第1章计算机系统组成部件ppt课件

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 微处置器微处置器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，简称用的微型计算机，简称“微机，又称为微机，又称为“个人个人计算机，即简称计算机，即简称PCPersonal Computer。n计算机系统必需由两

2、部分组成：一是硬件计算机系统必需由两部分组成：一是硬件Hardware，二是软件，二是软件Software。 前往首页n计算机的硬件是由电子器件和机电元件安装组计算机的硬件是由电子器件和机电元件安装组成的，包括控制器、运算器、存储器、输入和成的，包括控制器、运算器、存储器、输入和输出设备，这是计算机系统中的物理实体部分。输出设备，这是计算机系统中的物理实体部分。根据其外观特征及功能的不同，可划分为主机、根据其外观特征及功能的不同，可划分为主机、外部设备两大部分。外部设备两大部分。n主机包括主机包括CPU中央处置器、主存储器、接中央处置器、主存储器、接口电路和总线电路。其中口电路和总线电路。其中

3、CPU是计算机的心脏，是计算机的心脏，它的性能强弱能直接决议整个计算机的性能，它的性能强弱能直接决议整个计算机的性能，是衡量计算机档次的一个重要目的。是衡量计算机档次的一个重要目的。n衔接主机和外部设备的电路称为衔接主机和外部设备的电路称为“I/O接口电路接口电路，也称为，也称为“输入输出接口电路，有了它，主输入输出接口电路，有了它，主机和外部设备之间就能传输信息、实现数据缓机和外部设备之间就能传输信息、实现数据缓冲、完成不同格式的数据转换以及设备选择、冲、完成不同格式的数据转换以及设备选择、优先权处置等。优先权处置等。 n为了能保管运算信息与数据资料，计算机系统为了能保管运算信息与数据资料，

4、计算机系统还需求外部存储器，磁盘就是一种这样的设备。还需求外部存储器，磁盘就是一种这样的设备。常用磁盘有软盘、硬盘两种，后者的容量要比常用磁盘有软盘、硬盘两种，后者的容量要比前者大得多。前者大得多。 图1-1 计算机系统硬件前往本节1.2 微处置器微处置器n1.2.1 CPU的类别的类别n1.2.2 CPU的性能目的的性能目的前往首页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 n如图如图1-2所示，从外观上看，所示，从外观上看，CPU是用陶瓷封是用陶瓷封装起来的，从封装方式上看，有传统针脚式的装起来的

5、，从封装方式上看，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的消的消费厂商如今主要有费厂商如今主要有Intel、AMD、VIA等。其中等。其中Intel公司的公司的CPU市场占有率最高。目前市场上市场占有率最高。目前市场上主流的主流的CPU有：有：Intel公司的公司的Pentium III系列、系列、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。图1-2 几种不同类型的CPU芯片前往本节n1Pentium III系列系列nPentium III处置器是处置器是I

6、ntel于于2019年年2月推出的产品。如今市面月推出的产品。如今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0.18mm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2019年年10月底正式发布的。月底正式发布的。 n2Celeron系列系列 nCeleron处置器的推出是处置器的推出是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最早发布于2000年年3月月2

7、9日的日的Celeron II赛扬二代，如今简称赛扬。赛扬二代，如今简称赛扬。n3Pentium 4系列系列 1.2.1.2 AMD系列系列 n2000年年11月，月，Intel推出了新一代的推出了新一代的Pentium 4处置器，处置器，Pentium 4摒弃了以前摒弃了以前Pentium系列微处置器采用的系列微处置器采用的P6微架构内微架构内部架构，取而代之的是新设计的部架构，取而代之的是新设计的NetBurst微架构。微架构。1.2.1.1 Intel系列系列 1.2.1.2 AMD系列系列1.2.1.2 AMD系列系列1毒龙处置器毒龙处置器2雷鸟处置器雷鸟处置器1.2.1.3 Cyri

8、x系列系列 Cyrix也是一家比较著名的也是一家比较著名的CPU制造商，但是制造商，但是由于其产品性能缘由，无法与由于其产品性能缘由，无法与Intel、AMD竞竞争，最终在争，最终在2019年被我国台湾地域的威盛年被我国台湾地域的威盛VIA公司收买。如今市场上公司收买。如今市场上Cyrix系列的主系列的主流流CPU是是Cyrix III系列。系列。前往本节1.2.2 CPU的性能目的的性能目的n1主频、倍频和外频主频、倍频和外频n2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 n3任务电压任务电压 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 n6L1缓存缓存

