件组成计算机系统硬件组成图1-1 计算机系统硬件返回本节1.2 微处理器微处理器CPUn1.2.1 CPU的类别的类别n1.2.2 CPU的性能指标的性能指标返回首页1.2.1 CPU的类别的类别n1.2.1.1 Intel系列系列 n1.2.1.2 AMD系列系列n1.2.1.3 Cyrix系列系列 图1-2 几种不同类型的CPU芯片1.2.1 CPU的类别的类别n如图如图1-2所示，从外观上看，所示，从外观上看，CPU

5、是用陶瓷封是用陶瓷封装起来的；从封装形式上看，有传统针脚式的装起来的；从封装形式上看，有传统针脚式的Socket类型和插卡式的类型和插卡式的Slot类型两种。类型两种。CPU的的生产厂商现在主要有生产厂商现在主要有Intel、AMD、VIA等。其等。其中中Intel公司的公司的CPU市场占有率最高。目前市场市场占有率最高。目前市场上主流的上主流的CPU有：有：Intel公司的公司的Pentium III系系列、列、Celeron系列、系列、Pentium 4系列，系列，AMD的的K7、K8系列，系列，VIA的的Cyrix III系列等。系列等。n1Pentium III系列系列Pentium

6、III处理器是处理器是Intel于于1999年年2月推出的产品。现在市面月推出的产品。现在市面上见到的是上见到的是Pentium III Coppermine（铜矿），它采用了铜矿），它采用了0.18m mm的制造工艺，架构为的制造工艺，架构为Socket 370，配有配有256 KB的二级高的二级高速缓存，它是速缓存，它是1999年年10月底正式发布的。月底正式发布的。 n2Celeron系列系列 Celeron处理器的推出是处理器的推出是Intel为了夺回被为了夺回被AMD占领的低端市场而占领的低端市场而采取的重要措施之一。目前市面上常见的是最早发布于采取的重要措施之一。目前市面上常见的是

7、最早发布于2000年年3月月29日的日的Celeron II（赛扬二代，现在简称赛扬）。赛扬二代，现在简称赛扬）。n3Pentium 4系列系列 2000年年11月，月，Intel推出了新一代的推出了新一代的Pentium 4处理器，处理器，Pentium 4摒弃了以前摒弃了以前Pentium系列微处理器采用的系列微处理器采用的P6微架构微架构（内部架构），取而代之的是新设计的（内部架构），取而代之的是新设计的NetBurst（微架构结构）。微架构结构）。1.2.1.1 Intel系列系列 1.2.1.2 AMD系列系列K7系列系列CPU是是AMD公司推出的高性价比公司推出的高性价比CPU，又

8、可以又可以细分为细分为Thunderbird（雷鸟）和雷鸟）和（毒龙）系列。毒龙）系列。1毒龙处理器毒龙处理器Duron（毒龙）是毒龙）是AMD公司的低端产品，走的是低价公司的低端产品，走的是低价路线，其路线，其L1 Cache为为128KB、L2 Cache为为64KB、200MHz前端总线。前端总线。2雷鸟处理器雷鸟处理器Thunderbird（雷鸟）是雷鸟）是AMD公司的高端产品，其公司的高端产品，其L1 Cache为为128KB、L2 Cache为为256KB、200MHz前端总前端总线线（后期也采用后期也采用266MHz前端总线）。前端总线）。1.2.1.3 Cyrix系列系列 Cy

9、rix也是一家比较著名的也是一家比较著名的CPU制造商，但是由于制造商，但是由于其产品性能原因，无法与其产品性能原因，无法与Intel、AMD竞争，最终竞争，最终在在1999年被我国台湾地区的威盛（年被我国台湾地区的威盛（VIA）公司收购。公司收购。现在市场上现在市场上Cyrix系列的主流系列的主流CPU是是Cyrix III系列。系列。返回本节1.2.2 CPU的性能指标的性能指标n1主频、倍频和外频主频、倍频和外频CPU 主频又称为主频又称为 CPU 工作频率，即工作频率，即 CPU 内核运行时内核运行时的时钟频率。一般来说，主频越高，一个时钟周期内完的时钟频率。一般来说，主频越高，一个时

10、钟周期内完成的指令数也越多，当然成的指令数也越多，当然CPU 的速度也就越快了。不的速度也就越快了。不过由于不同过由于不同 CPU 的内部结构不尽相同，所以时钟频率的内部结构不尽相同，所以时钟频率相同的相同的 CPU 的性能并不一样。目前的性能并不一样。目前 CPU 的主频一般的主频一般都在都在1.7 GHz 以上。以上。CPU 外频是由主板为外频是由主板为 CPU 提供的基准时钟频率，也称提供的基准时钟频率，也称为前端总线频率（为前端总线频率（FSB）或系统总线频率，是或系统总线频率，是 CPU 与与主板芯片组、内存交换数据的频率，主板芯片组、内存交换数据的频率， CPU 外频远低于外频远低

11、于 CPU 的工作频率。目前的工作频率。目前Pentium 4 CPU 的外频有的外频有400 MHz 和和533 MHz两种。两种。返回本节CPU 内部的时钟信号是由外部输入的，在内部的时钟信号是由外部输入的，在 CPU 内部采用了时钟倍频技术，按一定比例提内部采用了时钟倍频技术，按一定比例提高输入时钟信号的频率，这个提高时钟频率的高输入时钟信号的频率，这个提高时钟频率的比例称为倍频。这三者之间的关系为：比例称为倍频。这三者之间的关系为： 主频主频=外频外频*倍频。倍频。 1.2.2 CPU的性能指标的性能指标2内存总线速度或系统前端总线速度（内存总线速度或系统前端总线速度（FSB）总线的主

