第2章 计算机硬件系统_xbf

1、第二章 计算机硬件系统2计算机系统的组成计算机系统的组成 计算机硬件系统计算机硬件系统是计算机系统中所有实是计算机系统中所有实际物理装置的总称。际物理装置的总称。 计算机软件系统计算机软件系统是指在计算机中运行的是指在计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。各种程序及其处理的数据和相关的文档。3计算机的物理组成计算机的物理组成台式台式PC主机主机外部设备外部设备机箱、电源机箱、电源主板主板CPU内存条内存条显示卡显示卡芯片组芯片组BIOS ROMCMOSPCI插槽插槽(I/O总线总线)网卡网卡输入设备输入设备外存储器外存储器键盘键盘鼠标器鼠标器麦克风麦克风摄像头摄像头输出设备输出设备

2、U盘、移动硬盘盘、移动硬盘显示器显示器打印机打印机音箱音箱/耳机耳机声卡声卡插头和插座插头和插座(I/O接口接口)硬盘、软驱硬盘、软驱光盘驱动器光盘驱动器4什么是计算机硬件？什么是计算机硬件？r计算机硬件是由各种计算机硬件是由各种电子器件电子器件、印刷电路印刷电路板板、导线导线等构成的复杂系统，是计算机的等构成的复杂系统，是计算机的物理实体物理实体。r用户通过用户通过硬件硬件向计算机系统发出命令，输向计算机系统发出命令，输入数据并得到计算机的响应，从而完成相入数据并得到计算机的响应，从而完成相应的任务。计算机应的任务。计算机硬件的性能、档次硬件的性能、档次从根从根本上决定整个计算机系统的性能。

3、本上决定整个计算机系统的性能。5计算机逻辑结构最早由计算机逻辑结构最早由冯冯诺依曼诺依曼提出，并且延提出，并且延续了续了60多年基本没变。我多年基本没变。我们日常使用的计算机均属们日常使用的计算机均属于冯于冯诺依曼计算机，又诺依曼计算机，又称为称为“存储程序式计算机存储程序式计算机”计算机硬件的逻辑结构计算机硬件的逻辑结构r计算机的逻辑结构（冯.诺依曼计算机）运算器和控制器输入设备输出设备存储器合成一个整体，称为中央处理器(CPUCPU)6计算机硬件系统结构示意图计算机硬件系统结构示意图中央处理器中央处理器外存储器外存储器内存储器内存储器输出设备输出设备总线总线(bus)输入设备输入设备I/O

4、接口接口I/O接口接口外存储器接口外存储器接口控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器控制器主机主机外设外设计算机硬件系统采用计算机硬件系统采用总线结构总线结构，各个部件之，各个部件之间通过总线连接构成一个统一的整体。间通过总线连接构成一个统一的整体。7台式台式PCPC机机( (立式立式) )的主机箱的主机箱扩展空扩展空间间8DIY 高高手制作手制作的宫廷的宫廷奢华复奢华复古电脑古电脑9IT热门网站了解计算机硬件的好去处了解计算机硬件的好去处1112132.12.2152.1 2.1 计算机硬件系统的组成计算机硬件系统的组成 2.1.1 2.1.1 中央处理器中央处理器 2.1.2 2.1.

5、2 存储器存储器 2.1.3 2.1.3 输入输入/ /输出设备输出设备 2.1.4 2.1.4 主板主板 2.1.5 2.1.5 总线与总线与I/OI/O接口接口162.1.1 2.1.1 中央处理器中央处理器r中央处理器（简称中央处理器（简称CPUCPU）是计算机的核）是计算机的核心，是计算机完成心，是计算机完成取指令取指令、解释指令解释指令和和执行指令执行指令的重要部件。的重要部件。rCPUCPU的主要功能包括：的主要功能包括：t完成完成各种各种算术算术运算和运算和逻辑逻辑运算运算t执行执行各种各种系统系统软件和软件和应用应用软件软件t控制控制计算机各个部件计算机各个部件协调工作协调工作

6、17r在微型计算机系统中，在微型计算机系统中，CPUCPU被集成在一片超大规被集成在一片超大规模集成电路芯片上，称为模集成电路芯片上，称为微处理器微处理器。r自自2020世纪世纪8080年代以来，微型计算机大多采用年代以来，微型计算机大多采用IntelIntel公司设计制造的公司设计制造的CPUCPU或或AMDAMD等公司的产品。等公司的产品。中央处理器中央处理器18最新的最新的CPU报价报价19中央处理器中央处理器(1) CPU(1) CPU的基本结构的基本结构运算器，控制器，寄存器组运算器，控制器，寄存器组(2) CPU(2) CPU性能指标性能指标字长，主频，高速缓存，多核心字长，主频，

7、高速缓存，多核心20CPUCPU的基本结构的基本结构CPU内部总线内部总线控制器控制器运算器运算器寄存器组寄存器组rCPUCPU基本结构分为三大部分：基本结构分为三大部分：t运算器运算器t控制器控制器t寄存器组寄存器组21运算器运算器r运算器是执行各种运算器是执行各种算术算术和和逻辑逻辑运算的运算的部件，又称部件，又称“算术逻辑单元算术逻辑单元”(ALU)(ALU)。r运算器的基本操作：运算器的基本操作：r加、减、乘、除四则运算加、减、乘、除四则运算r与、或、非等逻辑运算与、或、非等逻辑运算22控制器控制器r控制器是统一控制器是统一指挥指挥和和控制控制计算机计算机各个各个部件部件按时序协调操作

