微型计算机组成原理课件

2.1计算机的组成与分类2.2CPU的结构与原理2.3PC机的组成2.4常用的输入设备2.5常用的输出设备2.6外存储器微型计算机组成原理1.了解计算机的发展与作用，掌握计算机硬件的主要组成部分及其功能、计算机的主要类型及它们的用途。2.了解微处理器的特点、功能、应用及大概的发展情况3.描述CPU的结构与工作原理，理解什么是指令、它在计算机中的执行过程。4.熟悉PC机的物理组成，了解芯片组与其他部件的关系5.理解I/O总线、I/O控制器、I/O接口及I/O设备的功能与相互关系6.掌握常用输入设备的功能，了解其结构与原理7.掌握常用输出设备的功能，了解其结构与原理8.理解磁盘、光盘的类型、结构与原理

学习目标与要求2.1计算机的组成与分类主要内容： 计算机的发展与作用 计算机的逻辑结构 各组成部分的基本功能 计算机分类 计算机主要性能指标(1)1946年在美国诞生了世界上第一台数字电子计算机(2)发展速度早期计算机大约每隔8~10年速度提高10倍，成本和体积是原来的1/10；上世纪80年代以来，大约每隔3年，计算机性能提高近4倍，成本下降50%1.计算机的发展2.1.1计算机的发展与作用(3)按照计算机主机所使用的元器件，为计算机划代:代别年

代主要元器件配置的软件主要应用第1代40年代中期～50年代末期CPU：电子管内存：磁鼓

使用机器语言和汇编语言编写程序科学计算工程计算第2代50年代中后期～60年代中期CPU：晶体管内存：磁芯

使用FORTRAN等高级程序设计语言开始广泛应用于数据处理领域第3代60年代中期～70年代初期CPU:集成电路内存：SSI，MSI半导体存储器

操作系统，数据库管理系统等开始使用在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用第4代20世纪70年代中期以来CPU:大规模集成电路内存：LSI、VLSI的半导体存储器

软件工程、分布式计算、网络软件等开始广泛使用深入到各行各业，家庭和个人开始使用计算机2.1.1计算机的发展与作用(4)计算机的应用模式集中计算模式(50～70年代)分散计算模式(80年代)网络计算模式(90年代)1.计算机的发展(5)发展趋势：智能化2.1.1计算机的发展与作用2.计算机的巨大作用（1）开发了人类认识自然、改造自然的新资源（2）增添了人类发展科学技术的新手段（3）提供了人类创造文化的新工具（4）引起了人类的工作与生活方式的变化

2.1.1计算机的发展与作用计算机系统的组成2.1.2计算机的组成计算机系统由硬件和软件两部分组成硬件：计算机系统中所有实际物理装置的总称软件：在计算机中运行的各种程序和相关的数据及文档程序：用来向计算机指出应如何一步步地进行规定操作数据：程序处理的对象文档：提供给用于使用的操作说明、技术资料等★硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。★软件与硬件的结合，构成完整的计算机系统。中央处理器外存储器内存储器输出设备系统总线输入设备适配器I/O端口I/O端口外存储器接口适配器适配器控制器运算器存储器2.1.2计算机的组成计算机的逻辑结构计算机硬件的组成中央处理器外存储器内存储器输出设备系统总线输入设备适配器I/O端口适配器适配器主机外设计算机硬件的组成中央处理器外存储器内存储器输出设备系统总线输入设备适配器I/O端口适配器适配器

包含运算器和控制器。承担系统软件和应用软件运行任务的处理，是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。

存取速度快、容量相对小，价格相对高、CPU可直接访问、易失性

存取速度慢、容量相对大，价格相对低、不直接与CPU相连接、非易失性

把输入到计算机中的信息转换成用二进制中的“0”和“1”两个符号来表示的设备。

把计算机存储器中用“0”和“1”表示的信息转换成人可直接识别的信息形式的设备

用来连接CPU、内存、外存和各种输入输出设施并协调它们工作的一个控制部件1.按内部逻辑结构分为单处理机、多处理机(并行机)2.按字长分为16位机、32位机或64位计算机等3.按计算机的性能、用途和价格分为巨型计算机（Supercomputer）大型计算机（Mainframe）小型计算机（Minicomputer）个人计算机（PersonalComputer）2.1.3计算机的分类(1)巨型计算机（Supercomputer）