12、要参数有：总线的主要参数有：（1）总线的带宽：即）总线的带宽：即总线速度，是总线速度，是指在一定时间内总线上可传指在一定时间内总线上可传送的数据量，即最大稳态数据传输率，单位为送的数据量，即最大稳态数据传输率，单位为MB/S；（2）总线的位宽：指总线能同时传送数据的位数，如总线的位宽：指总线能同时传送数据的位数，如32位、位、64位总线位宽；位总线位宽；（3）总线的工作频率：即总线工作的时钟频率，以）总线的工作频率：即总线工作的时钟频率，以MHz为单位，为单位，工作频率越高，则总线工作速度越快。工作频率越高，则总线工作速度越快。 一般来说，只单方面提高总线的位宽，或工作频率都只能部分一般来说，

13、只单方面提高总线的位宽，或工作频率都只能部分提高带宽，而且容易达到各自的极限，提高带宽，而且容易达到各自的极限， 只有两者配合，才能使只有两者配合，才能使总线的带宽得到更大的提升。通常可按下列公式计算带宽：总线的带宽得到更大的提升。通常可按下列公式计算带宽： 带宽带宽=总线的工作频率总线的位宽总线的工作频率总线的位宽/8 返回本节1.2.2 CPU的性能指标的性能指标n3工作电压工作电压 工作电压指的是指工作电压指的是指 CPU 正常工作时需要提供的电压正常工作时需要提供的电压值。早期的值。早期的 CPU 一般采用一般采用5V 电压，而现在使用的电压，而现在使用的 CPU 为了降低能耗，减小发

14、热以适应更高的工作频为了降低能耗，减小发热以适应更高的工作频率，都采用了较低的工作电压，如率，都采用了较低的工作电压，如3.3V、2.9V、2.2V、2.0V 等，最新的等，最新的P4 系列系列 CPU 使用使用1.5V 左左右的工作电压。右的工作电压。CPU 工作电压越低表示工作电压越低表示 CPU 制造工制造工艺越先进，也表示艺越先进，也表示 CPU 运行时耗电功率越小。运行时耗电功率越小。 n4地址总线宽度地址总线宽度n5数据总线宽度数据总线宽度返回本节1.2.2 CPU的性能指标的性能指标n6L1 /L2缓存缓存L1/L2 高速缓存（高速缓存（Cache）的容量和速度对提高整个系统的速

15、度的容量和速度对提高整个系统的速度起着关键作用。起着关键作用。L1 Cache是是 CPU 芯片内置的高速缓存，它对芯片内置的高速缓存，它对提高提高 CPU 的性能有显著作用，所以一些的性能有显著作用，所以一些 CPU 都在力争加大都在力争加大L1 Cache的容量。的容量。L2 Cache的设置是从的设置是从486时代开始的，它弥补了时代开始的，它弥补了L1 Cache容量的不足，以最大限度地减少主存对容量的不足，以最大限度地减少主存对 CPU 运行造运行造成的延缓。目前成的延缓。目前 CPU 的的L2 Cache分为内部和外部两种情况，分为内部和外部两种情况，设在设在 CPU 芯片内的芯片

16、内的L2 Cache其运行速度与主频相同，而设在其运行速度与主频相同，而设在 CPU 芯片外的芯片外的L2 Cache运行速度一般是主频的运行速度一般是主频的1/2。L2 Cache的容量对的容量对 CPU 性能的影响很大，尤其对提高性能的影响很大，尤其对提高2D图形处理速度图形处理速度有显著作用。有显著作用。 返回本节1.2.2 CPU的性能指标的性能指标1.3 主板主板n1.3.1 主板的结构主板的结构n1.3.2 主板的性能指标主板的性能指标返回首页1.3.1 主板的结构主板的结构n1.3.1.1 控制芯片组控制芯片组n 1.3.1.2 总线总线 n1.3.1.3 CPU插槽（或插座）、

17、内存插槽和扩插槽（或插座）、内存插槽和扩充插槽充插槽 n1.3.1.4 驱动器接口驱动器接口 n1.3.1.5 BIOSn计算机系统中用于连接各组成部件的设备就是主计算机系统中用于连接各组成部件的设备就是主板板，又称为系统板或母板又称为系统板或母板，是计算机系统中最基本是计算机系统中最基本最重要的部件之一。最重要的部件之一。n主板是安装在机箱内的一块矩形电路板，上面安主板是安装在机箱内的一块矩形电路板，上面安装了组成微机的主要电路系统。如图装了组成微机的主要电路系统。如图1-3所示，主所示，主板的主要部件有主板控制芯片组、板的主要部件有主板控制芯片组、CPU插槽、插槽、BIOS芯片、扩充插槽、

18、电源插座、内存插槽、芯片、扩充插槽、电源插座、内存插槽、IDE（硬盘、光驱）接口插座、软盘驱动器接口插硬盘、光驱）接口插座、软盘驱动器接口插座、串行口、并行口、座、串行口、并行口、PS/2接口、接口、USB接口。接口。1.3.1 主板的结构主板的结构图1-3 主板1.3.1 主板的结构主板的结构1.3.1.1 控制芯片组控制芯片组n1传统的南北桥结构传统的南北桥结构n2中心控制型结构中心控制型结构 n3整合芯片组整合芯片组 1.3.1.2 总线总线 n（1）CPU总线。包括地址线总线。包括地址线、数据线和控制线数据线和控制线，用来用来连接连接CPU和控制芯片。和控制芯片。n（2）存储总线。包括