8、按时序协调操作的中心部件。的中心部件。r控制器由控制器由程序计数程序计数器、器、指令寄存指令寄存器和器和指令译码指令译码器器等部件组成。等部件组成。23程序计数器程序计数器t程序计数器程序计数器（Program Counter,PCProgram Counter,PC）用）用于存放将要执行的指令在主存储器中的于存放将要执行的指令在主存储器中的存储地址。当一条指令执行结束后，它存储地址。当一条指令执行结束后，它会指向下一条将要执行的指令。会指向下一条将要执行的指令。24指令寄存器和指令译码器指令寄存器和指令译码器t指令寄存器指令寄存器（Instruction Instruction Regist

9、er,IRRegister,IR）用来）用来暂存暂存从主存中取出从主存中取出的指令。的指令。t指令译码器指令译码器（ Instruction Instruction Decode,ID Decode,ID ）用用来对指令进行来对指令进行译码译码，识别识别该指令要进行的操作，以便产生该指令要进行的操作，以便产生相应的相应的控制信号控制信号。25寄存器组寄存器组由十几个甚至几十个寄存器组成，用于由十几个甚至几十个寄存器组成，用于临时存放参加运算的数据或中间结果，是计临时存放参加运算的数据或中间结果，是计算机内部算机内部存取速度最快存取速度最快的存储器。的存储器。包括：包括：通用通用寄存器组寄存器组

10、( (参加运算的操作参加运算的操作数或运算的结果数或运算的结果) )和和专用专用寄存器组寄存器组( (表征计算表征计算机的当前工作状态机的当前工作状态) )26CPU的字长的字长即即CPU能够同时处理的能够同时处理的二进制数据的位数二进制数据的位数。字长字长越长越长，CPU运行速度运行速度越快越快。CPU的字长有的字长有8位，位，16位，位，32位，目前流位，目前流行的是行的是64位位。CPUCPU性能指标性能指标27CPUCPU工作的时钟频率，即工作的时钟频率，即每秒能处理每秒能处理多少次多少次，主频越高主频越高，CPUCPU工作工作速度越快速度越快。目前，目前，CPUCPU的主频在的主频在

11、2.62.6GHz-GHz-4.14.1GHzGHz。28t高速缓存（高速缓存（CacheCache）解决了）解决了CPUCPU和内存和内存存取速度不匹配的问题，提高了存取速度不匹配的问题，提高了CPUCPU的的存取速度。存取速度。CPU的高速缓存的高速缓存29测试r配置高速缓存配置高速缓存CacheCache的目的是为了解决的目的是为了解决_。A.A.内存与辅助存储器之间速度的不匹配问题内存与辅助存储器之间速度的不匹配问题B.CPUB.CPU与辅助存储器之间速度的不匹配问题与辅助存储器之间速度的不匹配问题C.CPUC.CPU与内存之间速度的不匹配问题与内存之间速度的不匹配问题D.D.主机与外

12、设之间速度的不匹配问题主机与外设之间速度的不匹配问题答案：答案：C C30r多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个多核处理器是指在一枚处理器中集成两个或多个完整的计算引擎完整的计算引擎( (内核内核) )。r多核心多核心cpucpu主要分主要分原生多核原生多核和和封装多核封装多核。原生多核原生多核指的是真正意义上的多核。每个核心之间都是完指的是真正意义上的多核。每个核心之间都是完全独立的，即使在高负载状况下，每个核心都能全独立的，即使在高负载状况下，每个核心都能保证自己的性能不受太大的影响。保证自己的性能不受太大的影响。封装多核封装多核是只是只把多个核心直接封装在一起，和原生的比起来还把多

13、个核心直接封装在一起，和原生的比起来还是差了很多，优点在于多核心的发展要比原生快是差了很多，优点在于多核心的发展要比原生快得多。得多。 2.1.2 存储器什么是存储器？存储器是计算机的重存储器是计算机的重要组成部分，其主要要组成部分，其主要功能是存储程序和各功能是存储程序和各种数据信息种数据信息硬盘硬盘可移动磁盘可移动磁盘光盘光盘软盘软盘34计算机中存储器的层次结构寄存器寄存器cache存储器存储器主存储器主存储器(RAM(RAM和和ROM)ROM)外存储器（软盘、硬盘、光盘）外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带库、光盘库）后备存储器（磁带库、光盘库）内存储器内存储器外存储器外存储器典

14、型存取时间典型存取时间1 ns2 ns10 ns10 ms100 s351、内存r内存的内存的定义定义：在计算机内部，直接与：在计算机内部，直接与CPUCPU交换信息的存储器称为内存。交换信息的存储器称为内存。r内存的内存的用途用途：存放计算机运行期间所需：存放计算机运行期间所需的信息，如指令、数据等。的信息，如指令、数据等。36r内存的内存的分类：分类：按照存取方式分为按照存取方式分为随机访随机访问存储器问存储器RAMRAM和和只读存储器只读存储器ROMROM两大类两大类tRAMRAM Random Access Memory Random Access MemorytROMROM Read

15、 Only Memory Read Only Memory内存37RAM的特点 RAMRAM具有两个显著的特点：具有两个显著的特点：t一是一是可读可写可读可写；t二是具有二是具有易失性易失性，必须持续供电才能保，必须持续供电才能保持其数据，一旦供电中断，数据随即丢持其数据，一旦供电中断，数据随即丢失，所以失，所以RAMRAM适用于适用于临时存储数据临时存储数据。38RAM的分类 RAM RAM目前多采用目前多采用MOSMOS型型半导体（半导体（金属金属-氧化物氧化物-半导体半导体 ）集成电路芯片）集成电路芯片制成，根制成，根据其保存数据的机理又可以分为两大类：据其保存数据的机理又可以分为两大类