采用大规模并行处理的体系结构，CPU由数以百计、千计、万计的处理器组成，有极强的运算处理能力，

速度达到每秒万亿次以上，多用在军事、科研、气象、石油勘探等领域。我国的联想深腾6800NECSX-6/64MB巨型计算机外形2.1.3计算机的分类(2)大型计算机（Mainframe）

运算速度快、存储容量大、通信联网功能完善、可靠性高、安全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机

CPU通常有4、8、16、32个甚至更多处理器;

为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为主服务器（企业级服务器）2.1.3计算机的分类(3).小型计算机（Minicomputer）

供部门使用的计算机，以IBM公司的AS/400为代表。近年来，小型机逐步为高性能的服务器所取代。功能：为多个用户执行任务，但它没有大型机的高性能，支持的用户较少。小型机的典型应用是帮助中小企业完成信息处理任务，如库存管理、销售管理、文档管理等。

小型机2.1.3计算机的分类(4).个人计算机（PersonalComputer，也称个人电脑、微机）

特点：以微处理器为中心的一个独立完整的计算机系统。价格便宜，使用方便，软件丰富，适合办公或家庭使用。通常只用来处理一个用户的任务，可独立使用，也可与其他计算机互连。最早的代表机型：

1977年：AppleMacintosh

(Apple公司产品，使用Motorola公司生产的微处理器）

1981年：IBM-PC

(IBM公司产品，使用Intel公司生产的8086微处理器）2.1.3计算机的分类台式机笔记本电脑掌上计算机个人计算机类别台式机：一般在办公室或家庭中使用。便携机：用于移动计算。笔记本（膝上机）：体积小、重量轻，便于外出携带，性能与台式机相当。手持式计算机（掌上机）：包括商务通、快译通之类产品，它们与PC机不一定兼容，缺乏通用性。2.1.3计算机的分类工作站

一种特殊的个人计算机，称为工程工作站Workstation

具有高速运算能力和强大的图形处理功能，通常运行UNIX操作系统，特别适合于工程与产品设计使用。SGI，SUN，HP，IBM等公司都有此类产品。2.1.3计算机的分类(5).微控制器（单片机）

是一种把处理器、存储器、输入／输出接口电路等都集成在单块芯片上的大规模集成电路芯片。2.1.3计算机的分类1.微处理器

简称μP或MP，通常指使用单片大规模集成电路制成的、具有运算和控制功能的处理器20世纪70～80年代出现了微处理器和PC机主要技术指标：字长、结构、晶体管数目、工作频率2.PC机的发展80年代初苹果公司推出的微型计算机（Apple－II）1982年美国IBM公司推出个人计算机（16位）80年代末、90年代初出现80386、80486的PC机（32位）1992年Intel公司推出Pentium系列微处理器2.1.4微处理器和PC机计算机主要性能指标1.字长中央处理器中运算器和寄存器的宽度。即数据在运算器中做运算或存储时的二进制位数。字长决定了计算的精度。字长通常是2的整数次幂。微处理器字长演变：

Intel4004:4位(1971年，世界第一个微处理器) Intel8008,8080:

8位

Intel8086:16位

Intel80386,80486,pentium：32位计算机主要性能指标Intel公司微处理器主要技术参数比较

处理器主要参数8086802868038680486PentiumPentiumProPentiumⅡPentiumⅢPentium4推出时间19781982198519891993～961995～971997～9819992000主频

(MHz)4.776～2016～3333～10060～200150～200233～333450～14001500～3060晶体管数目2.9万13.4万27.5万120万310万550万750万950万4200万制造工艺(微米)>21.51.5～1.01.0～0.80.8～0.350.6～0.350.35～0.250.25～0.130.18～0.13封装形式与引脚DIP,40PGA,68PGA,132PGA,168PGA,273双SPGA,387PinSEC,242FC-PGA,370FC-PGA2,4782.2.1CPU的结构2.2.2指令和指令系统的基本概念2.2.3指令执行过程2.2.4CPU的性能2.2CPU的结构与原理(1)冯.诺依曼结构的基本原理：存储程序、程序控制(2)主要内容：指令与数据都用二进制编码形式存储、运行和运算程序和数据预先存放在存储器内计算机工作时，CPU从内存中一条一条地取出指令和和相应的数据，按指令的规定，对数据进行运算处理，直到程序执行完毕为止。1.冯·诺依曼计算机的基本原理冯·诺依曼计算机的5个组成部分运算器控制器存储器输入输出中央处理器(俗称:CPU)主机计算机硬件I/O设备1.冯·诺依曼计算机的基本原理CPU：CentralProcessingUnit(1)CPU主要任务：取指令、执行指令按照指令的要求完成对数据的运算和处理2.中央处理器CPU组成及与内存的关系寄存器组运算器控制器指令数据运算结果