19、地址线）存储总线。包括地址线、数据线和控制线数据线和控制线，用来用来连接存储控制器和连接存储控制器和DRAM。n（3）系统总线。也称为系统总线。也称为I/O通道总线，包括地址线通道总线，包括地址线、数数据线和控制线据线和控制线，用来与扩充插槽上的各种扩充功能板卡相用来与扩充插槽上的各种扩充功能板卡相连接。系统总线有多种标准，以适用于各种系统功能。连接。系统总线有多种标准，以适用于各种系统功能。n（4）外部总线。用来连接外设控制芯片，如主机板上）外部总线。用来连接外设控制芯片，如主机板上的的I/O控制器和键盘控制器等。控制器和键盘控制器等。 总线应用特点ISAIBM公司为286/AT电脑制订的总

20、线工业标准，也称为AT标准。传送数据宽度是16位，工作频率为8 MHz，数据传输率最高可达8 MB/s，目前正淡出市场MCAIBM公司专为其PS/2系统开发的微通道总线结构。由于执行的是使用许可证制度，因此未能得到有效推广EISAEISA集团（1988年由Compaq、HP、AST、NEC、Olivetti、Zenith、Tandy等组成）为32位CPU设计的总线扩展工业标准VESAVESA组织（1992年由IBM、Compaq等发起，有120多家公司参加）按Local Bus（局部总线）标准设计的一种开放性总线。但应用并不是很广泛PCISIG集团推出的总线结构。1992年起，先后有Intel

21、、HP、IBM、Apple、DEC、Compaq、NEC等著名的厂商加盟重新组建。该结构是解决外部设备接口的总线，传送数据宽度为32位，可以扩展到64位，工作频率为33 MHz，数据传输率可达132 MB/s528B/s，目前正广泛使用AGP即加速图形端口。它是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范。因为它是点对点连接，即连接控制芯片和AGP显示卡，因此严格说来，AGP也是一种接口标准，用于使用64位图形总线使CPU与内存连接，以提高计算机对图像的处理能力。目前的主板产品大多支持AGP表1-1 各种总线与应用特点总线性能ISA总线24位地址线可直接寻址的内存容量为16 MB，8/16位数据线最大

22、位宽为16位（bit），最高时钟频率为8 MHz，最大稳态传输率为16 MB/sEISA总线32位地址域直接寻址范围为4 GB，32位数据线最大时钟频率为8.3 MHz，最大传输率为33 MB/sPCI总线总线时钟频率为33.3 MHz/66 MHz，最大数据传输速率为133 MB/s，时钟同步方式与CPU及时钟频率无关，总线宽度为32位（5V）/64位（3.3V）表1-2 ISA、EISA、PCI总线各自的性能 1.3.1.3 CPU插槽（或插座）、内存插槽和扩充插槽插槽（或插座）、内存插槽和扩充插槽 n1CPU插座插座n2ATX电源插座电源插座 n3DIMM插槽与插槽与SIMM插槽插槽n4

23、ISA扩展槽和扩展槽和PCI扩展槽扩展槽 n5AGP插槽插槽 1.3.1.4 驱动器接口驱动器接口 n（1）I/O接口。接口。 n（2）并口。）并口。 n（3）串口。）串口。 n（4）PS/2接口。接口。n（5）USB接口。接口。 1.3.1.5 BIOS nBIOS是是Basic Input/Output System（基基本输入本输入/输出系统）的简称，它集成在主板上的输出系统）的简称，它集成在主板上的一个一个ROM芯片中，其中包括了一组例行程序，芯片中，其中包括了一组例行程序，如基本输入如基本输入/输出程序、系统信息设置程序、开输出程序、系统信息设置程序、开机上电自检程序和系统启动自举程

24、序。另外还机上电自检程序和系统启动自举程序。另外还有内部的诊断程序和一些应用程序。一块主板有内部的诊断程序和一些应用程序。一块主板的性能先进与否和主板的的性能先进与否和主板的BIOS程序功能是否强程序功能是否强劲有着密切的关系。劲有着密切的关系。返回本节1.3.2 主板的性能指标主板的性能指标n主板的主要性能指标有：主板的主要性能指标有： n（1）支持）支持CPU的种类和频率。的种类和频率。n（2）控制芯片组的型号。）控制芯片组的型号。n（3）总线频率。）总线频率。n（4）支持内存的种类和容量。）支持内存的种类和容量。n（5）扩充插槽类型和数量。）扩充插槽类型和数量。n（6）各种接口的种类和数

25、量。）各种接口的种类和数量。n（7）主板）主板BIOS功能和版本号。功能和版本号。 返回本节1.4 内存内存n1.4.1 内存的类型内存的类型n1.4.2 内存的结构内存的结构n1.4.3 内存的技术指标内存的技术指标n1.4.4 内存条和高速缓存内存条和高速缓存返回首页1.4.1 内存的类型内存的类型n存储器按功能分为只读存储器（存储器按功能分为只读存储器（ROM）和随机存储器（和随机存储器（RAM）两种。两种。 RAM分又为分又为 SRAM（静态随机存储器）和静态随机存储器）和DRAM（动态动态随机存储器）两种。随机存储器）两种。 1DDR SDRAM内存型号内存型号 n（1）PC200/