9、 前往本节1.3 主板主板n1.3.1 主板的构造主板的构造n1.3.2 主板的性能目的主板的性能目的前往首页1.3.1 主板的构造主板的构造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、内存插槽和扩插槽或插座、内存插槽和扩展插槽展插槽 n1.3.1.4 驱动器接口驱动器接口 n1.3.1.5 BIOSn计算机系统中用于衔接各组成部件的物件就是计算机系统中用于衔接各组成部件的物件就是主 板 主 板 M a i n b o a r d ， 它 又 称 为 系 统 板 ， 它 又 称 为 系 统 板Systemboard或母板或母板Moth

10、erboard，是，是计算机系统中最根本最重要的部件之一。计算机系统中最根本最重要的部件之一。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。如图安装了组成微机的主要电路系统。如图1-3所示，所示，主板的主要部件有主板芯片组、主板的主要部件有主板芯片组、CPU插槽、插槽、BIOS芯片、扩展插槽、电源插座、内存插槽、芯片、扩展插槽、电源插座、内存插槽、IDE硬盘、光驱接口插座、软盘驱动器接口硬盘、光驱接口插座、软盘驱动器接口插座、串行口、并行口、插座、串行口、并行口、PS/2接口、接口、USB接口。接口。图1-3 主板1.3.1.1

11、 控制芯片组控制芯片组n1传统的南北桥构造传统的南北桥构造n2中心控制型构造中心控制型构造 n3整合芯片组整合芯片组 1.3.1.2 总线总线 n1CPU总线。包括地址线总线。包括地址线CAB、数据线、数据线CDB和控制线和控制线CCD，它用来衔接，它用来衔接CPU和控制芯片。和控制芯片。n2存储总线。包括地址线存储总线。包括地址线MAB、数据线、数据线MDB和控制线和控制线MCD，用来衔接存储控制器和，用来衔接存储控制器和DRAM。n3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SAB、数据线、数据线SDB和控制线和控制线SCB，用来与扩，用来与扩展插槽上的

12、各扩展板卡相衔接。系统总线有多种规范，以展插槽上的各扩展板卡相衔接。系统总线有多种规范，以适用于各种系统。适用于各种系统。n4外部总线。用来衔接外设控制芯片，如主机板上的外部总线。用来衔接外设控制芯片，如主机板上的I/O控制器和键盘控制器。控制器和键盘控制器。 总线运用特点ISAIndustry StandardArchitectureIBM公司为286/AT电脑制定的总线工业规范，也称为AT规范。传送数据宽度是16位，任务频率为8 MHz，数据传输率最高可达8 MB/s，目前正淡出市场M C A M i c r o C h a n n e l ArchitectureIBM公司专为其PS/2

13、系统开发的微通道总线构造。由于执行的是运用答应证制度，因此未能得到有效推行EISAExtended Industry Standard ArchitectureEISA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规范VESAVideo Electronics Standards AssociationVESA组织1992年由IBM、Compaq等发起，有120多家公司参与按Local Bus部分总线规范设计的一种开放性总线。但运用并不是很广泛PCIPeripheral ComponentInterconne

14、ctSIGSpecial Interest Group集团推出的总线构造。1992年起，先后有Intel、HP、IBM、Apple、DEC、Compaq、NEC等著名的厂商加盟重新组建。该构造是处理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，任务频率为33 MHz，数据传输率可达132 MB/s528B/s，目前正广泛运用AGPAccelerated Graphics Port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。由于它是点对点衔接，即衔接控制芯片和AGP显示卡，因此严厉说来，AGP也是一种接口规范，用于运用64位图形总线使CPU与内存衔接，以提高计算机对图

15、像的处置才干。目前的主板产品大多支持AGP表1-1 各种总线与运用特点总线性能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

16、槽和扩展插槽插槽或插座、内存插槽和扩展插槽 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n4ISA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 n1I/O接口。接口。 n2并口。并口。 n3串口。串口。 n4PS/2接口。接口。n5USB接口。接口。 1.3.1.5 BIOS nBIOS是是Basic Input/Output System根根本输入本输入/输出系统的简称，它集成在主板的一输出系统的简称，它集成在主板的一个个ROM芯片中，其中包括了一组例行程序，如芯片中，其中包括了一组例行程序，如根本输入

17、根本输入/输出程序、系统信息设置程序、开机输出程序、系统信息设置程序、开机上电自检程序和系统启动自举程序。另外还有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运用程序。一块主板的内部的诊断程序和一些运用程序。一块主板的性能先进与否和主板的性能先进与否和主板的BIOS程序功能能否强劲程序功能能否强劲有着亲密的关系。有着亲密的关系。前往本节1.3.2 主板的性能目的主板的性能目的n主板的主要性能目的有：主板的主要性能目的有： n1支持支持CPU的种类和频率。的种类和频率。n2控制芯片组的型号。控制芯片组的型号。n3总线频率。总线频率。n4支持内存的种类和容量。支持内存的种类和容量。