中央处理器控制信号内存储器控制信号2.中央处理器(2)CPU内部的组成

寄存器存取速度快；临时存放参加运算的数据和得到的中间结果运算器（执行单元）对数据进行各种算术运算和逻辑运算控制器（指挥中心）组成：指令计数器＋指令寄存器取指令，解释指令的含义（指令译码）产生控制其它部件的操作控制信号，记录内部状态2.中央处理器2.中央处理器(CPU)包含运算器和控制器。承担系统软件和应用软件运行任务的处理，是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。（一台计算机中有多个处理器， 它们各有其不同的任务）2.中央处理器(CPU)并行处理和多处理器系统 使用多个CPU（2，4，8或更多）实现超高速计算的技术称为“并行处理”，采用这种技术的计算机系统称为“多处理器系统”。

它才用二进制表示，用来多种多样计算机执行什么操作是构成程序的基本单位1.指令操作码操作数(2)组成操作码：即命令词，指出计算机应执行何种操作操作数：指出该指令所操作的数据或数据存放的位置2.2.2指令与指令系统(1)定义(3)指令的执行过程寄存器组运算器控制器指令数据运算结果

中央处理器控制信号内存储器控制信号控制器2.2.2指令与指令系统(3)指令的执行过程CPU的控制器从存储器读取一条指令放入到指令寄存器读取的指令经过译码，决定执行何种操作，操作数放在哪根据操作数的位置取出操作数运算器根据操作码的要求对操作数完成规定的操作把运算结果放回寄存器修改指令计数器，准备取下一条指令2.2.2指令与指令系统(3)指令的执行过程CPU的控制器从存储器读取一条指令放入到指令寄存器读取的指令经过译码，决定执行何种操作，操作数放在哪根据操作数的位置取出操作数运算器根据操作码的要求对操作数完成规定的操作把运算结果放回寄存器修改指令计数器，准备取下一条指令指令预取指令译码取操作数并执行指令回送结果※微操作：CPU执行每一条指令都分成若干步，每一步完成一个或几个非常简单的操作。 2.2.2指令与指令系统(4)常用指令的类型

寄存器－寄存器寄存器－存储器将两个寄存器的数进行运算后放回到第一个寄存器中。例如：加、减、乘、除等指令将指定存储器中的数传送到指定的寄存器或将指定寄存器中的数传送到指定的存储器单元2.2.2指令与指令系统(1)概念CPU所能执行的全部指令称为该CPU的指令系统

指令系统有数以百计的指令组成，分为许多类

8086802868038680486PentiumPentium4PentiumⅢPentiumⅡPentiumPRO(2)Intel微处理器的指令系统80386Pentium：增加80多条浮点数指令PentiumPentiumⅡ：增加50多条处理多媒体信息的指令PentiumⅡPentiumⅢ：增加70多条处理128位数的指令PentiumⅢPentium4：增加144条指令结论：

cpu是向下兼容的，即新处理器中保留老处理器的是由指令，同时扩充功能更强的新指令；不同公司生产的CPU有各自的指令系统，它们未必互相兼容2.2.2指令与指令系统指令系统主要内容：

个人计算机（PC）的物理结构主板上各部件的功能内存储器

I/O总线与I/O接口2.3PC机的组成概述

PC机的物理组成机箱显示器键盘鼠标器等台式机概述

PC机的物理组成机箱、显示器、键盘、鼠标器等

机箱内包含主板、硬盘、软驱、光驱、 电源、风扇等

主板上安装CPU、芯片组、内存条、 总线插槽、I/O控制器、

I/O端口、扩充卡等部件

2.3.1主板、芯片组与BIOS组成：CPU插座、存储器插座、扩展槽、ROMBIOS、时钟/CMOS、电池、超级I/O芯片等。PC机主板示意图

处理器I/O端口软驱及IDE硬盘连接器存储器插座电源连接器PCI总线槽CPU插座2.3.1主板、芯片组与BIOS1.主板（又称母板）华硕P4T主板实物照片CPU插座内存条插座