26、1600。 n（2）DDR266/PC2100。 n（3）DDR333/PC2700。2RDRAM内存常见型号内存常见型号 n（1）PC600。 n（2）PC700。 n（3）PC800。 n（4）PC1066。1.4.2 内存的结构内存的结构n1PCB板板 n2内存颗粒内存颗粒 n3内存颗粒空位内存颗粒空位 n4电容与电阻电容与电阻 n5内存固定卡内存固定卡n6内存脚缺口内存脚缺口n7金手指金手指 n8SPD（串行存在探测）串行存在探测）通过下面图通过下面图1-5来了解内存的基本结构。来了解内存的基本结构。图1-5 内存1.4.3 内存的技术指标内存的技术指标n1内存容量内存容量n2内存速度

27、内存速度 n3奇偶校验奇偶校验n4ECC（错误检查与校正）错误检查与校正）n5存取时间存取时间 n6内存带宽内存带宽 返回本节1.4.4 内存条和高速缓存内存条和高速缓存n1.4.4.1 内存条内存条 n1.4.4.2 系统高速缓存系统高速缓存 1.4.4.1 内存条内存条 早期系统的主存储器都是固定安装在主板上，它是早期系统的主存储器都是固定安装在主板上，它是由许多存储芯片组成的，通常为由许多存储芯片组成的，通常为256 KB。目前系统的目前系统的主存储器都是内存条安装在主板上的。主存储器都是内存条安装在主板上的。内存条由印刷电路板和内存芯片构成，采用存储器内存条由印刷电路板和内存芯片构成，

28、采用存储器芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决定。芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决定。 内存的速度要由内存总线和内存芯片的速度配合来内存的速度要由内存总线和内存芯片的速度配合来实现。通常，总线速度用其工作时钟的频率来表示，比实现。通常，总线速度用其工作时钟的频率来表示，比如如33 MHz、66 MHz、100 MHz、133 MHz和和1508 MHz总线等。而存储器芯片的速度用其存取时间来表总线等。而存储器芯片的速度用其存取时间来表示，比如示，比如25 ns、20 ns、15 ns、10 ns和和7 ns等。等。 1.4.4.2 系统高速缓存系统高速缓存 n主存储器的高速缓冲

29、存储器也称为主存储器的高速缓冲存储器也称为Cache，它由存取它由存取速度较高的速度较高的SRAM（静态存储器）静态存储器）芯片构成。速度远高芯片构成。速度远高于主存的于主存的DRAM（动态动态存储器），目前可达几纳秒。存储器），目前可达几纳秒。 nCPU和内存是主机的基本构成，它们决定着系统的速和内存是主机的基本构成，它们决定着系统的速度。度。 n把把SRAM的高速度和的高速度和DRAM的大容量相结合构成系统的大容量相结合构成系统内存，是目前提高系统内存访问速度的有效方法。内存，是目前提高系统内存访问速度的有效方法。n高速缓存技术也用于图形加速卡、硬盘、光驱、扫描高速缓存技术也用于图形加速卡

30、、硬盘、光驱、扫描仪和数码相机等高速设备。仪和数码相机等高速设备。 1.5 外存储器外存储器n1.5.1 软盘和软盘驱动器软盘和软盘驱动器n1.5.2 硬盘驱动器硬盘驱动器n1.5.3 光盘驱动器光盘驱动器返回首页1.5.1 软盘和软盘驱动器软盘和软盘驱动器1 软盘软盘 软磁盘（软磁盘（Floppy Diskette，简称软盘）是一种涂有磁简称软盘）是一种涂有磁性介质的聚酯薄膜圆盘，盘片较柔软，因此称为软盘。性介质的聚酯薄膜圆盘，盘片较柔软，因此称为软盘。 2 软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器（记为软盘驱动器（记为 FDD）简称软驱，是用来驱动软盘简称软驱，是用来驱动软盘旋转并同时对软盘进行读出

31、或向软盘写入数据的设备。旋转并同时对软盘进行读出或向软盘写入数据的设备。它主要包括两部分，一部分是机械驱动部分，主要用来它主要包括两部分，一部分是机械驱动部分，主要用来驱动磁盘旋转并驱使磁头移动；另一部分是控制电路部驱动磁盘旋转并驱使磁头移动；另一部分是控制电路部分，主要用来控制磁头定位、数据读写及状态检测等。分，主要用来控制磁头定位、数据读写及状态检测等。 3 . 闪盘又称闪盘又称U盘，是一种新型的存储器，全称为盘，是一种新型的存储器，全称为USB移动存储器，其外型如图移动存储器，其外型如图1-6所示。相比所示。相比1.44 MB容量容量的软盘，的软盘，USB盘具有极大的优势，具有容量大、防

32、磁、盘具有极大的优势，具有容量大、防磁、防震、防潮的特点，其性能优良，大大加强了数据的安防震、防潮的特点，其性能优良，大大加强了数据的安全性。全性。USB盘可重复使用，性能稳定，可反复擦写达盘可重复使用，性能稳定，可反复擦写达100万次，数据至少可保存万次，数据至少可保存10年。年。 图1-6 U盘返回本节1.5.2 硬盘驱动器硬盘驱动器n1.5.2.1 硬盘的结构和原理硬盘的结构和原理n1.5.2.2 硬盘接口硬盘接口n1.5.2.3硬盘的性能指标硬盘的性能指标1.5.2.1 硬盘的结构和原理硬盘的结构和原理硬盘是一种磁介质的外部存储设备，数据存储在密封、洁净的硬盘硬盘是一种磁介质的外部存储