16、：r动态动态RAMRAM（Dynamic RAMDynamic RAM） 动态随机存取存储器动态随机存取存储器r静态静态RAMRAM（Static RAMStatic RAM） 静态随机存取存储器静态随机存取存储器DRAMSRAM39RAM的分类rDRAMDRAM的特点的特点是集成度高，必须定期刷新是集成度高，必须定期刷新才能保存数据，所以速度较慢，通常用才能保存数据，所以速度较慢，通常用DRAMDRAM做做主存主存；rSRAMSRAM的特点的特点是存取速度快，制造成本高，是存取速度快，制造成本高，主要用于主要用于高速缓冲存储器高速缓冲存储器。40只读存储器只读存储器 ROM rROMROM是

17、是只读存储器只读存储器，信息只能读出不能写，信息只能读出不能写入，计算机断电后，入，计算机断电后，ROMROM中原有内容保持中原有内容保持不变，重新加电后仍可读出。所以不变，重新加电后仍可读出。所以ROMROM适适用于存放一些用于存放一些固定的程序和数据固定的程序和数据。 r按照按照ROMROM的内容能否改写，可以分为：的内容能否改写，可以分为：Mask ROMMask ROM，PROMPROM，EPROMEPROM，Flash ROMFlash ROM。41(2)内存的编址方法|内存被分成一个个存储单元，以内存被分成一个个存储单元，以字节字节为单为单位进行编址。每个存储单元存放一个字节位进行

18、编址。每个存储单元存放一个字节的二进制数据。的二进制数据。42(3)内存的性能指标读或写一次内存所需要的时间，一般为读或写一次内存所需要的时间，一般为1-10ns1-10ns存取速度内存的存储容量是指内存中有多少个存储单元，内存的存储容量是指内存中有多少个存储单元，其容量实际是指主板插槽上内存条的容量，目其容量实际是指主板插槽上内存条的容量，目前内存容量的基本配置是前内存容量的基本配置是4GB,主流配置是主流配置是8GB4344查看电脑内存的大小查看电脑内存的大小r右击右击“我的电脑我的电脑”，选择，选择 - 属性属性 在在“常规常规”选项卡中可以查看到电脑内存选项卡中可以查看到电脑内存信息。

19、信息。集成显卡借用集成显卡借用了一部分内存了一部分内存作为显存作为显存45查看电脑内存的大小查看电脑内存的大小r右击右击“计算机计算机”，选择，选择 - 属性属性 462、外存储器r外存储器的主要作用外存储器的主要作用是长期存放计算机是长期存放计算机工作所需要的程序、文档和数据等。工作所需要的程序、文档和数据等。rCPUCPU不能直接访问外存不能直接访问外存，外存中的程序，外存中的程序或数据需要先调入内存，然后才可以被或数据需要先调入内存，然后才可以被CPUCPU所访问。所访问。47存取速度相对较慢，存取速度相对较慢， 断电后信息不会丢失，断电后信息不会丢失，存储容量大，价格低。存储容量大，价

20、格低。目前最常用的外存有目前最常用的外存有软盘软盘、硬盘硬盘、光盘光盘、移动存移动存储器储器等。软盘已基本被淘汰了。等。软盘已基本被淘汰了。48（1） 软盘存储器r软盘存储器由软盘存储器由软盘片软盘片、软盘驱动器软盘驱动器组成。组成。r软盘驱动器大多数是软盘驱动器大多数是3.53.5英寸的英寸的1.44MB1.44MB软驱，软驱，适用适用1.44MB1.44MB软盘。软盘。 3.5英寸软盘片软盘驱动器软盘驱动器49软盘片的结构写保护孔写保护孔轴盘连轴盘连接孔接孔软盘片软盘片是两面是两面涂涂满了满了磁性材磁性材料一张料一张圆形软圆形软塑料片塑料片盘片被盘片被封封装在一个装在一个硬塑料保护壳中硬塑

21、料保护壳中读写窗读写窗(快门快门)是可移动的金是可移动的金属套，软盘工属套，软盘工作时才打开作时才打开移动翼片，露出写保护口，信移动翼片，露出写保护口，信息就无法记录到盘片，从而实息就无法记录到盘片，从而实现了写保护现了写保护50磁磁 道道扇扇 区区磁盘的磁道和扇区磁头，用磁头，用于写入和于写入和读出信息读出信息“0”“1”盘片旋转方向盘片旋转方向磁磁盘盘片片磁盘存储器的信息存储原理磁盘存储器的信息存储原理52t软盘的容量软盘的容量= =记录面数记录面数 磁道数磁道数 扇区数扇区数 每扇区的字节数每扇区的字节数3 3寸软盘存储容量的计算寸软盘存储容量的计算53r共共 2 2 个记录面（双面记录

22、）个记录面（双面记录）r每个记录面每个记录面 80 80 个磁道（从外向内个磁道（从外向内0-790-79）r每个磁道划分为每个磁道划分为 18 18 个扇区个扇区 r每个扇区的存储容量为每个扇区的存储容量为 512 512 字节字节存储容量存储容量= 2= 2 8080 1818 512 B=1474560B512 B=1474560B=1474560/1024KB=1440KB=1474560/1024KB=1440KB1.44MB1.44MB3 3寸软盘存储容量的计算寸软盘存储容量的计算54软盘的格式化软盘的格式化r新软盘只有经过格式化后才可以使用。新软盘只有经过格式化后才可以使用。r所

23、谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上所谓磁盘的格式化操作，就是在盘面上划分划分磁道磁道和和扇区扇区，并在扇区中填写扇区，并在扇区中填写扇区号等信息的过程，号等信息的过程，为存储数据做准备为存储数据做准备55r硬盘一般由硬盘一般由一组一组同样尺寸的磁盘片同样尺寸的磁盘片环绕环绕共同的核心组成。共同的核心组成。r这些磁盘片是涂有这些磁盘片是涂有磁性材料磁性材料的的铝合金铝合金盘盘片，质地较硬，质量较好。片，质地较硬，质量较好。r每个磁面各有一个每个磁面各有一个磁头磁头，磁头在驱动马，磁头在驱动马达的带动下在磁盘上做径向移动，寻找达的带动下在磁盘上做径向移动，寻找定位点，完成写入或读出数据工作。定位点，