18、n5扩展插槽类型和数量。扩展插槽类型和数量。n6各种接口的种类和数量。各种接口的种类和数量。n7主板主板BIOS功能和版本号。功能和版本号。 前往本节1.4 内存内存n1.4.1 内存的类型内存的类型n1.4.2 内存的构造内存的构造n1.4.3 内存的技术目的内存的技术目的n1.4.4 内存条和高速缓存内存条和高速缓存前往首页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，Read Only Memory和随机存储器和随机存储器RAM，Random Memory两种。两种。 RAM分为分为 SRAMStatic RAM，静态随机存储器和，静态随机

19、存储器和DRAMDynamic RAM，动态随机存储器两种。，动态随机存储器两种。n 1DDR SDRAM内存型号内存型号 n1PC1600。 n2DDR266/PC2100。 n3DDR333/PC2700。 n2RDRAM内存常见型号内存常见型号 n1PC600。 n2PC700。 n3PC800。 n4PC1066。 前往本节1.4.2 内存的构造内存的构造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 n经过下面图经过下面图1-5来了解内存的根本构造。来了解内存的

20、根本构造。图1-5 内存前往本节1.4.3 内存的技术目的内存的技术目的n1内存容量内存容量n2内存速度内存速度 n3奇偶校验奇偶校验n4ECC n5存取时间存取时间 n6内存带宽内存带宽 前往本节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早期系统的主存储器IC都是固定安装在主板上，它都是固定安装在主板上，它是由许多存储芯片组成的，通常为是由许多存储芯片组成的，通常为256 KB。 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，采用存储器

21、芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决议。芯片的多少由内存条的容量和芯片的数据位数决议。 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，总线速度用其任务时钟的频率来表示，比实现。通常，总线速度用其任务时钟的频率来表示，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示，比总线等。而存储器芯片的速度用其存取时间来表示，比如如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存储器也称

22、为主存储器的高速缓冲存储器也称为Cache，它，它由存取速度较高的由存取速度较高的SRAM芯片构成。芯片构成。SRAM由由静态静态MOS管构成，速度远高于主存的管构成，速度远高于主存的DRAM存存储器，目前可达几纳秒。储器，目前可达几纳秒。 nCPU和内存是主机的根本构成，它们决议着系和内存是主机的根本构成，它们决议着系统的速度。统的速度。 n把把SRAM的高速度和的高速度和DRAM的大容量相结合构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成系统内存，是目前提高系统内存访问速度的有效方法。有效方法。 nCache的任务原理是：它面向的任务原理是：它面向 CPU任务，存储任务，存储

23、CPU常常用的数据和代码信息。这种高速缓存的方法的有效性，用的数据和代码信息。这种高速缓存的方法的有效性，必需建立在程序访问存储器时在时间和空间上具有局域必需建立在程序访问存储器时在时间和空间上具有局域性的这一特点之上，即对多数程序来说，在某个时间段性的这一特点之上，即对多数程序来说，在某个时间段内会集中反复地访问存储器的某一特定区域。比如内会集中反复地访问存储器的某一特定区域。比如CPU的进出堆栈指令的进出堆栈指令PUSH和和POP，操作都是在所谓，操作都是在所谓“栈顶这一特定的存储区顺序执行。栈顶这一特定的存储区顺序执行。 nCache的写入方式有直写式的写入方式有直写式Write Thr

24、ough Cache和回写式和回写式Write Back Cache两种。高速缓存技术两种。高速缓存技术也用于图形加速卡、硬盘、光驱、扫描仪和数码相机等也用于图形加速卡、硬盘、光驱、扫描仪和数码相机等高速设备。高速设备。 前往本节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前往首页1.5.1 软盘和软盘驱动器软盘和软盘驱动器n1软盘软盘 n软磁盘软磁盘Floppy Diskette，简称软盘是一种涂有，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。磁性介质的聚酯薄膜圆盘，盘片较柔

25、软，因此称为软盘。 n2软盘驱动器软盘驱动器n软盘驱动器软盘驱动器Floppy Diskette Driver，记为，记为 FDD简称软驱，是用来驱动软盘旋转并同时对软盘进展读出简称软驱，是用来驱动软盘旋转并同时对软盘进展读出或向软盘写入数据的设备。它主要包括两部分，一部分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，主要用来驱动磁盘旋转并驱使磁头挪是机械驱动部分，主要用来驱动磁盘旋转并驱使磁头挪动；另一部分是控制电路部分，主要用来控制磁头定位、动；另一部分是控制电路部分，主要用来控制磁头定位、数据读写及形状检测等。数据读写及形状检测等。 n闪盘又称闪盘又称U盘，是一种新型的