33、设备，数据存储在密封、洁净的硬盘驱动器内腔的多片磁盘片上，这些盘片一般是在铝合金基片的表面驱动器内腔的多片磁盘片上，这些盘片一般是在铝合金基片的表面涂上磁介质所形成。在磁盘片的每一面上，以转动轴为轴心，被划涂上磁介质所形成。在磁盘片的每一面上，以转动轴为轴心，被划分成若干个同心圆磁道；每个磁道又划分为若干个扇区，数据就按分成若干个同心圆磁道；每个磁道又划分为若干个扇区，数据就按扇区存放在硬盘上；在磁盘片的每一面都相应地有一个读写磁头，扇区存放在硬盘上；在磁盘片的每一面都相应地有一个读写磁头，所有盘片相同位置的磁道就构成了所谓的柱面。所有盘片相同位置的磁道就构成了所谓的柱面。 图1-7 硬盘内部

34、结构1.5.2.2 硬盘接口硬盘接口1ST506/412接口与接口与ESDI接口接口ST506/412是是PC/XT、AT时代的接口标准时代的接口标准2SCSI接口接口（小型计算机系统接口）是一种系统级的接口，支小型计算机系统接口）是一种系统级的接口，支持硬盘的容量突破了持硬盘的容量突破了528 MB的限制，可以同时挂接的限制，可以同时挂接7个不同的个不同的设备。设备。3IDE接口接口 IDE（集成驱动器电气接口）接口是目前通用的硬集成驱动器电气接口）接口是目前通用的硬盘接口标准，亦即盘接口标准，亦即ATA接口标准。接口标准。 4IEEE 1394接口接口IEEE 1394并不是硬盘专用接口，

35、但它却可以方便地连接包括硬并不是硬盘专用接口，但它却可以方便地连接包括硬盘在内的盘在内的63个不同设备，并支持即插即用和热插拔。个不同设备，并支持即插即用和热插拔。1.5.2.3 硬盘的性能指标硬盘的性能指标n1容量：硬盘的容量以兆字节（容量：硬盘的容量以兆字节（MB）或千兆字节（或千兆字节（GB）为为单位。单位。n2转速：转速：转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为rpm。n3平均访问时间：平均访问时间：平均访问时间是指磁头从起始位置到达目平均访问时间是指磁头从起始位置到达目标磁道找到要读写的数据扇区所需的时间。标磁道找到要读写的数据扇区所需的时间。

36、n4数据传输速率：硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速数据传输速率：硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒（度，单位为兆字节每秒（MB/s）。）。n5缓存（缓存（Cache）：）：与主板上的高速缓存（与主板上的高速缓存（RAM Cache）一一样，硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问样，硬盘缓存的目的是为了解决系统前后级读写速度不匹配的问题，以提高硬盘的读写速度。题，以提高硬盘的读写速度。 1.5.3 光盘驱动器光盘驱动器n1.5.3.1CD-ROM结构及工作原理结构及工作原理n1.5.3.2光驱的主要技术指标光驱的主要技术指标n1.5.3.3光驱的接口光驱的

37、接口n1.5.3.3 光驱的其他产品光驱的其他产品1.5.3.1 CD-ROM光驱结构及工作原理光驱结构及工作原理CD-ROM是一种只读光盘驱动设备，简称光驱。它是采用光是一种只读光盘驱动设备，简称光驱。它是采用光学方式的读出装置，存储信息的光盘具有标准化、大容量、学方式的读出装置，存储信息的光盘具有标准化、大容量、检索方便、信息保存时间长（最长可达检索方便、信息保存时间长（最长可达100年之久）、价格年之久）、价格低廉等优点，并且作为多种信息的载体，可同时有效地存储低廉等优点，并且作为多种信息的载体，可同时有效地存储文字、声音、图像、动画、视频等多种信息，因此光驱已成文字、声音、图像、动画、

38、视频等多种信息，因此光驱已成为微型机不可缺少的配置。为微型机不可缺少的配置。 1.5.3.1 光驱的主要技术指标光驱的主要技术指标1平均数据传输率：数据传输率直接决定光驱的速度，现有平均数据传输率：数据传输率直接决定光驱的速度，现有光驱的主流是光驱的主流是40X以上的光驱（以上的光驱（1X=150KB/S）。）。2平均读取时间：平均读取时间：它是指激光头定位并读取数据所需的平均它是指激光头定位并读取数据所需的平均时间。时间。3缓存：光驱中的电机旋转速度有限，可用光驱的缓冲区来缓存：光驱中的电机旋转速度有限，可用光驱的缓冲区来弥补速度上的不足。弥补速度上的不足。4纠错能力：纠错能力：光驱的纠错能

39、力的好坏很难有一个固定标准，光驱的纠错能力的好坏很难有一个固定标准，通常方法就是在买光驱时放一张通常方法就是在买光驱时放一张“烂盘烂盘”，看光驱能否顺利，看光驱能否顺利读过，这样来辨别光驱的纠错能力。读过，这样来辨别光驱的纠错能力。 1.5.3.2 光驱的接口光驱的接口n1SCSI接口接口SCSI接口的好处在于可以连接多个不同设备，接口的好处在于可以连接多个不同设备，并且占用较少的并且占用较少的CPU资源。资源。n2IDE接口接口IDE已成为目前光驱的主流接口。在已成为目前光驱的主流接口。在586以上以上的系统，的系统，IDE接口已集成在主板上，不少的声接口已集成在主板上，不少的声卡也提供卡也

40、提供IDE接口，这使得光驱的安装更为简接口，这使得光驱的安装更为简单。单。 1.5.3.3 光驱的其他产品光驱的其他产品n1CD-R/RWCD-R/RW光盘刻录机，严格讲是指光盘刻录机，严格讲是指CD-R和和CD-RW两种。两种。其中，其中，CD-R刻录机只能一次性的写入，使用的刻录机只能一次性的写入，使用的盘片是盘片是CD-R；而而CD-RW刻录机则能反复读刻录机则能反复读/写，所使用的写，所使用的盘片是盘片是CD-RW。n2DVD-ROM驱动器驱动器DVD最初的含义是数字视频光盘，从本质上说，它是一最初的含义是数字视频光盘，从本质上说，它是一种超级的高密度光盘。与种超级的高密度光盘。与CD