24、完成写入或读出数据工作。（2）硬盘存储器56移动臂移动臂控制电路控制电路主轴主轴硬盘片硬盘片磁头磁头接口接口硬盘是最重要的外存储器，是每台硬盘是最重要的外存储器，是每台计算机必备的外存储器，用于长期计算机必备的外存储器，用于长期保存各类信息。保存各类信息。59硬盘接口的类型|IDEIDE接口安装方便，接口安装方便，19891989年被批准为美国年被批准为美国国家标准（国家标准（ATAATA）。传输速度为）。传输速度为100100133MB/S133MB/S|SCSISCSI接口速度非常快，高达接口速度非常快，高达320MB/S320MB/S，但，但价格昂贵，一般用于服务器。价格昂贵，一般用于服

25、务器。硬盘接口分为硬盘接口分为IDE、SCSI、SATA、光纤通道四种：、光纤通道四种：60硬盘接口的类型（续）|SATASATA即串行即串行ATAATA，其速率高达，其速率高达150MB/S150MB/S300MB/S300MB/S。硬盘又叫串口硬盘，是未来。硬盘又叫串口硬盘，是未来PCPC机机硬盘的趋势，最终硬盘的趋势，最终SATASATA将实现将实现600MB/s600MB/s的最的最高数据传输率。高数据传输率。 |光纤通道是为多硬盘系统而设计的，能满光纤通道是为多硬盘系统而设计的，能满足高端工作站、服务器、海量存储网络、足高端工作站、服务器、海量存储网络、交换机、串行数据通讯等系统对高

26、数据传交换机、串行数据通讯等系统对高数据传输率的要求。输率的要求。61硬盘主要品牌硬盘主要品牌62硬盘的技术指标r容量是硬盘最主要的参数，现在主流的容量是硬盘最主要的参数，现在主流的硬盘容量已达到硬盘容量已达到TBTB级。级。r硬盘的容量一般以千兆字节（硬盘的容量一般以千兆字节（GBGB）为单）为单位，位，1GB=1024MB1GB=1024MB。但硬盘厂商在标称硬。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取盘容量时通常取1G=1000MB1G=1000MB，因此我们，因此我们在在BIOSBIOS中或在格式化硬盘时看到的容量中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值要小。会比厂家的标称值要小。63硬盘

27、的技术指标r硬盘容量硬盘容量=盘片数盘片数记录面数记录面数磁道数磁道数扇区数扇区数每个扇区的容量每个扇区的容量r例：一个硬盘有例：一个硬盘有4 4个盘片，每个盘片有个盘片，每个盘片有2 2个记录面，每个记录面有个记录面，每个记录面有1638316383个磁道，个磁道，每个磁道有每个磁道有6363个扇区，每个扇区为个扇区，每个扇区为512512字节，求该硬盘的存储容量为多少字节，求该硬盘的存储容量为多少GBGB？64硬盘的技术指标r转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为单位为rpm rpm 。revolutions perminute revolutions

28、perminute r目前家用主流硬盘的转速为目前家用主流硬盘的转速为7200rpm7200rpm，而服务器硬盘的转速达到了而服务器硬盘的转速达到了10000rpm,10000rpm,甚至甚至15000rpm 15000rpm 。65硬盘的技术指标硬盘的平均寻道时间硬盘的平均寻道时间是指硬盘的磁是指硬盘的磁头移动到盘面指定磁道所需的时间，该头移动到盘面指定磁道所需的时间，该时间越小，硬盘的工作速度则越快。目时间越小，硬盘的工作速度则越快。目前主流的硬盘产品的平均寻道时间通常前主流的硬盘产品的平均寻道时间通常在在4.7-8.9ms4.7-8.9ms左右。左右。66硬盘的技术指标 硬盘的平均等待时

29、间硬盘的平均等待时间是指磁头已处于是指磁头已处于要访问的磁道，等待所要访问的要访问的磁道，等待所要访问的扇区扇区旋转旋转至至磁头下方磁头下方的时间。的时间。 平均等待时间为盘片旋转一周所需的平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半，一般应在时间的一半，一般应在4ms4ms以下。以下。67思考题思考题r某硬盘的转速为某硬盘的转速为60006000转转/ /分，其平均等分，其平均等待时间为多少毫秒？待时间为多少毫秒？r转一周的时间：转一周的时间：60/6000=0.0160/6000=0.01秒秒r平均等待时间为盘片旋转一周所需的时平均等待时间为盘片旋转一周所需的时间的一半：间的一半：0.01/

30、2=5ms0.01/2=5ms68硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据硬盘的数据传输率是指硬盘读写数据的速度，单位为的速度，单位为兆字节兆字节每秒（每秒（MB/sMB/s）。）。硬盘的技术指标硬盘的技术指标使用硬盘应注意u硬盘读写时不能关电硬盘读写时不能关电 u防尘，防高温、潮湿和磁场防尘，防高温、潮湿和磁场u防止硬盘受震动防止硬盘受震动u对硬盘定期进行病毒检测对硬盘定期进行病毒检测硬盘使用时远离磁场硬盘使用时远离磁场硬盘使用环境注意防尘和防潮硬盘使用环境注意防尘和防潮70新型硬盘r固态硬盘（固态硬盘（Solid State DiskSolid State Disk，SSDSSD）是用）是用固态电