26、存储器，全称为盘，是一种新型的存储器，全称为USB挪挪动存储器，其外型如图动存储器，其外型如图1-6所示。相比所示。相比1.44 MB容量的软容量的软盘，盘，USB盘具有极大的优势，具有容量大、防磁、防震、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，大大加强了数据的平安性。防潮的特点，其性能优良，大大加强了数据的平安性。USB盘可反复运用，性能稳定，可反复擦写达盘可反复运用，性能稳定，可反复擦写达100万次，万次，数据至少可保管数据至少可保管10年。年。 图1-6 U盘前往本节1.5.2 硬盘驱动器硬盘驱动器n1.5.2.1 硬盘的构造和原理硬盘的构造和原理n1.5.2.

27、2 硬盘接口硬盘接口n1.5.2.3 硬盘的数据维护技术硬盘的数据维护技术n1.5.2.4 硬盘的性能目的硬盘的性能目的图1-7 硬盘内部构造1.5.2.1 硬盘的构造和原理硬盘的构造和原理1磁头磁头磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。一环。 2磁道磁道 当磁盘旋转时，磁头假设坚持在一个位置上，那么每个磁头都会当磁盘旋转时，磁头假设坚持在一个位置上，那么每个磁头都会在磁盘外表划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。在磁盘外表划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道。 3扇区扇区 磁盘上的每个磁道被等分为假设干个

28、弧段，这些弧段便是磁盘的磁盘上的每个磁道被等分为假设干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区扇区 4柱面柱面 硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的的磁道，并从外缘的“0开场编号，具有一样编号的磁道构成一开场编号，具有一样编号的磁道构成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。个圆柱，称之为磁盘的柱面。 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时代的接口规范时代的接口规范2SCSI接口接口 SCSISmall Computer System Int

29、erface，小型计算机系统接口，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是一种系统级的接口，支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个不同的设备。个不同的设备。3IDE接口接口 IDEIntegrated Drive Electronics，集成驱动器电气接口接口是集成驱动器电气接口接口是Compaq公司为公司为处理老式的处理老式的ST506/412接口速度慢、本钱高而开接口速度慢、本钱高而开发的硬盘接口规范，亦即发的硬盘接口规范，亦即ATAAT Attachment接口规范。接口规范。 4IEEE 4接口接口IEEE 4并不是硬盘公用接口

30、，但它却可以方便并不是硬盘公用接口，但它却可以方便地衔接包括硬盘在内的地衔接包括硬盘在内的63个不同设备，并支持个不同设备，并支持即插即用和热插拔。即插即用和热插拔。 1.5.2.3 硬盘的数据维护技术硬盘的数据维护技术n1S.M.A.R.T.技术技术nS.M.A.R.T.技术的全称是技术的全称是Self-Monitoring,Analysis and Reporting Technology，即，即“自监测、分析及报告技术。自监测、分析及报告技术。n 2DFT技术技术nDFTDrive Fitness Test，驱动器安康检测技术是，驱动器安康检测技术是IBM公司为其公司为其PC硬盘开发的数

31、据维护技术。硬盘开发的数据维护技术。n3SPS和和DPS技术技术 SPSShock Protection System震动维护系统是由昆腾公司开发，运用在火球七代震动维护系统是由昆腾公司开发，运用在火球七代EX系列。系列。n4ShockBlock和和MaxSafe技术技术nShockBlock是迈拓公司在其金钻二代硬盘上运用的防震技是迈拓公司在其金钻二代硬盘上运用的防震技术，它的设计思想和昆腾的术，它的设计思想和昆腾的SPS类似类似 。n5Seashield和和DST技术技术nSeashield是希捷公司推出的新防震维护技术。是希捷公司推出的新防震维护技术。Seashield提供了由减震弹性资

32、料制成维护软提供了由减震弹性资料制成维护软罩，配合磁头臂及盘片间的加强防震设计，为罩，配合磁头臂及盘片间的加强防震设计，为硬盘提供了高达硬盘提供了高达300G的非操作防震才干。的非操作防震才干。n 6Data Lifeguard技术技术nData Lifeguard数据卫士是西部数据公数据卫士是西部数据公司为支持司为支持Ultra DMA/66传输接口的新硬盘提传输接口的新硬盘提供的数据维护技术。供的数据维护技术。 1.5.2.4 硬盘的性能目的硬盘的性能目的n1容量容量n硬盘的容量以兆字节硬盘的容量以兆字节MB或千兆字节或千兆字节GB为单位，为单位，1 GB=1024 MB。但硬盘厂商在标称

