大学计算机基础第2章计算机基础知识1

1、 微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统 第第2 2章章 微型计算机硬件基础知识微型计算机硬件基础知识 微型计算机的选购与组装微型计算机的选购与组装 2.2 2.2 微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统 硬件硬件系统系统微处理器微处理器(CPU)(CPU)内存储器内存储器总线总线输入输入/ /输出接口输出接口外存储器外存储器( (硬盘、光盘、硬盘、光盘、U U盘等盘等) )输入设备输入设备( (键盘、鼠标、扫描仪、数码相机键盘、鼠标、扫描仪、数码相机等等输出设备输出设备( (显示器、打印机、绘图仪等显示器、打印机、绘图仪等) )其他其他( (网卡、声卡、调制解调器、视频卡等网卡、声卡、调制解调器

2、、视频卡等) )主机主机外部外部设备设备计算机外观结构计算机外观结构 计算机内部结构及主要部件计算机内部结构及主要部件主机前面板和主机箱后部主机前面板和主机箱后部2.2.2 2.2.2 微处理微处理器器u微处理器也叫中央处理单元微处理器也叫中央处理单元(CPU)(CPU)，主要由运算器和，主要由运算器和控制器组成，是任何微型计算机系统中必备的核心控制器组成，是任何微型计算机系统中必备的核心部件。部件。 Intel4004Intel4004微微处理器芯片处理器芯片 l字长字长 ：字长越长字长越长，CPUCPU可同时处理的数据二进制可同时处理的数据二进制位数就越多，位数就越多，运算能力就越强，计算

3、精度就越高运算能力就越强，计算精度就越高。 l主频：主频：CPUCPU能够适应的时钟频率能够适应的时钟频率。主频越高，主频越高，CPUCPU的运算速度也就越快。的运算速度也就越快。CPUCPU的主频以的主频以MHzMHz（兆赫（兆赫兹）、兹）、GHzGHz（吉赫兹）为单位。现在常用的（吉赫兹）为单位。现在常用的CPUCPU主主频有频有1.5GHz1.5GHz、2.0GHz2.0GHz、2.4GHz2.4GHz等。等。 l缓存：缓存的结构和大小对缓存：缓存的结构和大小对CPUCPU速度的影响非常速度的影响非常大，大，CPUCPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理内缓存的运行频率极高，一般是和处理

4、器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬器同频运作，工作效率远远大于系统内存和硬盘。盘。l多核心处理器：所谓多核心处理器就是在一块多核心处理器：所谓多核心处理器就是在一块CPUCPU基板上集成了多个处理器核心，并通过并行基板上集成了多个处理器核心，并通过并行总线将各处理器核心连接起来。总线将各处理器核心连接起来。 2.2.3 2.2.3存储器存储器 1. 1. 存储系统的层次结构存储系统的层次结构 外存：硬盘等外存：硬盘等主存主存RAM高速缓存高速缓存CPU慢慢快快存存取取速速度度高高低低价价格格小小大大存存储储容容量量2. 2. 内存储器内存储器 l内存储器按其工作方式的不同，可以分为内存储

5、器按其工作方式的不同，可以分为随机随机存取存储器存取存储器(RAM)(RAM)、只读存储器、只读存储器(ROM)(ROM) 。lROMROM是是只能读出信息而不能由用户写入信息的存只能读出信息而不能由用户写入信息的存储器，储器，断电后，其中的信息也不会丢失断电后，其中的信息也不会丢失。 lRAMRAM是指在是指在CPUCPU运行期间既可读出信息也可写入运行期间既可读出信息也可写入信息的存储器，但信息的存储器，但断电后，写入的信息会丢失断电后，写入的信息会丢失。l注意：注意：CPUCPU只能直接对内存进行读写，而不能直只能直接对内存进行读写，而不能直接读写外存接读写外存2. 2. 内存储器内存储