31、子存储芯片阵列而制成的硬盘固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘( (目前目前最大容量为最大容量为5TB)5TB)。 u启动快u读写速度快u碎片不影响读取时间u抗震u无噪音固态硬盘的优点固态硬盘的优点相对硬盘的最显著相对硬盘的最显著优势就是速度，能优势就是速度，能够在低于一毫秒的够在低于一毫秒的时间内对任意位置时间内对任意位置的存储单元完成的存储单元完成I/OI/O（输入（输入/ /输出）输出）操作，操作，71新型硬盘固态硬盘73硬盘的格式化硬盘的格式化r硬盘格式化的目的与软盘格式化相同，硬盘格式化的目的与软盘格式化相同，但操作较为复杂。硬盘格式化一般分为但操作较为复杂。硬盘格式化一般分为低级格式化

32、低级格式化和和高级格式化两种高级格式化两种。r低级格式化是对硬盘进行低级格式化是对硬盘进行初始化初始化，目的，目的是对硬盘是对硬盘重新重新划分划分磁道磁道和和扇区扇区。74硬盘的格式化硬盘的格式化r低级格式化是在高级格式化之前进行的，低级格式化是在高级格式化之前进行的，它只能够在它只能够在DOSDOS环境环境来完成，而且只能来完成，而且只能针对一块硬盘而不能针对单独的某一个针对一块硬盘而不能针对单独的某一个分区。分区。r低级格式化是一种低级格式化是一种损耗性损耗性操作，其对硬操作，其对硬盘寿命有一定的负面影响。盘寿命有一定的负面影响。75硬盘的格式化硬盘的格式化以下两种情况需要对硬盘进行低级格

33、式化：以下两种情况需要对硬盘进行低级格式化：t一是硬盘一是硬盘出厂前出厂前，厂家会对硬盘进行一，厂家会对硬盘进行一次低级格式化；次低级格式化；t二是当硬盘出现某种类型的二是当硬盘出现某种类型的坏磁道坏磁道时，时，使用低级格式化能起到一定的缓解或屏使用低级格式化能起到一定的缓解或屏蔽作用。蔽作用。76硬盘的高级格式化硬盘的高级格式化r高级格式化主要是高级格式化主要是清除清除硬盘上的数据，硬盘上的数据，对指定的硬盘分区进行对指定的硬盘分区进行初始化初始化，建立，建立文文件分配表件分配表FATFAT以便系统按指定的格式存以便系统按指定的格式存储文件，储文件，标注逻辑坏道标注逻辑坏道等等 。77r光盘

34、是利用光盘是利用光学光学和和电学电学原理进行原理进行读读/ /写写信息的存储介质。信息的存储介质。r当光盘转动时，上面的当光盘转动时，上面的激光束激光束照射已存照射已存储信息的反射表面，根据产生储信息的反射表面，根据产生反射光反射光的的强弱强弱变化，可以识别存储的信息，从而变化，可以识别存储的信息，从而读出光盘上的信息。读出光盘上的信息。 （3）光盘存储器78光盘存储器的特点光盘存储器的特点t第一，第一，存储容量存储容量，一张，一张CD-ROMCD-ROM光盘可存光盘可存储储650MB650MB左右的信息，一张左右的信息，一张DVDDVD光盘其容光盘其容量可达量可达10GB10GBt第二，第二

35、，可靠性高可靠性高，易于更换易于更换，适用于档，适用于档案资料管理案资料管理t第三，第三，存取速度比硬盘存取速度比硬盘( (约约5000Mb/s)5000Mb/s)低低，目前目前CD-ROMCD-ROM光驱一般在光驱一般在5050倍速以上（单倍速以上（单倍速是指每秒钟光驱的读取速率为倍速是指每秒钟光驱的读取速率为1.2Mb/s1.2Mb/s）0909年年5 5月月通用电气通用电气实现突破性的下一代光学存实现突破性的下一代光学存储技术，可以实现单张标准储技术，可以实现单张标准DVDDVD尺寸光盘尺寸光盘500GB500GB的存储容量，目前仍处于研发阶段。据称这一的存储容量，目前仍处于研发阶段。据

36、称这一技术更高容量将超过技术更高容量将超过1TB1TB，并且在格式和制造，并且在格式和制造技术方面保持和当前标准通用光盘相接近。技术方面保持和当前标准通用光盘相接近。翘首期待翘首期待inging79光盘存储器的分类光盘存储器的分类r按存储容量分：按存储容量分：tCDCD光盘：光盘：650MB-700MB650MB-700MBtDVD(Digital Video Disk)DVD(Digital Video Disk)光盘光盘： 单面大约单面大约4.7GB(DVD-5) 4.7GB(DVD-5) 双面大约双面大约8.5GB(DVD-9) 8.5GB(DVD-9) 最高大约最高大约17GB(DVD

37、-18),17GB(DVD-18),市面上极为少见市面上极为少见 80CD光盘表面光盘表面 DVD光盘表面光盘表面81光盘存储器的分类光盘存储器的分类r按存储特性分：按存储特性分：tCD-ROM/DVD-ROMCD-ROM/DVD-ROM：只读只读、不可写、不可写tCD-R/DVD-R(Recorder)CD-R/DVD-R(Recorder)：可读可读、可写可写，但但不能改写不能改写tCD-RW/DVD-RW(Rewritable):CD-RW/DVD-RW(Rewritable):可读、可读、可写，且可写，且可以改写可以改写82蓝光光盘蓝光光盘r蓝光（蓝光（BluBlurayray）或称蓝

