实验计算机硬件与拆装实验1计算机硬件与拆装

实验1计算机硬件与拆装

1计算机硬件的逻辑组成

2计算机的物理组成

1.计算机硬件的逻辑组成

2-2第2讲计算机硬件

2

计

算计算机硬件的逻辑结构1

机

硬经典计算机的逻辑结构

件

的

逻

辑

组

成

2-3第2讲计算机硬件

2

计

算计算机硬件的逻辑结构2

机

现代计算机的逻辑结构

硬

件CPU(Central=一中央处理器

ProcessingUnit

的（运算器及其控制）

控制器

逻总线(bus)⑪

控制器

外存储器、

三个变化:

集中控制一分散控制；运算器及其控制器称为“处理器”

存储器-内存储器+外存储器

通过运控通信一通过总线进行通信

2-4第2讲计算机硬件

2

计中央处理器(运算控制器)

算

机

什么是处理器(processor)?

硬

件■能高速执行指令，完成二进制数据的算术或逻辑

的

运算和数据传送等操作的部件，特点是：

逻

辑-由数字电路组成，结构非常复杂

组

■所有电路都制作在大规模集成电路芯片上(仅几个

成

平方厘米)，称为“微处理器"(microprocessor)

2-5第2讲计算机硬件

2

计

算什么是中央处理器(CPU)?

机

硬计算机中通常有多个不同的处理器，各有不同的

件

的分工和任务

逻

■承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为

辑

组CPU,CPU是计算机必不可少的核心组成部件。

成

■计算机中可以包含2个、4个、8个甚至成百上千

个CPU

2-6第2讲计算机硬件

200000

00001

00010存储内容

计00011

00100

算存储器

地址

机4

功能：

硬

储存以二进位形式表示的程序和数据

件

分类：内存储器/外存储器11110

的11111

逻内存储器外存储器

辑（简称内存或主存）（简称外存或辅存）

组存取速度

成存储容量

性质

用途

——..-------..................................

与CPU

关系

2-7第2讲计算机硬件

2

计

算总线(bus)

机

硬■功能：

件■用于在CPU、内存、外存和各种I/O设备之间传输

的

逻信息的一组共享的传输线（含传输控制电路）

辑■分类：

组

成■CPU总线：用于连接CPU和内存的总线（或前端

总线）

I/O总线：连接内存和I/O设备（包括外存）的总线

2-8第2讲计算机硬件

2

计

算计凫机的基本工作原理

机

“存储程序控制”原理:

硬

将问题的解算步骤编制成为程序，程序连同它所处理的数

件

据都用二进位表示并预先存放在存储器中

的

逻程序运行时，CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的

辑数据，按指令操作码的规定,对数据进行运算处理，直到

组程序执行完毕为止

成

指

程

序

①任务启动时，执行指②CPU从内存中逐条

该任务的程序和数据

"内读取该程序的指令及CPU

_______、从外存成批传送到内指相关的数据

存

存一③CPU逐条

储

外存储器指执行指令，按

器

数指令要求完

数

⑤任务完成后，将处据1炭对数据鬲

据

数2

理得到的全部结果成据运算和处理

薮

批传送到外存以长久晶

保存m

2-9第2讲计算机硬件

2

计

算CPU的任务

机

的主要任务是执行指令，它按指令的规定

硬CPU

件对数据进行操作

的

逻

辑

组

成

T1

处理结果

2-10第2讲计算机硬件

2

计

算指令是什么?

机

指令就是命令，它用来规定CPU执行什么操作。指令是

硬

件构成程序的基本单位，程序是由一连串指令组成的

的■指令采用二进位表示，大多数情况下，指令由两个部分

逻组成：

辑

组操作码---操作址

成

指出CPU应执行何种操作的一

指出该指令所操作（处理）的

个命令词，例如加、减、乘、

数据或者数据所在位置

［除、取数、存数等,\__y__________

举例：01002000201把0200存储单元中的内容与0201

中的内容相加，和数存放在0200

存储单元中

2-11第2讲计算机硬件

2.计算机硬件的物理组成

2-12第2讲计算机硬件

3

计

算

机

硬

件

的

物

理

组

成

2-13第2讲计算机硬件

3

箱

主机

计

算

机

硬

件

的

物

理

组

成

2-14第2讲计算机硬件

3

计

算(1)壬板

机

硬

件

的

物

理

组

成

主板的作用：安装所有的电子器件、电路与连接件

主板安装内容：见上图

ROMBIOS：存放最基础的软件——基本输入/输出系统(BIOS)

CMOS存储器：存放系统的基本参数(日期、时间、硬件配

置•••)

2-15第2讲计算机硬件

3

计华硕王板照片

算P4T

机

软驱、硬盘

硬IDE连接器

飞源连接器

件

的

物

理芯片组一

CPU插座

组

成PCI总线插槽

内存条插座

I/O端口

2-16第2讲计算机硬件

3

计芯片

算CPU(Pentium4)

机

硬

件

的

物

理

组

成

7

2-1第2讲计算机硬件

3

计芯片组

算(2)

机

Pentium4CPU

硬

〔RPU网端总线

件於

图形卡接口<k----

的MCHC>；|PPR2|；惑

I________________

物

音频Codec

""Cl电话Modem

理硬盘接口(x2)<南桥

0层PCI插槽（w6个）

以太网接口82801E<

组

接口

ICH5「-一---电----源---管---理---、---时---钟---生--成USB2.0(x8)