软驱、硬盘IDE连接器电源连接器PCI总线插槽

芯片组

I/O端口主板尺寸逐步标准化，目前使用较多的是ATX规格的主板2.3.1主板、芯片组与BIOS扩充卡及其与主板的关系扩充卡(适配器或控制器) 种类图形卡声音卡视频卡等扩充卡与主板及外部设备连接通过主板上的ISA或PCI总线插槽与主板相连有端口用于连接显示器等外部设备。许多扩充卡的功能可以部分或全部集成在主板上(例如，软盘、硬盘、串行口、并行口、声音、图形显示、网络连接等控制电路都可以集成在主板上)显示接口卡2.3.1主板、芯片组与BIOS(1)芯片组作用

集中了主板上几乎所有的控制功能，把以前复杂的控制电路和元件最大限度地集成在几个芯片内，是构成主板电路的核心。

一定意义上讲，它决定了主板的级别和档次。(2)P4使用的芯片组的组成82850E（存储控制器）82801BA（I/O控制器）2.3.1主板、芯片组与BIOS2.芯片组（Chipset）Intel850芯片组逻辑结构Pentium4CPU总线(400或533MHz)82850EMCHAGP4X双通道(4.2GB/s)82801BAICH2USB接口(x4)键盘,鼠标,软驱,并/串口PCI插槽(若干)(3.2或4.2GB/s)RDRAMRDRAM(>1GB/s)FlashBIOSUltraATA/100硬盘接口(x2)IDE(100MB/s)6声道音频接口I/O总线(133MB/s)存储器总线决定了主板上所能安装的内存容量、速度及可用内存条的类型2.3.1主板、芯片组与BIOS(1)BIOS的作用（BasicInput/OutputSystem）

它是存放在ROM芯片中的一组机器语言程序，具有启动计算机、诊断计算机故障及控制低级输入输出操作的功能。(2)BIOS的组成

包含四个部分的程序：POST（PowerOnSelfTest，加电自检）程序系统自举（装入）程序CMOS设置程序基本外围设备的驱动程序3.BIOSROM芯片(只读存储器芯片)2.3.1主板、芯片组与BIOS(1)CMOS的作用

存放用户对计算机硬件所设置的一些参数（称为“配置信息”），包括开机密码、系统日期和时间等。(2)CMOS特点CMOS是一种半导体存储器芯片，为非易失性存储器。只要电池供电正常，即使计算机关机后它也不会丢失所存储的信息以及时钟停走。2.3.1主板、芯片组与BIOS4.CMOS芯片

实现设置：在启动过程中，若按下Del键。

通常在以下情况需要启动CMOS设置程序：PC机组装好之后第一次加电系统增加、减少或更换硬件或I/O设备CMOS芯片因掉电、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改用户希望更改或设置系统的口令系统因某种需要而调整某些设置参数(3)CMOS设置程序2.3.1主板、芯片组与BIOS(1)作用

存储程序和数据(2)分类

内存储器(简称内存或主存)

速度快、容量小，价格高，易失性，CPU可直接访问存储介质：半导体芯片外存储器(简称外存或辅存)

速度慢、容量大，价格低，非易失性，CPU不能直接访问存储介质：磁盘、光盘、磁带等2.3.2内存储器1.概述内存储器（使用半导体存储器芯片）Cache存储器主存储器（RAM和ROM）外存储器（软盘、硬盘、光盘）后备存储器（磁带、光盘）外存储器存储器层次结构：在塔状结构中，存取速度塔尖最高，向下依次降低(3)计算机存储器体系结构2.3.2内存储器①随机存取存储器--RAM（RandomAccessMemory）即可从中读取信息，又可写入信息。根据需要改变开机前RAM中没有信息，开机后操作系统对其管理关机后信息将消失。RAM中的信息可②只读存储器--Rom(ReadOnlyMemory)只可从其中读取信息在开机之前ROM中已经事先存有信息关机后其中的信息不会消失。(4)内存储器分类2.3.2内存储器半导体存储器芯片的类别半导体存储器只读存储器ROM随机存取存储器RAM静态随机存储器SRAM(高速)动态随机存储器DRAM(低速)掩膜ROM（MaskROM）可编程ROM（PROM）可擦除PROM（EPROM）快擦除存储器（FlashROM）（用于Cache）