38、光盘（）或称蓝光盘（BluBluray ray DiscDisc，缩写为，缩写为BDBD）是利用波长较短（）是利用波长较短（405nm405nm）的的蓝色激光蓝色激光读取和写入数据，并因此而得名。读取和写入数据，并因此而得名。r传统传统DVDDVD需要光头发出需要光头发出红色激光红色激光（波长为（波长为650nm650nm）来读取或写入数据，）来读取或写入数据，CDCD技术使用的是近红外技术使用的是近红外线激光（波长为线激光（波长为700nm-2500nm700nm-2500nm）。）。r通常来说波长越短的激光，能够在单位面积上通常来说波长越短的激光，能够在单位面积上记录或读取更多的信息记录或

39、读取更多的信息, ,蓝光极大地提高了光蓝光极大地提高了光盘的存储容量。盘的存储容量。83蓝光光盘蓝光光盘r目前为止，蓝光是最先进的大容量光碟目前为止，蓝光是最先进的大容量光碟格式，能够在一张单碟上存储格式，能够在一张单碟上存储25GB25GB的文的文档文件，是现有（单碟）档文件，是现有（单碟）DVDDVD的的5 5倍。在倍。在速度上，速度上，相当于现有相当于现有DVDDVD的的3 3倍。倍。 rBDBD是新的技术标准，得用支持蓝光的光是新的技术标准，得用支持蓝光的光驱才能用。驱才能用。 84蓝光光盘最新报价蓝光光盘最新报价85CDDVDCDDVD蓝光驱动器有多快？蓝光驱动器有多快？r1XCD1

40、XCD光驱的数据传输率：光驱的数据传输率：1.2Mb/s1.2Mb/sr1XDVD1XDVD光驱的数据传输率：约光驱的数据传输率：约9XCD9XCD，22XDVD22XDVD的传输率约为的传输率约为297Mb/s297Mb/sr1X1X蓝色光驱的数据传输率为蓝色光驱的数据传输率为36Mb/s36Mb/s，12XBD12XBD的传输率为的传输率为432Mb/s432Mb/s86（4） 可移动存储器 闪存盘（闪存盘（U U盘）盘）uU U盘采用一种可读写非易失的半导体存储盘采用一种可读写非易失的半导体存储器器闪存作为存储介质，通过通用串闪存作为存储介质，通过通用串行总线接口（行总线接口（USBUS

41、B）与主机相连，可以像）与主机相连，可以像使用软、硬盘一样在该盘上读写、传送使用软、硬盘一样在该盘上读写、传送文件。文件。u目前目前U U盘的容量一般为几个到十几个盘的容量一般为几个到十几个GBGB。87U U盘的优点盘的优点rU U盘体积小、重量轻，便于携带。盘体积小、重量轻，便于携带。rU U盘的接口是盘的接口是USBUSB，无需外接电源，支，无需外接电源，支持持即插即用即插即用和和热插拔热插拔。rU U盘的存取盘的存取速度速度至少比软盘至少比软盘快快1515倍以上，倍以上，数据至少可保存数据至少可保存1010年，擦写次数可达年，擦写次数可达1010万次以上。万次以上。rU U盘的盘的抗震

42、防潮抗震防潮性能好，还具有性能好，还具有耐高低耐高低温温等特点。等特点。88移动硬盘移动硬盘r移动硬盘容量更大，传输速度更快，大移动硬盘容量更大，传输速度更快，大多采用多采用USB 3.0/2.0 USB 3.0/2.0 、IEEE1394IEEE1394接口。接口。rUSB2.0USB2.0接口的传输速率是接口的传输速率是480Mb/s480Mb/s, , USB3.0USB3.0接口接口40Gb/s40Gb/s; IEEE1394; IEEE1394接口的传接口的传输速率是输速率是98.304Mb/s98.304Mb/s, ,196.608Mb/s196.608Mb/s, , 392.21

43、6Mb/s392.216Mb/s。IEEE1394.bIEEE1394.b标准正在研究标准正在研究支持支持800 Mbps800 Mbps和和1600 Mbps1600 Mbps的速率。的速率。2.1.3 输入/输出设备90输入输入/ /输出设备输出设备输入输出设备是计算机系统的重要组输入输出设备是计算机系统的重要组成部分，文字、声音、图像等媒体信息通成部分，文字、声音、图像等媒体信息通过过输入设备输入设备进入计算机，计算机经过加工、进入计算机，计算机经过加工、处理后，由处理后，由输出设备输出设备输出到屏幕或纸张、输出到屏幕或纸张、磁盘、光盘等介质中保存。磁盘、光盘等介质中保存。 911、输入

44、设备r输入设备用于把原始数据和处理数据的程序输入设备用于把原始数据和处理数据的程序输入到计算机中。输入到计算机中。r计算机输入设备按功能可分为下列四类：计算机输入设备按功能可分为下列四类：u字符输入设备字符输入设备: :键盘、光笔；键盘、光笔；u图形输入设备图形输入设备: :鼠标器、操纵杆、条形鼠标器、操纵杆、条形码阅读器；码阅读器； u图像输入设备图像输入设备: :数码相机、扫描仪；数码相机、扫描仪； u语音输入设备：语音输入设备：话筒话筒92r键盘是最主要的输入设备，是计算机常用键盘是最主要的输入设备，是计算机常用的输入数字、字符的输入设备。的输入数字、字符的输入设备。键盘上的按键可以分成

45、四个区域：键盘上的按键可以分成四个区域： 功能键区功能键区 主键盘区主键盘区 副键盘区副键盘区 (数字小键盘区数字小键盘区) 光标控制键区光标控制键区（1） 键盘93键盘r键盘是最主要的输入设备，是计算机常键盘是最主要的输入设备，是计算机常用的输入数字、字符的输入设备。用的输入数字、字符的输入设备。r早在早在17141714年年，相继有各种形式的打字机，相继有各种形式的打字机被发明，最早的键盘应运而生了。被发明，最早的键盘应运而生了。94键盘的历史r最初打字机的键盘是按照最初打字机的键盘是按照字母顺序字母顺序排列排列的，很多人会不自觉地越打越快，而打的，很多人会不自觉地越打越快，而打字机是全机