41、-ROM相比，相比，DVD使用波长使用波长更短的红色激光，可读取更小的凹坑和更密的光道。因更短的红色激光，可读取更小的凹坑和更密的光道。因此使用同样大小的光盘，此使用同样大小的光盘，CD-ROM可存储可存储680 MB的数的数据，而据，而DVD却可存储却可存储4.7 GB的数据，相当于的数据，相当于7张张CD-ROM盘的总容量。盘的总容量。 1.6 输入系统设备输入系统设备n1.6.1 键盘键盘n1.6.2 鼠标鼠标n1.6.3 扫描仪扫描仪n1.6.4 数码相机数码相机返回首页1.6.1 键盘键盘n键盘是计算机中最基本的输入设备，用于输入键盘是计算机中最基本的输入设备，用于输入命令和数据。命

42、令和数据。图1-9 104键盘1.6.2 鼠标鼠标n设计鼠标的初衷是为了设计鼠标的初衷是为了使计算机的操作更加简便，使计算机的操作更加简便，并代替键盘烦琐的指令。并代替键盘烦琐的指令。现在市面上的鼠标种类很现在市面上的鼠标种类很多，按其结构可分为机械多，按其结构可分为机械式、光电式、轨迹球式等。式、光电式、轨迹球式等。n鼠标的接口分为三种，鼠标的接口分为三种，串口、串口、PS/2口及口及USB口。口。 图1-10 鼠标外观 1.6.3 扫描仪扫描仪n1.6.3.1 扫描仪的基本原理扫描仪的基本原理n1.6.3.2 扫描仪的技术参数扫描仪的技术参数n 图图1-11 扫描仪外型结构扫描仪外型结构图

43、图1-11 扫描仪外型结构扫描仪外型结构1.6.3.1 扫描仪的基本原理扫描仪的基本原理n扫描仪是一种光机电一体的高科技产品，是把传统的模拟扫描仪是一种光机电一体的高科技产品，是把传统的模拟影像转化为数字影像机的设备。目前扫描仪已被广泛应用于影像转化为数字影像机的设备。目前扫描仪已被广泛应用于各类图形图像处理、出版、印刷、广告制作、办公自动化、各类图形图像处理、出版、印刷、广告制作、办公自动化、多媒体、图文数据库、图文通信、工程图纸输入等许多领域。多媒体、图文数据库、图文通信、工程图纸输入等许多领域。 n从最基本的原理讲，扫描仪是把模拟数据转换为数字数据。从最基本的原理讲，扫描仪是把模拟数据转

44、换为数字数据。在扫描一幅图像的时候，光源照射到图像反射回来，根据图在扫描一幅图像的时候，光源照射到图像反射回来，根据图像不同地方亮暗程度的不同，形成强弱不等的反射光线，反像不同地方亮暗程度的不同，形成强弱不等的反射光线，反射光线穿过透镜焦距在镜头另一端的感光元件射光线穿过透镜焦距在镜头另一端的感光元件CCD上，上，CCD将光学信号转换为相应的电信号，这些电信号最终通过将光学信号转换为相应的电信号，这些电信号最终通过A/D转换器转换为微型机所能识别的数字信号，然后经接口转换器转换为微型机所能识别的数字信号，然后经接口到微型机到微型机 1.6.3.2 扫描仪的技术参数扫描仪的技术参数n1感光器件：

45、目前市场上平板扫描仪所使用的感光感光器件：目前市场上平板扫描仪所使用的感光器件主要有器件主要有CCD（电荷耦合器）电荷耦合器）。n 2分辨率：分辨率：分辨率是指扫描仪光学系统可以采集的分辨率是指扫描仪光学系统可以采集的实际信息量，通常用每英寸长度上的点数为单位。实际信息量，通常用每英寸长度上的点数为单位。n3色彩位数：色彩位数：色彩位数又称为色深或色阶，是表示色彩位数又称为色深或色阶，是表示扫描仪捕获色彩或灰度层次信息的指标，单位为扫描仪捕获色彩或灰度层次信息的指标，单位为 bit（位）。位）。n 4接口接口 :扫描仪的接口主要有扫描仪的接口主要有EPP接口、接口、USB接口接口和和 SCSI

46、接口三种。接口三种。1.6.4 数码相机数码相机n1.6.4.1 1.6.4.1 数码相机的基本原理数码相机的基本原理n1.6.4.2 1.6.4.2 数码相机的技术参数数码相机的技术参数图1-12 数码相机外型结构 1.6.4.1 数码相机的基本原理数码相机的基本原理n数码相机是一种能够进行拍摄，并把拍摄到的景数码相机是一种能够进行拍摄，并把拍摄到的景物图像处理成以数字格式存放的特殊照相机，也称物图像处理成以数字格式存放的特殊照相机，也称为数字式相机。为数字式相机。n数码相机并不使用胶片，而使用半导体存储器来数码相机并不使用胶片，而使用半导体存储器来保存图像。它的核心部件是保存图像。它的核心