（用于主存储器）（BIOS存储器）(4)内存储器分类2.3.2内存储器一般使用许多DRAM芯片组成

存储单元：每个存储单元由一个字节（由8位）组成。

地址：每个存储单元的编号。

存储容量：含义：指存储器所包含的存储单元的总数单位：MB（1MB＝220字节）或GB（1GB＝230字节）

存取时间含义：在存储器地址被选定后，存储器读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入存储器）所需要的时间单位：ns（1ns=10-9秒）2.主存储器2.3.2内存储器(1)主存储器的类型、速度相关参数2.3.2内存储器(2)内存条的类型：①单列直插式(SIMM内存条)单排引脚，数据线宽度为32位(另有4个校验位)，必须成对安装。

②双列直插式(DIMM内存条)

双排引脚，共84×2个，数据线宽度64位(另有8个校验位)。

③双通道动态随机存储器(RIMM内存条)

168个引脚，与DIMM类似，但不能替换2.3.2内存储器(1)任务：将输入设备输入的信息送入内存的指定区域，或者将内存指定区域的内容送出到输出设备。(2)I/O操作的特点：多数I/O设备在操作过程中包含机械动作，其工作速度比CPU慢得多。因此I/O操作与CPU的数据处理往往并行进行；多个I/O设备必须能同时进行工作；除基本I/O设备外，不同计算机配置的I/O设备数量、品种和性能差别很大，且经常需要增减和更新；I/O设备的种类繁多，性能各异，操作控制的复杂程度相差很大，与计算机主机的连接也各不相同。2.3.3I/O总线与I/O接口1.I/O操作(3)I/O操作过程

中央处理器

I/O设备1

③

I/O设备k

启动

完成

启动

完成

I/O控制器k

I/O控制器1

主存储器

数据

数据

数据

控制

DMA控制

器

①②④⑤⑥⑥⑦2.3.3I/O总线与I/O接口(1)总线(bus)

在CPU、内存、外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路），其主要组成部分是用于在计算机各部件间运载信息的一组（或多组）公用的传输线。(2)系统总线：处理器总线、I/O总线和存储器总线的统称。系统总线其它总线CPU总线存储器总线I/O总线2.3.3I/O总线与I/O接口2.I/O总线处理器总线（CPU总线）用于连接CPU和内存的总线称为处理器总线或者前端总线（FSB）。I/O总线（主板总线）是各类I/O设备控制器与CPU、存储器之间相互交换信息、传输数据的一组公用信号线.

这些信号线与主板上扩充插槽中的各扩充板卡（I/O控制器）直接连接。2.3.3I/O总线与I/O接口I/O总线上的信号类别数据信号、地址信号、控制信号

I/O总线上线路类别数据线、地址线、控制线总线控制器位于主板的芯片组中，协调与管理总线操作I/O总线的带宽（总线的数据传输速率）单位时间内总线上可传送的数据量(字节数)计算公式：

总线带宽（MB/s）=（数据线宽度/8）×总线工作频率（MHz）

2.3.3I/O总线与I/O接口微机中常用总线：①ISA总线：工业标准总线，也叫AT总线，数据16位②EISA总线：扩展的工业标准总线与ISA总线兼容，数据线32位③PCI总线：局部总线标准，数据线32-64位。2.3.3I/O总线与I/O接口2.I/O总线的标准总线名称推出时间工作频率（MHz）传输率

（MB/S）数据宽度（位）带外设能力特点PC总线19814.7718PC机扩充总线，CPU与总线时钟频率同步，速度低，已淘汰ISA198588168CPU与总线时钟分离，用于IBM-AT机主板，将被淘汰MCA19871040328CPU总线宽度为16/32EISA198883316/326与ISA兼容，CPU与内存数据宽度为32，与外设宽度为16VESA19923313216/323数据传输速度快，总线局限于Intel386、486系列PCI19933313332/6410PCI总线独立于CPU，支持Intel80×86及PowerPC，为新一代标准2.3.3I/O总线与I/O接口(1)I/O设备接口：