46、械结构的，过快的打字速度字机是全机械结构的，过快的打字速度很容易造成机械上的故障。很容易造成机械上的故障。95键盘的历史r为减少打字机的机械故障，为减少打字机的机械故障，18681868年年 “打字打字机之父机之父” 美国人克里斯托夫美国人克里斯托夫拉森拉森肖尔肖尔斯（斯（Christopher Latham SholesChristopher Latham Sholes）”聪明聪明”地设计了地设计了QWERTYQWERTY键盘键盘字母摆设的方式，把字母摆设的方式，把字母拆散成不连续，以降低打字员击键的字母拆散成不连续，以降低打字员击键的速度。肖尔斯同时获打字机模型专利并取速度。肖尔斯同时获打

47、字机模型专利并取得经营权经营。得经营权经营。 96键盘的历史r告诉公众这一事实或许会让肖尔斯觉得告诉公众这一事实或许会让肖尔斯觉得尴尬。于是他说这样排列是最科学的尴尬。于是他说这样排列是最科学的, ,可可以加快人们的打字速度。以加快人们的打字速度。r实际上实际上, ,肖尔斯的这个说法肖尔斯的这个说法, ,已经被英国已经被英国打字机发展史方面的权威人士认定为打字机发展史方面的权威人士认定为“有史以来最大的欺骗活动之一有史以来最大的欺骗活动之一”, ,是是“彻头彻尾的谎言彻头彻尾的谎言”。97键 盘副键盘区副键盘区光标控制键区光标控制键区功能键区功能键区主键主键盘区盘区9899键盘指法图100指法

48、分工r左小手指左小手指QAZQAZr左无名指左无名指WSXWSXr左中指左中指EDCEDCr左食指左食指RFVTGBRFVTGBr右食指右食指YHNUJMYHNUJMr右中指右中指 I K , I K ,r右无名指右无名指 O L . O L .r右小手指右小手指 P ; / P ; /r大姆指大姆指空格键空格键101PC键盘中主要控制键的作用控制键控制键名称名称主主 要要 功功 能能AltAltAlternateAlternate的缩写，它与另一个的缩写，它与另一个( (些些) )键一起按下时，键一起按下时，将发出一个命令，其含义由应用程序决定将发出一个命令，其含义由应用程序决定 Break

49、Break经常用于终止或暂停一个经常用于终止或暂停一个DOSDOS程序的执行程序的执行CtrlCtrlControlControl的缩写，它与另一个的缩写，它与另一个( (些些) )键一起按下时，将键一起按下时，将发出一个命令，其含义由应用程序决定发出一个命令，其含义由应用程序决定DeleteDelete删除光标右面的一个字符，或者删除一个删除光标右面的一个字符，或者删除一个( (些些) )已选择已选择的对象的对象EndEnd一般是把光标移动到行末一般是把光标移动到行末EscEscEscapeEscape的缩写，经常用于退出一个程序或操作的缩写，经常用于退出一个程序或操作F1-F12F1-F1

50、2共共1212个功能键，其功能由操作系统及运行的应用程序个功能键，其功能由操作系统及运行的应用程序决定决定102PC键盘中主要控制键的作用（续）HomeHome通常用于把光标移动到开始位置，如一个文档的通常用于把光标移动到开始位置，如一个文档的起始位置或一行的开始处起始位置或一行的开始处InsertInsert输入字符时有覆盖方式和插入方式两种，输入字符时有覆盖方式和插入方式两种，InsertInsert键用于在两种方式之间进行切换键用于在两种方式之间进行切换Num LockNum Lock数字小键盘可用作计算器键盘，也可用作光标控数字小键盘可用作计算器键盘，也可用作光标控制键，由本键进行切换

51、制键，由本键进行切换Page UpPage Up使光标向上移动若干行（向上翻页）使光标向上移动若干行（向上翻页）Page DownPage Down使光标向下移动若干行（向下翻页）使光标向下移动若干行（向下翻页）PausePause临时性地挂起一个程序或命令临时性地挂起一个程序或命令Print Print ScreenScreen记录当时的屏幕映像，将其复制到剪贴板中记录当时的屏幕映像，将其复制到剪贴板中103键盘与主机的接口r与主机的接口有三种：与主机的接口有三种：tPS/2PS/2接口接口tUSBUSB接口接口t无线接口（红外线或无线接口（红外线或无线电波）无线电波）键紫鼠绿键紫鼠绿104

52、（2） 鼠标r鼠标是用于鼠标是用于图形界面图形界面操作系统的快操作系统的快速输入设备。速输入设备。r功能：功能：移动移动显示器上的显示器上的光标光标并通过并通过菜单或按钮向主机菜单或按钮向主机发出发出各种操作各种操作命命令令，不能输入字符和数据。，不能输入字符和数据。105t鼠标可按照鼠标可按照接口接口类型分为五类：类型分为五类：PS/2PS/2接接口、串行接口、口、串行接口、USBUSB接口、红外接口和无接口、红外接口和无线接口。线接口。t鼠标还可按其工作鼠标还可按其工作原理原理分为分为机械式机械式、光光机式机式和和光电式光电式三类。目前最流行的是光三类。目前最流行的是光电鼠标，它的传送速率