6、器 l目前，微机中常用的内存以内存条的形式插于目前，微机中常用的内存以内存条的形式插于主板内存插槽上主板内存插槽上 。l评价内存条的性能指标主要有两个：评价内存条的性能指标主要有两个： 存储容量：市场上常见的存储容量：市场上常见的DDRDDR内存条的容量有内存条的容量有1GB1GB、2GB2GB和和4GB4GB等。等。 存取速度（存储周期）：即两次独立的存取操存取速度（存储周期）：即两次独立的存取操作之间所需的最短时间。数字越小，表明内存作之间所需的最短时间。数字越小，表明内存的存取速度越快。的存取速度越快。l为了解决主存为了解决主存RAMRAM与与CPUCPU工作速度不匹配的问题，在工作速度

7、不匹配的问题，在CPUCPU和主存之间设置了一级高速度、小容量的存储器，称和主存之间设置了一级高速度、小容量的存储器，称之为高速缓冲存储器之为高速缓冲存储器 。 lCacheCache用来存放当前内存中频繁使用的程序块和数据块。用来存放当前内存中频繁使用的程序块和数据块。当当CPUCPU访问这些程序和数据时，首先从访问这些程序和数据时，首先从CacheCache中查找，中查找，如果所需程序和数据不在如果所需程序和数据不在CacheCache中，则到主存中读取数中，则到主存中读取数据，同时将数据回写入据，同时将数据回写入CacheCache中。中。lCacheCache由静态存储器（由静态存储器

8、（SRAMSRAM）构成。目前，微机中的）构成。目前，微机中的CacheCache设置成二级或三级。一开始的高速小容量存储器设置成二级或三级。一开始的高速小容量存储器就被称为一级缓存（就被称为一级缓存（L1 CacheL1 Cache），每级缓存比前一级），每级缓存比前一级缓存速度慢且容量大缓存速度慢且容量大。l外存储器即外存，其主要作用是长期存放计算外存储器即外存，其主要作用是长期存放计算机工作所需要的系统文件、应用程序、用户程机工作所需要的系统文件、应用程序、用户程序、文档和数据等。序、文档和数据等。l外存中存储的程序和数据必须先送入内存，才外存中存储的程序和数据必须先送入内存，才能被计算

9、机执行能被计算机执行。 l主要外存储设备，分为软盘、硬盘、光盘等，主要外存储设备，分为软盘、硬盘、光盘等，它们既是输入设备，也是输出设备。它们既是输入设备，也是输出设备。（1 1）硬盘（）硬盘（HDDHDD）l固定式硬盘一般置于主机箱内固定式硬盘一般置于主机箱内 。l硬盘的容量取决于硬盘的磁头数、柱面数及每个磁道硬盘的容量取决于硬盘的磁头数、柱面数及每个磁道扇区数。扇区数。硬盘的容量硬盘的容量= =柱面数柱面数磁头数磁头数扇区数扇区数512B512B。l硬盘的格式化。使用新硬盘之前，必须对硬盘进行硬硬盘的格式化。使用新硬盘之前，必须对硬盘进行硬盘的低级格式化、硬盘分区和硬盘的高级格式化。盘的低

10、级格式化、硬盘分区和硬盘的高级格式化。 磁头驱动机构2面面旋转机构1面面0面面 （2 2）光盘存储器光盘存储器l数据传输率是光驱的基数据传输率是光驱的基本参数本参数, ,指光驱在指光驱在1 1秒内秒内所能读出的最大数据量。所能读出的最大数据量。l数据传输率为数据传输率为150KB/S150KB/S，这种速率的光盘驱动器这种速率的光盘驱动器称为称为1 1倍速驱动器，记为倍速驱动器，记为1X1X；lCD-ROMCD-ROM驱动器的最大读驱动器的最大读取数据传输率为取数据传输率为5252倍速。倍速。(3)(3)常见的移动存储设常见的移动存储设备备-U -U 盘盘 lU U盘是一种随身型移动存储设备，

11、通过盘是一种随身型移动存储设备，通过USBUSB接口与接口与计算机交换数据，计算机交换数据，支持即插即用支持即插即用，在，在WindowsWindows高版高版本操作系统下无须安装任何驱动程序，使用非常本操作系统下无须安装任何驱动程序，使用非常方便。方便。lU U盘采用半导体存储器作为存储介质，无机械读写盘采用半导体存储器作为存储介质，无机械读写部件，所以不仅部件，所以不仅数据保存能力非常强，而且抗电数据保存能力非常强，而且抗电磁干扰、抗震能力也非常强磁干扰、抗震能力也非常强 。l l移动硬盘大多采用硅氧盘移动硬盘大多采用硅氧盘片片 。l移动硬盘大多采用移动硬盘大多采用USBUSB、IEEE1