33、。但硬盘厂商在标称硬盘容量时通常取硬盘容量时通常取1 GB=1000 MB，因此大家，因此大家在在BIOS中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂中或在格式化硬盘时看到的容量会比厂家的标称值小。家的标称值小。n2转速转速n转速转速Rotational speed 或或Spindle speed是指硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位为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n平均访问时间平均访问时间Average Access Time是指磁头从是指磁头从起始位置到达目的磁道位置，并且从目的磁道上找到要起始位置到达目的磁道位置，并且从目的磁道上找到要读写的数据扇区所需的时

34、间。读写的数据扇区所需的时间。n4数据传输速率数据传输速率n硬盘的数据传输率硬盘的数据传输率Data Transfer Rate是指硬盘是指硬盘读写数据的速度，单位为兆字节每秒读写数据的速度，单位为兆字节每秒MB/s。n5缓存缓存Cachen与主板上的高速缓存与主板上的高速缓存RAM Cache一样，硬盘缓存一样，硬盘缓存的目的是为理处理系统前后级读写速度不匹配的问题，的目的是为理处理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。以提高硬盘的读写速度。 前往本节1.5.3 光盘驱动器光盘驱动器n1.5.3.1 光驱的主要技术目的光驱的主要技术目的n1.5.3.2 光驱的接口光驱的接口n

35、1.5.3.3 光驱的其他产品光驱的其他产品1.5.3.1 光驱的主要技术目的光驱的主要技术目的n1寻迹和聚焦寻迹和聚焦n准确地将光盘中的数据读出，直接决议的要素有激光准确地将光盘中的数据读出，直接决议的要素有激光头的寻迹能否准确，发射的光能否聚焦。头的寻迹能否准确，发射的光能否聚焦。n2速度速度n现有光驱的主流是现有光驱的主流是40X以上的光驱。以上的光驱。 n3数据传输率数据传输率n数据传输率直接决议光驱的速度。数据传输率直接决议光驱的速度。n4平均搜索时间平均搜索时间n这也是衡量光驱速度的另一重要规范，它是指激光头这也是衡量光驱速度的另一重要规范，它是指激光头定位并读取数据所需的平均时间

36、。定位并读取数据所需的平均时间。 n5缓存缓存n光驱中的电机旋转速度不能够无限扩展，可用光驱中的电机旋转速度不能够无限扩展，可用光驱的缓冲区来弥补速度上的缺乏。光驱的缓冲区来弥补速度上的缺乏。n 6纠错才干纠错才干n光驱的纠错才干的好坏很难有一个固定规范，光驱的纠错才干的好坏很难有一个固定规范，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，看光烂盘，看光驱能否顺利读过，这样来区分光驱的纠错才干。驱能否顺利读过，这样来区分光驱的纠错才干。 n7占用占用CPU的资源的资源n在执行中为了维持光驱随时被读取所需的预备在执行中为了维持光驱随时被读取所需的预备也要占用也要占用CPU资源，

37、使整体系统遭到宏大影响。资源，使整体系统遭到宏大影响。n8噪声和震动噪声和震动n光驱在高速度的旋转下任务，光驱在高速度的旋转下任务，34倍速的光驱倍速的光驱在一秒之内旋转在一秒之内旋转6000多转，比有的硬盘旋转还多转，比有的硬盘旋转还要快。要快。 1.5.3.2 光驱的接口光驱的接口n1公用接口公用接口n早期，一些光驱的消费商，如索尼、美上美、松下等，早期，一些光驱的消费商，如索尼、美上美、松下等，都开发了本公司公用的光驱接口。都开发了本公司公用的光驱接口。n2SCSI接口接口nSCSI接口的益处在于可以衔接多个不同设备，并且占接口的益处在于可以衔接多个不同设备，并且占用较少的用较少的CPU

38、资源。资源。3IDE接口接口nIDE已成为目前光驱的主流接口。已成为目前光驱的主流接口。n在在586以上的系统，以上的系统，IDE接口已集成在主板上，不少接口已集成在主板上，不少的声卡也提供的声卡也提供IDE接口，这使得光驱的安装更为简单。接口，这使得光驱的安装更为简单。 1.5.3.3 光驱的其他产品光驱的其他产品n1CD-RWnCD-RW驱动器可以刻写驱动器可以刻写CD-R和和CD-RW两种盘片，两种盘片，CD-R盘盘片是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层，激光头在软片是在聚碳酸酯制成的片基上喷涂了一层染料层，激光头在软硬件的控制下根据刻写数据的不同控制发射激光束的功率，使硬件的控制下