计算机中用于连接I/O设备的各种插头/插座以及相应的通信规程及电器特性，就称为I/O设备接口。简称I/O接口。9针串口25针串口计算机系统中的I/O设备通过I/O端口与各自的控制器连接，然后由控制器与总线相连。2.3.3I/O总线与I/O接口3.I/O设备接口(I/Oport)从数据传输方式来分：串行（一次只传输1位）：COM1,COM2并行（8位或者16位、32位一起进行传输）：LTP1从数据传输速率来分：高速、低速从是否能连接多个设备来分：总线式（可连接多个设备，被多个设备共享）独占式（只能连接1个设备）从是否符合标准来分：标准接口（通用接口）：USB专用接口（专用接口）：VIDEO视频口(2)I/O端口分类2.3.3I/O总线与I/O接口操纵杆2.3.3I/O总线与I/O接口名称数据传输方式数据传输速率标准插头/插座形式可连接的设备数目通常连接的设备串行口串行,双向50～19200B/sEIA-232E或EIA-422DB25F或DB9F1鼠标器，MODEM并行口(增强式)并行,双向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印机，扫描仪USB(1.0）

USB(1.1)串行,双向1.5Mb/s(慢速)1.5MB/s（全速）USBA最多127键盘，鼠标器，数码相机，移动盘等USB(2.0)串行,双向60MB/s（高速）USBA最多127外接硬盘，数字视频设备等高速设备，扫描仪等FireWire

(i.Link)串行,双向12.5,25,50MB/s最高400MB/sIEEE1394

最多63数字视频设备IDE并行,双向33MB/S66MB/S100MB/SUltraATA/33UltraATA/66

UltraATA/100IDE(E-IDE)1～4硬盘，光驱，软驱显示器输出接口并行,单向200～500MB/sVGAHDB151显示器PS/2接口串行,单向低速IBM

1键盘或鼠标器红外线接口(IrDA)串行,双向115000b/s或4Mb/s红外线数据协会不需要1键盘，鼠标器，打印机等2.3.3I/O总线与I/O接口USB接口：通用串行总线式接口(UniversalSerialBus)高速、可连接多个设备、串行传输传输速率：USB的1.1版：1.5Mb/s和12Mb/sUSB2.0版：高达480Mb/s（60MB/s）使用4线连接器，体积小，符合即插即用规范使用“USB集线器”扩展机器的USB接口，最多连接127个设备可通过USB接口由主机向外设提供电源（＋5V，100～500mA）。2.3.3I/O总线与I/O接口关于USB接口黑地GND4绿数据＋＋DATA3白数据－－DATA2红电源VCC1导线颜色名

称信

号引

脚USB端口引脚信号：USB的两个版本：1.1版，2.0版USB连接器的标识和引脚信号USB连接器的标识：2.3.3I/O总线与I/O接口IEEE-1394接口

简称1394，又称i.Link或FireWire主要用于连接需要高速传输大量数据的音频和视频设备。数据传输速度特别快（高达400MB/s），连接器共有6线，采用级联方式连接外部设备，在一个接口上最多可以连接63个设备，设备间以菊花链方式进行转接。2.3.3I/O总线与I/O接口主要内容:键盘、鼠标器、扫描仪、数码相机2.4常用输入设备输入（input）

指把信息（程序，数据，信息）送入计算机的过程 即向计算机输入内容输入设备

用来向计算机输入信息的设备 输入到计算机中的信息都使用二进制中的“0”和“1”两个符号来表示2.4常用输入设备输入设备1.作用：可以将字符或命令等输入到计算机中。2.键的组成与分布：小键盘光标控制键功能键打字键盘2.4.1键盘（Keyboard）1.作用：可以将字符或命令等输入到计算机中。2.键的组成与分布：3.PC机键盘中部分控制键的作用(P64表2-5)4.工作原理