47、部件是CCD图像传感器，可将图像传感器，可将光线作用转化为电荷，再通过光线作用转化为电荷，再通过A/D转换芯片转换成转换芯片转换成数字信号，经过压缩以后由内部的存储器存储。数字信号，经过压缩以后由内部的存储器存储。1.6.4.2 数码相机的技术参数数码相机的技术参数n1感光度的感光度的ISO等效值等效值数码相机用数码相机用ISO等效值来度量动态范围，相当于普通胶等效值来度量动态范围，相当于普通胶卷的感光度。卷的感光度。 n2拍摄延迟拍摄延迟拍摄延迟是指拍摄第一张与第二张之间需要间隔的时间。拍摄延迟是指拍摄第一张与第二张之间需要间隔的时间。n3可存储张数可存储张数就内置存储器而言，数码相机能存储

48、的照片张数决定于就内置存储器而言，数码相机能存储的照片张数决定于照片的分辨率、采用的压缩技术和存储器的容量。照片的分辨率、采用的压缩技术和存储器的容量。 返回本节1.7 显示系统设备显示系统设备n1.7.1 显示卡显示卡n1.7.2 显示器显示器返回首页1.7.1 显示卡显示卡n1.7.1.1 显示芯片显示芯片n1.7.1.2 显示内存显示内存 n1.7.1.3 RAMDACn1.7.1.4 显示卡接口显示卡接口图1-13 显示卡显示卡又称显卡、显示适配器。显卡的主要作用是负责显示卡又称显卡、显示适配器。显卡的主要作用是负责将将CPU送来的影像数据处理成显示器可以接受的格式，送来的影像数据处理

49、成显示器可以接受的格式，再送到显示屏上形成影像。显卡一般是一块独立的卡板，再送到显示屏上形成影像。显卡一般是一块独立的卡板，通过扩展槽插接在主机板上，也有的显卡是直接集成在通过扩展槽插接在主机板上，也有的显卡是直接集成在主机板上的主机板上的。 1.7.1.1 显示芯片显示芯片n显示芯片是显卡的核心，显示芯片是显卡的核心，CPU的速度再快也无法对如的速度再快也无法对如此庞大的数据量进行处理，因此显示芯片便责无旁贷地此庞大的数据量进行处理，因此显示芯片便责无旁贷地担负起担负起“硬件加速硬件加速”的工作。它是显示卡上最大的芯片，的工作。它是显示卡上最大的芯片，中高档芯片一般都有散热片和散热风扇。中高

50、档芯片一般都有散热片和散热风扇。n目前市面上几乎所有显示芯片均已是目前市面上几乎所有显示芯片均已是3D加速芯片。加速芯片。3D加速芯片除了需要处理加速芯片除了需要处理X轴和轴和Y轴像素外，还要增加轴像素外，还要增加一个一个Z缓存来存储景物的深度信息，并用于三维物体的缓存来存储景物的深度信息，并用于三维物体的消隐算法。消隐算法。Z缓存位数越高，显示芯片所提供的景物纵缓存位数越高，显示芯片所提供的景物纵深感就越精确。深感就越精确。 1.7.1.2 显示内存显示内存 n1显示内存的种类显示内存的种类n显存的种类有显存的种类有EDORAM、MDRAM、SDRAM、SGRAM、VRAM、WRAM、DDR

51、等许多种。等许多种。n 2显存的容量与系统内存一样，也是多多益善。显显存的容量与系统内存一样，也是多多益善。显存越大，可以存储的图像数据就越多，支持的分辨率与存越大，可以存储的图像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高。以下是计算显存容量与分辨率关系的颜色数也就越高。以下是计算显存容量与分辨率关系的公式：公式： 所需显存所需显存=图形分辨率图形分辨率色彩精度色彩精度/8n3显存的速度显存的速度显存的速度一般以显存的速度一般以ns为单位。常见的显存有为单位。常见的显存有7 ns、6 ns、5.5 ns、5 ns、4 ns，甚至甚至3.8 ns的显存。的显存。1.7.1.3 RAMDACnRAM

52、DAC（随机存储器数模转换器）是显示随机存储器数模转换器）是显示卡上负责数模转换的部件。衡量卡上负责数模转换的部件。衡量RAMDAC的指的指标是速度，它将直将影响到画面的刷新率。目标是速度，它将直将影响到画面的刷新率。目前市面上绝大多数显示卡的前市面上绝大多数显示卡的RAMDAC速度都已速度都已在在170 MHz以上，而高档显示芯片的以上，而高档显示芯片的RAMDAC速度更是达到了速度更是达到了300 MHz以上，这以上，这对高分辨图形处理很重要。对高分辨图形处理很重要。1.7.1.4 显示卡接口显示卡接口n1总线接口总线接口目前市面上的显示卡有目前市面上的显示卡有PCI与与AGP两种接口。两

53、种接口。 n2输出接口输出接口 显示器接口是显示卡和显示器的接口，一般为显示器接口是显示卡和显示器的接口，一般为一个一个15针针D型接口。也有一些显示卡有双显示型接口。也有一些显示卡有双显示器接口，可以同时连接两台显示器。器接口，可以同时连接两台显示器。返回本节1.7.2 显示器显示器n1.7.2.1 显示器的分类与原理显示器的分类与原理n1.7.2.2 显示器的性能指标显示器的性能指标n1.7.2.3 CRT显示器的涂层显示器的涂层n1.7.2.4 环保与安全性能环保与安全性能n1.7.2.5 控制方式控制方式1.7.2.1 显示器的分类与原理显示器的分类与原理n根据显像原理划分，显示器可分