39、根据刻写数据的不同控制发射激光束的功率，使部分染料受热分解，在空白的盘片上用高温部分染料受热分解，在空白的盘片上用高温“烧刻出可供读烧刻出可供读取的反光点，由于染料层分解后不能复原，因此取的反光点，由于染料层分解后不能复原，因此CD-R盘片只盘片只能烧刻一次。能烧刻一次。n2MO驱动器驱动器n它是传统的磁盘技术与现代的光学技术结合的产物，除了具它是传统的磁盘技术与现代的光学技术结合的产物，除了具有容量大、可改换盘片、运用寿命长、稳定性高等优点外，最有容量大、可改换盘片、运用寿命长、稳定性高等优点外，最大的改良是数据传输速率和寻道时间等性能目的已接近普通低大的改良是数据传输速率和寻道时间等性能目

40、的已接近普通低速硬盘，以往速度慢的缺陷已得到有效改善，这样一来使得它速硬盘，以往速度慢的缺陷已得到有效改善，这样一来使得它在大容量存储器中稳获一席之地。在大容量存储器中稳获一席之地。 n3DVD-ROMnDVD最初的含义是数字视频光盘，从本质上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。与说，它是一种超级的高密度光盘。与CD-ROM相比，相比，DVD运用波长更短的红色激光，可读取运用波长更短的红色激光，可读取更小的凹坑和更密的光道。因此运用同样大小更小的凹坑和更密的光道。因此运用同样大小的光盘，的光盘，CD-ROM可存储可存储680 MB的数据，而的数据，而DVD却可存储却

41、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。 前往本节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 数码相机数码相机前往首页1.6.1 键盘键盘n键盘是计算机中最根本的输入设备，用于输入键盘是计算机中最根本的输入设备，用于输入命令和数据。键盘的开展也阅历了不断改革和命令和数据。键盘的开展也阅历了不断改革和创新的过程：从早期的机械式键盘到如今的电创新的过程：从早期的机械式键盘到如今的电容式键盘，从容式键盘，从83键键盘到键键盘到101102键键盘，键键盘，到如今常见的到如今常见的10

42、4键的键的Windows 95键盘。微软键盘。微软的的Windows 98流行后，市场上又出现了一种流行后，市场上又出现了一种108键的键的“Windows 98键盘，上面多了键盘，上面多了Windows 98的功能键：的功能键：Power、Sleep、Fn和和Wake Up。图1-9 104键盘前往本节1.6.2 鼠标鼠标n鼠标如图鼠标如图1-10所示是所示是1968年发明的，到如今曾经年发明的，到如今曾经有有30多年的历史了。多年的历史了。1968年年12月月9日，鼠标诞生于美国日，鼠标诞生于美国加州斯坦福大学。设计鼠标的初衷就是为了使计算机的加州斯坦福大学。设计鼠标的初衷就是为了使计算机

43、的操作更加简便，并替代键盘烦琐的指令。操作更加简便，并替代键盘烦琐的指令。n如今市面上的鼠标种类很多，按其构造分可分为机械如今市面上的鼠标种类很多，按其构造分可分为机械式、半光电式、光电式、轨迹球式和网鼠等，平常人们式、半光电式、光电式、轨迹球式和网鼠等，平常人们用得最多的是机械式和半光电式两种。用得最多的是机械式和半光电式两种。n鼠标的接口分为三种，串口、鼠标的接口分为三种，串口、PS/2口还有口还有USB口。口。 图1-10 鼠标外观 前往本节1.6.3 扫描仪扫描仪n1.6.3.1 扫描仪的根本原理扫描仪的根本原理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

44、外型构造扫描仪外型构造图图1-11 扫描仪外型构造扫描仪外型构造1.6.3.1 扫描仪的根本原理扫描仪的根本原理n扫描仪的任务过程可以简单地概括如下：扫描仪发出白扫描仪的任务过程可以简单地概括如下：扫描仪发出白光照射被扫描的外表，反射光含有被扫描外表的颜色和光照射被扫描的外表，反射光含有被扫描外表的颜色和色坚信息，感光部件感应反射光并产生相应的电信号，色坚信息，感光部件感应反射光并产生相应的电信号，电信号经过处置便成为计算机可以识别的图像信息。电信号经过处置便成为计算机可以识别的图像信息。n平板式扫描仪普通采用平板式扫描仪普通采用 CCDCharge Couple Device，电荷耦合器件或

45、者电荷耦合器件或者 CISContact Image Sensor，接触，接触式感光器件，又称为式感光器件，又称为LIDE作为感光部件，以作为感光部件，以CCD更为更为广泛。广泛。n在扫描仪获取图像的过程中，在扫描仪获取图像的过程中，CCD和和A/D变换器起着至变换器起着至关重要的作用：关重要的作用：CCD担任将光信号转换成为电信号，担任将光信号转换成为电信号，A/D变换器担任将模拟电信号变为数字电信号。变换器担任将模拟电信号变为数字电信号。CCD和和A/D变换器的性能直接决议了扫描仪的整体性能。变换器的性能直接决议了扫描仪的整体性能。 1.6.3.2 扫描仪的技术参数扫描仪的技术参数n1感光