53、快，灵敏度和准电鼠标，它的传送速率快，灵敏度和准确度高。确度高。鼠标的分类106几种不同形式的鼠标器无线鼠标无线鼠标有线光电鼠标有线光电鼠标107鼠标箭头的常见形状及含义 形状形状含义含义形状形状含义含义标准标准选择选择调垂直大小调垂直大小文字选择文字选择调水平大小调水平大小帮助选择帮助选择对角线调整对角线调整后台操作后台操作对角线调整对角线调整忙忙移动对象移动对象108 鼠标的主要技术参数3200dpi鼠标r鼠标最重要的参数是鼠标最重要的参数是分辨率分辨率。r分辨率分辨率以以dpidpi(dots per inch(dots per inch，像素，像素/ /英寸英寸) )为单位，表示鼠标移

54、动为单位，表示鼠标移动1 1英寸所英寸所通过的像素数。通过的像素数。r目前鼠标的分辨率在目前鼠标的分辨率在20002000- -57005700dpidpi。r2000dpi2000dpi意味着鼠标每移动一英寸就可意味着鼠标每移动一英寸就可反馈反馈20002000个不同的坐标，换句话说可个不同的坐标，换句话说可以观察到手部以观察到手部0.0120.012毫米毫米的微弱移动。的微弱移动。109微软微软 Arc Touch，外形圆弧拱起。外形圆弧拱起。在在摊平时摊平时电源就电源就会关上会关上，方便携带。，方便携带。可以改变鼠标的弧线以适合用户的可以改变鼠标的弧线以适合用户的手型。手型。 微软ARC

55、 Touch鼠标110r数码相机，是一种利用数码相机，是一种利用电子传感器电子传感器把把光学光学影像影像转换成转换成电子数据电子数据的照相机，是一种重的照相机，是一种重要的图像输入设备。要的图像输入设备。r按用途分为：单反相机，卡片相机，长焦按用途分为：单反相机，卡片相机，长焦相机和家用相机等。相机和家用相机等。111r数码相机的核心感光器件有两种：数码相机的核心感光器件有两种：CCDCCD（电荷藕合元件电荷藕合元件Charge coupled DeviceCharge coupled Device）CMOSCMOS( (互补性氧化金属半导体互补性氧化金属半导体） Complementary

56、Metal-Oxide SemiconductorComplementary Metal-Oxide Semiconductor数码相机112rCCDCCD的优势在于灵敏度高，成像质量好，的优势在于灵敏度高，成像质量好，但是功耗高，工艺复杂、制造成本高，但是功耗高，工艺复杂、制造成本高，特别是大型特别是大型CCDCCD，价格非常高昂。，价格非常高昂。 rCMOSCMOS具有低成本、低耗电以及高整合度具有低成本、低耗电以及高整合度的特性，但是在相同分辨率下，的特性，但是在相同分辨率下，CMOSCMOS器器件产生的图像质量相比件产生的图像质量相比CCDCCD要低一些。要低一些。CCD与CMOS11

57、3数码相机是怎样工作的？1 将数码相机对准景物，按下快门，被将数码相机对准景物，按下快门，被景物反射出来的光线进入相机镜头景物反射出来的光线进入相机镜头3 CCD将光信号转将光信号转换为电信号换为电信号4 模数转换器模数转换器(ADC)把模把模拟信号转换为数字信号拟信号转换为数字信号5 数字信号处理器数字信号处理器(DSP)修整图像的质量、压缩图修整图像的质量、压缩图像数据、将图像存储在存像数据、将图像存储在存储卡中储卡中6 将数码相机与计将数码相机与计算机连接，把图像算机连接，把图像传送到计算机中传送到计算机中7 运行有关运行有关软件，将图软件，将图像显示在屏像显示在屏幕上幕上2 光线被聚焦

58、在光线被聚焦在CCD芯片上芯片上114数码相机的主要性能指标(1) CCD/CMOS (1) CCD/CMOS 尺寸尺寸tCCDCCD的尺寸，是指感光器件的尺寸，是指感光器件对角线的长度对角线的长度，常用单位为英寸。感光器件的尺寸越大，常用单位为英寸。感光器件的尺寸越大，捕获的光子越多，成像效果越好。捕获的光子越多，成像效果越好。t大尺寸大尺寸CCD/CMOSCCD/CMOS加工制造成本非常高，加工制造成本非常高，所以对应的数码相机，价格也较高。所以对应的数码相机，价格也较高。115(2) (2) 图像分辨率图像分辨率t 图像分辨率为数码相机可选择的成像图像分辨率为数码相机可选择的成像大小及尺

59、寸。大小及尺寸。t 常见的分辨率有常见的分辨率有10241024 768768、16001600 12001200、20482048 15361536，两者相乘为图像的像素两者相乘为图像的像素。数码相机的主要性能指标(3) 存储器容量存储器容量tSDSD(Secure Digital)(Secure Digital)卡卡116习题r数码相机中数码相机中CCDCCD芯片的像素数目与图像芯片的像素数目与图像的分辨率密切相关，假设一个数码相机的的分辨率密切相关，假设一个数码相机的像素数目为像素数目为200200万，则它所拍摄的数字图万，则它所拍摄的数字图像能达到的最大分辨率是像能达到的最大分辨率是_

60、。A. 1024A. 1024* *768 B. 1280768 B. 1280* *10241024C. 1600C. 1600* *1200 D. 20481200 D. 2048* *15361536答案：答案：C C117r扫描仪是将原稿（图片、照片、底片、扫描仪是将原稿（图片、照片、底片、书稿）输入计算机的一种输入设备。书稿）输入计算机的一种输入设备。r扫描仪工作过程主要基于扫描仪工作过程主要基于光电转换原理光电转换原理，用于光电转换的电子器件是用于光电转换的电子器件是CCDCCD（电荷耦（电荷耦合元件）合元件）r扫描仪输入到计算机中的是原稿的图像扫描仪输入到计算机中的是原稿的图像1