当用户按下某键时，键盘内的控制电路根据该键的位置就把该字符信号转换为二进制码，通过电缆送给主机。2.4.1键盘（Keyboard）CTRL+字母键：在Windows中常表示为快捷键例如，CTRL+C（复制到剪贴板）ALT+字母键：Windows中常表示为访问键。例如，ALT+F（访问窗口文件操作菜单）5.性能参数键的个数。例如104键盘（台式PC机普遍采用）

108键盘6.与主机的接口：

PS/2接口USB接口无线接口（用于无线键盘）2.4.1键盘（Keyboard）1.作用：

一种指示设备（pointingdevice）组成：左键、右键、滚轮等普通鼠标指点杆触摸板轨迹球操纵杆触摸屏2.4.2鼠标器（Mouse）滚轮按键传动球2.鼠标工作原理利用自身的移动，把移动距离及方向的信息变成脉冲送给计算机，再由计算机把脉冲转换成鼠标光标的坐标数据，从而达到指示位置的目的。3.按结构分类机械式：结构简单，价格便宜，但准确性和灵敏度较差光机式：借助球的滚动得出X，Y方向上的移动距离，精度比机械式鼠标高。需要在平整表面上操作。光学式：速度快，准确性和灵敏度高，寿命长。2.4.2鼠标器（Mouse）4.性能参数分辨率：鼠标器最主要的技术指标。用dpi（dotperinch）表示，目前多为：300—400dpi轨迹速度：反映鼠标的移动灵敏度，以达到600mm/sec以上为佳5.连接到主机的接口RS－232串行口（9针D形）PS/2接口（6针圆形）USB接口无线鼠标2.4.2鼠标器（Mouse）作用：兼有键盘、鼠标和写字笔的功能，可以替代键盘和鼠标输入文字、命令和作图。输入汉字时，需运行“手写汉字识别软件”2.4.3笔输入设备（选讲、选学）2.4.4扫描仪

1.作用将原稿输入计算机的一种输入设备。（图片、照片、底片、书稿）2.4.4扫描仪2.分类（按结构）(1)手持式扫描仪操作人员手执扫描仪在被扫描的图件上移动；特点：扫描头较窄，只适用于扫描较小的图件。(2)平板式扫描仪主要扫描反射式稿件；特点：适用范围广，扫描速度、精度、质量比较好。(3)胶片专用和滚筒式高分辨率的专业扫描仪；特点：在光源、色彩捕捉等方面均具有较高的技术性能，多用于专业印刷排版领域。

2.4.4扫描仪3.CCD扫描仪工作原理扫描臂扫描方向反射镜反射镜反射镜光源镜头CCD玻璃板被扫描图件

CCD电荷耦合器件：光电转换,产生电流并输出2.4.4扫描仪4.性能指标(1)分辨率:反映了扫描图像的清晰程度;

用每英寸生成的像素数目（dpi）来表示。例如，600*1200dpi，1200*2400dpi。(2)色彩位数(色彩深度):反映扫描仪对图像色彩的辨析能力;

色彩位数越多，扫描仪所能反映的色彩就越丰富，扫描的图象效果也越真实。例如，24位，32位，36位，42位，48位。(3)扫描幅面：指被扫描图件容许的最大尺寸。例如，A4,A3。2.4.4扫描仪1.作用另一种图像输入设备。2.4.5数码相机2.工作原理

镜头和快门与传统相机基本相同。不同之处是它不使用光敏卤化银胶片成像，而是将影像聚焦在成像芯片（CCD或CMOS）上，并由成像芯片转换成电信号，再经模数转换(A/D转换)变成数字图像，经过必要的图象处理和数据压缩之后，存储在相机内部的存储器中。PC机镜头CCD阵列A/D转换存储器接口电路信号处理与数据压缩打印机电视机

数码相机的成像过程2.4.5数码相机3.主要性能指标(1)CCD像素个数

决定照片图像能达到的最高分辨率。例如，照片分辨率1600×1200时，共有192000个像素（200万像素），这种数码相机能满足一般应用要求。(2)存储器的容量保存CCD成像并转换后得到的数字图像的数据2.4.5数码相机主要内容:

显示器、打印机2.5常用输出设备输出设备输出（output）

把信息送出计算机的过程 指计算机所产生的结果。计算机的输出可以是文本、语音、音乐、图像、动画等多种形式输出设备

完成信息输出的设备。即把计算机

存储器中用“0”和“1”表示并存

储的信息转换成人可直接识别的信

息形式的设备2.5常用输出设备1.作用

将数字信号转化为光信号，最终将文字、图形、图像显示出来.2.显示系统组成监视器（Monitor）——俗称“显示器”

