第二章计算机硬件系统

第二章计算机硬件系统1第1页，课件共37页，创作于2023年2月第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(PersonalComputer)，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。

第2页，课件共37页，创作于2023年2月2.1主机系统中央处理器（CPU）主板内存储器输入/输出接口总线第3页，课件共37页，创作于2023年2月一.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)寄存器组第4页，课件共37页，创作于2023年2月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.中央处理器第5页，课件共37页，创作于2023年2月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.主板第6页，课件共37页，创作于2023年2月二.主板第7页，课件共37页，创作于2023年2月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.内存储器第8页，课件共37页，创作于2023年2月三.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第9页，课件共37页，创作于2023年2月三.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）ROMCMOS(Complementarymetaloxide互补金属氧化物半导体)存储器第10页，课件共37页，创作于2023年2月三.内存储器第11页，课件共37页，创作于2023年2月四.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３类第12页，课件共37页，创作于2023年2月四.系统总线（BUS）第13页，课件共37页，创作于2023年2月四.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。第14页，课件共37页，创作于2023年2月3)外部总线:主机与外设的接口IDEEIDESATASCSI（小型计算机系统接口）USB(通用串行总线)IEEE1394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）第15页，课件共37页，创作于2023年2月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……第16页，课件共37页，创作于2023年2月一.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。

第17页，课件共37页，创作于2023年2月一.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。第18页，课件共37页，创作于2023年2月写保护孔打开时不能写入第19页，课件共37页，创作于2023年2月一.软盘驱动器与软盘存储器

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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：2×80×18×512=1474560B=1.4MB（习惯称1.44MB)每扇区存储的信息量均为512B第20页，课件共37页，创作于2023年2月二.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字节第21页，课件共37页，创作于2023年2月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=512×63×4096×16＝2.1GB二.硬盘驱动器与硬盘存储器

硬盘第22页，课件共37页，创作于2023年2月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

第23页，课件共37页，创作于2023年2月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

第24页，课件共37页，创作于2023年2月三.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：成熟型第25页，课件共37页，创作于2023年2月三.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光盘驱动器第26页，课件共37页，创作于2023年2月三.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第27页，课件共37页，创作于2023年2月三.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）两种第28页，课件共37页，创作于2023年2月三.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

第29页，课件共37页，创作于2023年2月三.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

第30页，课件共37页，创作于2023年2月三.光盘驱动器与光盘存储器

5.CD光盘的物理构造CD（CompactDisc）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第31页，课件共37页，创作于2023年2月四.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（FlashMemory）(1)CF卡（CompactFlash）(2)SM卡（SmartMedia）(3)记忆棒（MemoryStick）(4)MMC卡（MulitiMediaCard）(5)SD卡（SecureDigital）第32页，课件共37页，创作于2023年2月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.其他输入设备第33页，课件共37页，创作于2023年2月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、输出设备第34页，课件共37页，创作于2023年2月2.4个人计算机配置(自学)第35页，课件共37页，创作于2023年2月主要部件的选购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