54、为根据显像原理划分，显示器可分为CRT显示器（阴极显示器（阴极射线管显示器）、射线管显示器）、LCD显示器（液晶矩阵平面显示器）显示器（液晶矩阵平面显示器）和等离子显示器等。其中常见的是和等离子显示器等。其中常见的是CRT显示器和显示器和LCD显显示器，如图示器，如图1-14所示。所示。图1-14 显示器n1CRT显示器显示器CRT显示器是目前桌面电脑的主流。一个典型的光栅式显示器是目前桌面电脑的主流。一个典型的光栅式CRT由电子枪、偏转线圈、遮罩（荫罩）、荧光层四部分由电子枪、偏转线圈、遮罩（荫罩）、荧光层四部分组成。其显示原理可简单概括如下：组成。其显示原理可简单概括如下：当显示器收到计算

55、机（显示卡）传来的视频信号后，通过当显示器收到计算机（显示卡）传来的视频信号后，通过转换电路转换为特定强度的电压，电子枪根据这些高低不转换电路转换为特定强度的电压，电子枪根据这些高低不定的电压发射出一定数量的阴极电子，形成电子束。电子定的电压发射出一定数量的阴极电子，形成电子束。电子束经过聚焦和加速后，在偏转线圈的作用下穿过遮罩上的束经过聚焦和加速后，在偏转线圈的作用下穿过遮罩上的小孔，打在荧光层上，从而形成一个发光点。彩色显示器小孔，打在荧光层上，从而形成一个发光点。彩色显示器则由三支电子枪分别发射不同强度的电子束，并打在荧光则由三支电子枪分别发射不同强度的电子束，并打在荧光层上对应的红（层

56、上对应的红（R）、）、绿（绿（G）、）、蓝（蓝（B）色点上，三点发色点上，三点发出的光线叠加后，就成为人们看到的某种颜色的色光。出的光线叠加后，就成为人们看到的某种颜色的色光。n2LCD显示器显示器 n根据采用技术的不同，根据采用技术的不同，LCD显示器可分为显示器可分为DSTN与与TFT两种。两种。 nDSTN即无源阵列即无源阵列LCD，属于平板显示器中的初级产属于平板显示器中的初级产品。品。DSTN的显示图像不够清晰，色彩饱和度和对比度的显示图像不够清晰，色彩饱和度和对比度较差，此外响应速度也比较迟钝。较差，此外响应速度也比较迟钝。 nTFT即有源阵列，它在即有源阵列，它在LCD面板中连接

57、了一个晶体管面板中连接了一个晶体管阵列，每个像素由独立的晶体管进行控制。阵列，每个像素由独立的晶体管进行控制。TFT显示器显示器色彩艳丽、图像清晰、视角较宽，在刷新率方面已接近色彩艳丽、图像清晰、视角较宽，在刷新率方面已接近CRT显示器。显示器。 1.7.2.2 显示器的性能指标显示器的性能指标n1CRT显示器的性能指标显示器的性能指标n（1）屏幕尺寸与可视面积。）屏幕尺寸与可视面积。 n（2）点距。）点距。 n（3）扫描方式。）扫描方式。n（4）分辨率。）分辨率。 n（5）行频、场频与带宽）行频、场频与带宽 n2液晶显示器的性能指标液晶显示器的性能指标n（1）尺寸。）尺寸。 n（2）可视角度

58、。）可视角度。 n（3）点距。）点距。n（4）亮度、对比度。）亮度、对比度。 n（5）响应时间。）响应时间。 n（6）分辨率。）分辨率。 n（7）显示颜色数。）显示颜色数。 1.7.2.3 CRT显示器的涂层显示器的涂层n（1）AGAS，即防眩、防静电涂层，通过在即防眩、防静电涂层，通过在荧光屏表面喷涂一种矽材料，以扩散光线。荧光屏表面喷涂一种矽材料，以扩散光线。 n（2）ARAS，即防反射、防静电涂层即防反射、防静电涂层。ARAS的涂层材料是一种具有多层结构的透明电解质，的涂层材料是一种具有多层结构的透明电解质，可有效抑制光线的反射，同时又不会扩散反射可有效抑制光线的反射，同时又不会扩散反射

59、光，因而图像清晰度比光，因而图像清晰度比AGAS要好。要好。n（3）表面蚀刻。这是通过直接对荧光屏的玻）表面蚀刻。这是通过直接对荧光屏的玻璃表面进行蚀刻和研磨处理，以减少外界光线璃表面进行蚀刻和研磨处理，以减少外界光线的干扰。这种方法本身不具备防静电功能。的干扰。这种方法本身不具备防静电功能。1.7.2.4 环保与安全性能环保与安全性能n除了环保节能以外，显示器还应该具有防辐射功能，相除了环保节能以外，显示器还应该具有防辐射功能，相信没有人会愿意工作在一个充满有害光线或电磁波的环境信没有人会愿意工作在一个充满有害光线或电磁波的环境中。显示器的防辐射（安全）标准主要有以下三个。中。显示器的防辐射

60、（安全）标准主要有以下三个。n（1）MPR-II标准：这是目前大多数显示器所支持的辐标准：这是目前大多数显示器所支持的辐射标准，最早由瑞典劳工部提出，主要规定了电场和磁场射标准，最早由瑞典劳工部提出，主要规定了电场和磁场的最高许可范围。的最高许可范围。n（2）TCO 92：这是瑞典这是瑞典TCO组织于组织于1991年特别为交年特别为交流电场制定的标准，比流电场制定的标准，比MPR-II更为严格。更为严格。n（3）TCO 95、TCO 99：这是目前最严格的电磁辐射这是目前最严格的电磁辐射标准，触合了环保与人体工学方面的要求。标准，触合了环保与人体工学方面的要求。 1.7.2.5 控制方式控制方