46、器件感光器件n目前市场上平板扫描仪所运用的感光器件主要有目前市场上平板扫描仪所运用的感光器件主要有CCD和和CISLIDE。n 2分辨率分辨率n光学分辨率是指扫描仪光学系统可以采集的实践信息光学分辨率是指扫描仪光学系统可以采集的实践信息量，即扫描仪感光元件的分辨率。量，即扫描仪感光元件的分辨率。n3颜色位数颜色位数n颜色位数又称为色深、色阶等，是表示扫描仪分辨彩颜色位数又称为色深、色阶等，是表示扫描仪分辨彩色或灰度的细腻程度的目的，单位为色或灰度的细腻程度的目的，单位为 bit位。位。 n4接口接口 n扫描仪的接口主要有扫描仪的接口主要有EPP接口、接口、USB接口和接口和 SCSI接口三种。

47、接口三种。n5TWAIN接口接口 nTWAIN是输入是输入/输出设备与运用程序之间的规输出设备与运用程序之间的规范接口。一切支持范接口。一切支持TWAIN驱动程序的软件，都驱动程序的软件，都可以启动符合这种规格的扫描仪。可以启动符合这种规格的扫描仪。 前往本节1.6.4 数码相机数码相机n1.6.4.1 1.6.4.1 数码相机的根本原理数码相机的根本原理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 数码相机外型构造 1.6.4.1 数码相机的根本原理数码相机的根本原理nSMSmart Media存储卡是最常见的数码相机存储卡，存储卡是最常见的数码相机存储卡

48、，容量从容量从2 MB到到32 MB不等，可配以软盘适配器在软驱中直不等，可配以软盘适配器在软驱中直接运用，并且其本钱比较低，性能价钱比很高。数码相机颜接运用，并且其本钱比较低，性能价钱比很高。数码相机颜色数的原理和扫描仪是一致的，即决议于存储每个像素数据色数的原理和扫描仪是一致的，即决议于存储每个像素数据所运用的数位数。所运用的数位数。n数码相机都配有存储器以存储数码相机拍摄到的图像。常数码相机都配有存储器以存储数码相机拍摄到的图像。常见的数码相机图像存储器主要有见的数码相机图像存储器主要有 SM存储卡和存储卡和CF存储卡等。存储卡等。nSMSmart Media存储卡是最常见的数码相机存储

49、卡，存储卡是最常见的数码相机存储卡，容量从容量从2 MB到到32 MB不等，可配以软盘适配器在软驱中直不等，可配以软盘适配器在软驱中直接运用，并且其本钱比较低，性能价钱比很高。接运用，并且其本钱比较低，性能价钱比很高。n CFComPact Flash存储卡是和存储卡是和SM齐名的存储卡，有齐名的存储卡，有CF1和和CF2两种格式，它与两种格式，它与SM卡的主要区别是自带控制模卡的主要区别是自带控制模块。块。 n取景器是数码相机的重要部件之一，数码相机取景器是数码相机的重要部件之一，数码相机共有三种取景器：普通光学取景器、共有三种取景器：普通光学取景器、LCD取景取景器和器和TTL单反取景器。

50、单反取景器。 n数码相机拍摄的图像信息经过其外部接口如数码相机拍摄的图像信息经过其外部接口如 ECP， USB传送到计算机，假设数码相机带传送到计算机，假设数码相机带有有TV输出接口，还可以在电视屏幕上直接显示输出接口，还可以在电视屏幕上直接显示出图像。出图像。n数码相机与传统相机最大的区别在于它用半导数码相机与传统相机最大的区别在于它用半导体芯片取代了胶卷，实现了数字化的影像存储。体芯片取代了胶卷，实现了数字化的影像存储。目前数码相机的感光芯片分为目前数码相机的感光芯片分为 CCD和和 CMOS两类，其中以用两类，其中以用 CCD做感光芯片的数码相机居做感光芯片的数码相机居多。多。nCMOS

51、具有信息读取方式简单、输出信息速度具有信息读取方式简单、输出信息速度快、耗电省、体积小、集成度高、价钱低等优快、耗电省、体积小、集成度高、价钱低等优点，但是其成像质量与点，但是其成像质量与CCD芯片相差比较大，芯片相差比较大，多用于低端产品。多用于低端产品。 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n数码相机用数码相机用ISO等效值来度量动态范围，相当于普通等效值来度量动态范围，相当于普通胶卷的感光度。胶卷的感光度。 n2拍摄延迟拍摄延迟n拍摄延迟是指拍摄第一张与第二张之间需求间隔的时拍摄延迟是指拍摄第一张与第二张之间需求间隔的时间。间。n3可