12、394IEEE1394接口，能以较高接口，能以较高的速度与系统进行数据传的速度与系统进行数据传输。输。l目前目前, ,市场上主流移动硬盘市场上主流移动硬盘的尺寸是的尺寸是2.52.5英寸和英寸和3.53.5英英寸，硬盘容量高达寸，硬盘容量高达2TB2TB。(4)(4)常见的移动存储设常见的移动存储设备备移动硬盘移动硬盘 l存储卡是用于存储卡是用于手机、数码相机、便携式电脑、手机、数码相机、便携式电脑、MP3MP3和和其他数码产品上的独立存储介质其他数码产品上的独立存储介质，一般是卡片的形，一般是卡片的形态，故统称为存储卡，包括态，故统称为存储卡，包括CFCF卡、卡、MMCMMC卡、卡、SDSD

13、卡和卡和SMSM卡。卡。l存储卡具有体积小巧、携带方便、使用简单的优点。存储卡具有体积小巧、携带方便、使用简单的优点。同时，由于大多数存储卡都具有良好的兼容性，便同时，由于大多数存储卡都具有良好的兼容性，便于在不同的数码产品之间交换数据。于在不同的数码产品之间交换数据。l近年来，近年来，一些计算机就内置了读卡器一些计算机就内置了读卡器，以方便用户，以方便用户传输数据到计算机中。传输数据到计算机中。(5)(5)常见的移动存储设备常见的移动存储设备存储卡存储卡 2.2.4 2.2.4 总线总线l总线总线(BUS)(BUS)是连接微机中各个部件的一组物理是连接微机中各个部件的一组物理信号线，用于各部

14、件之间的信息传输。信号线，用于各部件之间的信息传输。l一次传输信息的位数称为总线宽度。一次传输信息的位数称为总线宽度。 l通常将通常将CPUCPU芯片内部的总线称为内部总线芯片内部的总线称为内部总线，而，而连接系统各部件间的总线称为外部总线连接系统各部件间的总线称为外部总线，也，也称为系统总线。称为系统总线。l按照总线上传送信息类型的不同，可将总线按照总线上传送信息类型的不同，可将总线分为分为数据总线、地址总线和控制总线数据总线、地址总线和控制总线。 微型计算机的总线结构图微型计算机的总线结构图数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线输入接口输入接口微处理微处理器器CPU主存储器主存储

15、器RAMROM输出接口输出接口输出设备输出设备输入设备输入设备数据总线数据总线(DB)(DB)：是：是CPUCPU同各部件交换信息的通路。数据同各部件交换信息的通路。数据总线都是双向的。总线都是双向的。地址总线地址总线(AB)(AB)：通常地址总线是：通常地址总线是单向单向的。地址总线的宽度与所的。地址总线的宽度与所寻址的范围有关，即地址总线的位数决定了寻址的范围有关，即地址总线的位数决定了CPUCPU可直接寻址的可直接寻址的内存空间大小，一般来说，内存空间大小，一般来说，若地址总线为若地址总线为n n根，则可寻址空间根，则可寻址空间为为2 2n n字节字节比如比如8 8位微机的地址总线为位微

16、机的地址总线为1616根，则其最大可寻址空根，则其最大可寻址空间为间为2 2161664KB64KB控制总线控制总线(CB)(CB)：用控制总线来传送控制信号：用控制总线来传送控制信号l主机板用于连接计算机的多个部件。主机板用于连接计算机的多个部件。l主板结构主板结构就是根据主板上各元器件的布局排列就是根据主板上各元器件的布局排列方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等方式，尺寸大小，形状，所使用的电源规格等制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。制定出的通用标准，所有主板厂商都必须遵循。 ATX主板主板 Micro ATX主板主板2.2.62.2.6输入和输出设备输入和输出设备 l常用的输