键盘，鼠标，软驱,—SuperI/CJ~

成

并口,串口等ROMBIOS

芯片组的作用：

是PC机各组成部分相互连接和通信的枢纽

■北桥芯片：

1.存储器控制功能；2.连接CPU、存储器、显卡、南桥芯片的枢纽

■南桥芯片：

1.多种I/O设备的控制功能；2.I/O总线(PCI总线)功能；3.提供了各种I/O接口

2-18第2讲计算机硬件

(3)内存条

半导体存储芯片的分类:

易读难写，断电

可读可写，断电启信直模持

后彳言息丢失半导体存储器芯片

随机存取存储器(RAM)只读存储器(ROM)

静态随机存取存储器动态随机存取存储器快擦除存储器

其它ROM

(SRAM)(DRAM)(flashROM),

PC机中的内存储器：

1.由SRAM组成快速小容量存储器(cache),集成在CPU内

2.由DRAM芯片组成可插拔的内存条，作为可读可写的大容量存

储器(主存)，插在主板上工作

3.由闪存(flashROM)作为BIOS存储器，安装在主板上

2-19第2讲计算机硬件

3

计设备接口

算(4)I/O

机键盘接口并行口双段嚏骂口

Ccnnwtyg

硬

件MNl,、串行口

9针

的

物VGA

视频口

理

串行口

组

25针

成BBS'

-------通_并行口

■•一«■****«>»«一««ear«»a«,.,J------------------------------------

(^^一键盘接口

a

鼠标器串行口显出器

接口接口同轴电缆网

o一络接口

j«r»*

(安装在主板上的I/O设备接口)PS/2接口

46・M4MHHOH

2-20第2讲计算机硬件

3

计

算台式PC机箱背板照片

机

硬

件

的

键盘接口keyboardmouse鼠标接口

物

串彳丁接^serialportpower电源接口

理

显示器接口monitor（）

组prin打ter用pa机rall（e并lpo行rt）接口

扬声器接口speaker

成/oys〃ck（游戏）操纵杆接口

麦克风接口microphone

2-21第2讲计算机硬件

3

计输入设备

算(5)

机

■输入(input)的双重含义：

硬

件1.把信息送入计算机的过程；2.向计算机输入的内容

的输入设备(inputdevices)

物■功能：用来向计算机输入信息

理■输入设备有多种，例如：

组

-键盘——输入文字、符号和命令

成

-鼠标器一一输入鼠标器移动的位置信息及按钮命令

■扫描仪——输入图片

■麦克风—输入声音

■输入设备的共性：不论信息的原始形态如何，输入到计算

机中的信息都使用二进位来表示

2-22第2讲计算机硬件

计

算键盘

机

硬作用：向计算机输入字母、数字、符号、命令等

件信息

的按键的布局与类型：［光标控制键）开丽

物

F9F10F11F12

理F2F3F4

组

呼

打字键盘

ftShiftZXCVBN

RShift

修饰键

Ctrl

Alt

其它：Windows控制键；多媒体播放控制键；若干指示灯

第2讲计算机硬件

2-23

3

计鼠标器

算

机

作用：控制屏幕上的鼠标箭头准确地定位在指定的位置

硬

处，然后通过按键完成各种操作

件

的■类型：微型镜头

物光电式鼠标器发光二极管

理左键

组

成

■机电式鼠标器

2-24第2讲计算机硬件

机电式鼠标器工作原理

Rubber

"Chopper*wheelball-Chopper"wheel

1torX\-axis1、/forY-axis

Xoutput/5455sYoutput

l

LightLightRollerforRollerforLightLight

detectorsourceX-axisY-axissourcedetector

2-25第2讲计算机硬件

3

计

算(6)输出设备

机

输出(output)的双重含义：

硬

件1.把信息送出计算机的过程；2.从计算机输出的内容

的输出设备(outputdevices)

物

■功能：从计算机输出信息

理

组■输出设备有多种，例如：

成-显示器一一输出文字、符号和图形

■打印机——打印文字、符号和图形

■扬声器—输出声音

■(多数)输出设备的共性：把计算机中的二进位信息转换成

人可感知的形式(文字、符号、图形、声音等)

2-26第2讲计算机硬件

3

计

算显示卡与显示器

机

■显示卡的作用HOWVIDEOTRAVELSFROMTHECPUTOYOUR

Step1:TheCPUsenas

硬

aig/taiviaeooatato

thevideocard.

Step2:Thevideocardsaigitai-to-anaiog

件■显示卡的组成:converter(DAC)convertstheDigitalviaeo

aataloananalogsignal.

的1.显示存储器

物

2.绘图处理器

理

3.显示控制电路Step3:Theanalogsignal

issentthroughacableloIhe

组CRTmonitor.

4.接口电路

成

Step4:7heCRT

momtoiseparates

与北桥芯显示器theanaiogsignalinto

片的接口rea,green,anablue

signals.Step6:Animage

Step5:Electronoisplaysonthe

gunslireIhethreescreenwhenthe

colorsignalstotheelectronshitphosphor

frontoltheCRT.aotsonthebackol

thescreen.

（显示卡）

2-27