52、存储张数可存储张数n就内置存储器而言，数码相机能存储的照片张数决议就内置存储器而言，数码相机能存储的照片张数决议于照片的分辨率、采用的紧缩技术和存储器的容量。于照片的分辨率、采用的紧缩技术和存储器的容量。 前往本节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 显示器显示器前往首页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1.7.1.1 显示芯片显示芯片nCPU的速度再快也无法对如此庞大的数据量进的速度再快也无法对如此庞大的数据量进展

53、处置，因此显示芯片便责无旁贷地担负起展处置，因此显示芯片便责无旁贷地担负起“硬硬件加速的任务。它是显示卡上最大的芯片，件加速的任务。它是显示卡上最大的芯片，中高档芯片普通都有散热片和散热风扇。显示中高档芯片普通都有散热片和散热风扇。显示芯片上有商标、编号和厂商称号等。目前，市芯片上有商标、编号和厂商称号等。目前，市场上显示卡所用的显示芯片以场上显示卡所用的显示芯片以nVIDIA的的GeFore系列最多，其次是系列最多，其次是TNT2系列。系列。 n目前市面上几乎一切显示芯片均已是目前市面上几乎一切显示芯片均已是3D加速加速芯片。芯片。3D加速芯片除了需求处置加速芯片除了需求处置X轴和轴和Y轴像

54、轴像素外，还要添加一个素外，还要添加一个Z缓存缓存Z-Buffer来存储来存储景物的深度信息，并用于三维物体的消隐算法。景物的深度信息，并用于三维物体的消隐算法。Z缓存位数越高，显示芯片所提供的景物纵深缓存位数越高，显示芯片所提供的景物纵深感就越准确。感就越准确。 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等许多种。等许多种。 2显存的容量显存与系统内存一样，也是多显存的容量显存与系统内存一样，也是多多益善。显存越大，可以存储的图像数据就越多益善。显存越大，可以存储的图

55、像数据就越多，支持的分辨率与颜色数也就越高。以下是多，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公式：计算显存容量与分辨率关系的公式：n所需显存所需显存=图形分辨率图形分辨率颜色精度颜色精度/8n3显存的数据位数与带宽显存的数据位数与带宽n显存带宽的计算方法是：运转频率显存带宽的计算方法是：运转频率数据带宽数据带宽/8。以目前的。以目前的GeForce3显示卡为例，其显存显示卡为例，其显存系统带宽系统带宽=230 MHz2由于运用了由于运用了DDR显显存，所以乘以存，所以乘以2128/8=7.36 GB。n4显存的速度显存的速度n显存的速度普通以显存的速度普通以ns为单位。

56、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 RAMDACnRAMDACRandom Access Memory Digital-Analog Converter，随机存储器数模，随机存储器数模转换器是显示卡上担任数模转换的部件。衡转换器是显示卡上担任数模转换的部件。衡量量RAMDAC的目的是速度，它将直将影响到画的目的是速度，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面的刷新率。目前市面上绝大多数显示卡的RAMDAC速度都已在速度都已在170 MHz以上，而高档以上，而高档显示芯片的显

57、示芯片的RAMDAC速度更是到达了速度更是到达了300 MHz以上，这对高分辨图形处置很重要。以上，这对高分辨图形处置很重要。1.7.1.4 显示卡接口显示卡接口n1总线接口总线接口n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。两种接口。 n2输出接口输出接口 n显示器接口是显示卡和显示器的接口，普通为显示器接口是显示卡和显示器的接口，普通为一个一个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，可以同时衔接两台显示器。器接口，可以同时衔接两台显示器。前往本节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.

58、7.2.2 显示器的性能目的显示器的性能目的n1.7.2.3 CRT显示器的涂层显示器的涂层n1.7.2.4 环保与平安性能环保与平安性能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显示器，如图显示器，如图1-14所示。所示。图1-14 显示器n1CRT显示器显示器nCRT显示器是目前桌面电脑的主流

59、。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：n当显示器收到计算机显示卡传来的视频信号后，经过当显示器收到计算机显示卡传来的视频信号后，经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放射出一定数量的阴极电子，构成电子束。电子定的电压放射出一定数量的阴极电子，构成电子束。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

60、过遮罩上的小孔，打在荧光层上，从而构成一个发光点。彩色显示器小孔，打在荧光层上，从而构成一个发光点。彩色显示器那么由三支电子枪分别发射不同强度的电子束，并打在荧那么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光层上对应的红R、绿、绿G、蓝、蓝B色点上，三点色点上，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。发出的光线叠加后，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