17、入设备是键盘和鼠标常用的输入设备是键盘和鼠标 。l常用的输出设备有显示器、打印机、绘图常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、磁盘等。仪、磁盘等。 左键左键右键右键滚轮滚轮显示器显示器 l显示器根据显像管的不同可分为三种类型：阴极射显示器根据显像管的不同可分为三种类型：阴极射线管线管(CRT)(CRT)、发光二极管、发光二极管(LED)(LED)和液晶和液晶(LCD)(LCD)显示器显示器 。l衡量显示器好坏的一个重要指标是分辨率衡量显示器好坏的一个重要指标是分辨率 。l分辨率越高图像就越清晰。分辨率越高图像就越清晰。 l显示器与主机相连必须配置适当的显示适配器（即显示器与主机相连必须配置适当

18、的显示适配器（即显示卡）显示卡） 。显示卡插在主板的扩展槽上。显示卡插在主板的扩展槽上 。打印机打印机 l打印机也是计算机系统中常用的输出设备。打印机也是计算机系统中常用的输出设备。l目前常用的打印机有点阵式打印机、喷墨打印目前常用的打印机有点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机三种。机和激光打印机三种。l将打印机与计算机连接后，必须要安装相应的将打印机与计算机连接后，必须要安装相应的打印机驱动程序才可以使用打印机。打印机驱动程序才可以使用打印机。 l品牌机：品牌机：国内的品牌生产厂商主要有联想、方国内的品牌生产厂商主要有联想、方正、清华同方、正、清华同方、TCLTCL、海尔、神舟、七喜等。、海

19、尔、神舟、七喜等。国外品牌有国外品牌有HPHP（惠普）、（惠普）、DellDell（戴尔）、东芝（戴尔）、东芝等。等。l组装机：组装机：是计算机用户根据需求，自己购买计是计算机用户根据需求，自己购买计算机硬件设备，并组装到一起的计算机。组装算机硬件设备，并组装到一起的计算机。组装机可以自己组装，也可以到计算机配件市场组机可以自己组装，也可以到计算机配件市场组装。装。l个性需求：个性需求：l硬件配置：硬件配置：l外观：外观：l性价比：性价比：l可靠性：可靠性：l售后服务：售后服务：l用户在选购微机时完全不必追求高档，而是根据微机用户在选购微机时完全不必追求高档，而是根据微机的用途选择合适的配置。

20、例如，如果只是用微机进行的用途选择合适的配置。例如，如果只是用微机进行上网、文字处理等，目前的低档微机足以满足要求。上网、文字处理等，目前的低档微机足以满足要求。但是，如果利用微机进行平面设计、制作动画或玩但是，如果利用微机进行平面设计、制作动画或玩3D3D游戏、游戏、3D3D设计等，则微机的性能越高越好。设计等，则微机的性能越高越好。l用户自己选购微机硬件部件组装，还应注意以下几点。用户自己选购微机硬件部件组装，还应注意以下几点。（1 1）收集市场信息：例如，太平洋电脑网、中关村在线）收集市场信息：例如，太平洋电脑网、中关村在线等。等。（2 2）各部件之间要匹配。例如，）各部件之间要匹配。例

21、如，CPUCPU与芯片组的匹配问题、与芯片组的匹配问题、内存与主板的匹配问题、显卡与主板的匹配问题、电内存与主板的匹配问题、显卡与主板的匹配问题、电源与主板的匹配问题、源与主板的匹配问题、CPUCPU风扇与风扇与CPUCPU的匹配问题等的匹配问题等（3 3）选择配件宜集中。）选择配件宜集中。微机组装的基本步骤微机组装的基本步骤（1 1）安装电源：）安装电源：（2 2）安装）安装CPUCPU和风扇：和风扇：（3 3）安装内存条：）安装内存条：（4 4）安装主板：）安装主板：（5 5）显卡的安装：）显卡的安装：（6 6）安装驱动器：）安装驱动器：（7 7）连接电源线：）连接电源线：（8 8）连接机箱前置面板与主板）连接机箱前置面板与主板间的连线：即各种指示灯、电间的连线：即各种指示灯、电源开关线。源开关线。（9 9）连接显示器、键盘和鼠标。）连接显示器、键盘和鼠标。（10