CRT（阴极射线管）、LCD液晶显示控制器——即“显示卡”（图形卡、视频卡）2.5.1显示器3.显示器与主机的连接2.5.1显示器4.主要性能指标

(1)显示屏的尺寸对角线的长度。例如，15吋，17吋，21吋屏幕横向与纵向的比例，一般为4∶3(2)显示器的分辨率整屏可显示像素的个数，分辨率越高,图像越清晰一般用“水平像素个数*垂直像素个数”表示例如,1024*1024,1024*768,800*600,640*480(3)刷新速率显示图像每秒钟更新的次数，速率越高图像稳定性越好

(4)像素的颜色数目一个像素可以显示出的颜色数量，由表示一个像素颜色编码的二进制数的位数决定。例如，4位二进制数可以表示16种颜色。2.5.1显示器显示控制器

又称显示卡，显示适配卡1.组成显示控制电路:控制显示器工作绘图处理器:

显示存储器（VRAM）:存储屏幕上所有像素的颜色信息接口电路:负责显示控制器与主机的数据传输说明：显示卡一般插在主板上的PCI总线扩展槽上。

若主板上集成了显示卡的电路，便不再需要显示卡2.5.1显示器2.显示卡与主存之间传送数据的方式

(1)通过AGP端口

AGP端口：加速图形端口。将主存和显示存储器直接连接，数据宽度32位或64位，时钟频率133MHz，最高传输速率533MB/s或1GB/s。可以在普通电脑上以更快的速度显示3D图形。

(2)通过PCI总线

PCI总线：数据宽度32位或64位，时钟频率33MHz，最高传输速率达133MB/s或266MB/s。2.5.1显示器3.显示卡、监视器、CPU及RAM的关系PCI总线显示存储器(VRAM)绘图与显示控制电路显示卡CPU芯片组RAMAGP端口视频输出接口显示卡监视器监视器2.5.1显示器1.作用一种主要输出设备。把程序、数据、字符、图形打印在纸上。2.分类 针式打印机 激光打印机 喷墨打印机2.5.2打印机一种击打式打印机.其工作原理主要体现在打印头上。特点：耗材成本低能多层套打打印质量低工作噪声大

工作原理图2.5.2打印机针式打印机

激光技术与复印技术相结合的产物

特点：分辨率较高，打印质量好高速度、低噪声价格适中的输出设备。2.5.2打印机激光打印机（LaserPrinter）

特点能输出彩色图像经济打印效果好，低噪音使用低电压，环保墨水成本高，消耗快。喷头墨盒喷墨打印机（InkjetPrinter）2.5.2打印机打印精度(dpi每英寸像素点数)

例如，600*600dpi打印速度（CPS每秒钟打印字符数） 例如，100～200CPS色彩数目 黑白、彩色打印幅面3.打印机的主要性能指标2.5.2打印机主要内容软盘存储器硬盘存储器光盘存储器2.6外存储器3.5英寸软盘片的内部结构由一张圆形软塑料片涂上可记录信息的磁性材料而制成。2.6.1软盘存储器1.软盘存储器组成：(1)软盘片(2)软盘驱动器(3)软盘控制器3英寸软盘片

（floppydisk）作用：长期保存各类信息特点：可读可写，便于携带2.6.1软盘存储器插入箭头磁盘标签写保护窗口盘套滑片2.6.1软盘存储器读写窗口2.6.1软盘存储器索引口写保护2.6.1软盘存储器磁道扇区

磁道（同心圆）

扇区（为512字节）一张双面软盘，每面有80磁道，每道有18扇区，计算软盘的容量。容量=磁盘面数

磁道数/面

扇区数/磁道

字节数/扇区容量=2

80

18

512（字节）=1474560（字节B）

1024=1440（KB）=1.44（MB）2.软磁盘的容量2.6.1软盘存储器扇区sector磁道track簇cluster容量=磁盘面数

磁道数/面

扇区数/磁道

字节数/扇区2.6.1软盘存储器3.软盘驱动器

是带动盘片旋转，并对盘中信息进行