第3章微型計(jì)算機(jī)硬件組成 ppt課件

1、第三章第三章 微型計(jì)算機(jī)硬件組成微型計(jì)算機(jī)硬件組成 3.13.1微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)3.1.1 3.1.1 微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算機(jī)概述3.1.2 3.1.2 微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)3.2 3.2 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)3.2.1 3.2.1 總線與系統(tǒng)主板總線與系統(tǒng)主板3.2.2 CPU3.2.2 CPU3.2.3 3.2.3 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3.2.4 3.2.4 外部設(shè)備外部設(shè)備12常見(jiàn)微機(jī)系統(tǒng)常見(jiàn)微機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、電視、影音三模式 平板電腦 家庭網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī) 移動(dòng)計(jì)算機(jī) 33.1 3.1 微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)3.1.1 3.1.1 微型計(jì)算機(jī)概述微型計(jì)算

2、機(jī)概述 1 1微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu) 系統(tǒng)主板又稱母板）系統(tǒng)主板又稱母板）CPUCPU硬盤驅(qū)動(dòng)器硬盤驅(qū)動(dòng)器DVD-ROMDVD-ROM驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)器軟盤驅(qū)動(dòng)器軟盤驅(qū)動(dòng)器顯示器適配器顯示器適配器內(nèi)存內(nèi)存電源電源42 2 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 高速化高速化 處理器主頻處理器主頻 超小型化超小型化 典型的標(biāo)志是筆記本電腦和典型的標(biāo)志是筆記本電腦和PDAPDA的流行。的流行。 多媒體化多媒體化 全新的多媒體處理芯片、多媒體和超媒體系全新的多媒體處理芯片、多媒體和超媒體系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和發(fā)展多媒體通信等。統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和標(biāo)準(zhǔn)化、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和發(fā)展多媒體通信等。

3、網(wǎng)絡(luò)化網(wǎng)絡(luò)化 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、具有聯(lián)網(wǎng)功能的網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)、具有聯(lián)網(wǎng)功能的PDAPDA以及各種類以及各種類型的個(gè)人計(jì)算機(jī)等正在飛速發(fā)展。型的個(gè)人計(jì)算機(jī)等正在飛速發(fā)展。 隱形化隱形化 今后將擺脫顯示屏、鍵盤加主機(jī)的傳統(tǒng)形像，今后將擺脫顯示屏、鍵盤加主機(jī)的傳統(tǒng)形像，電視計(jì)算機(jī)、影音計(jì)算機(jī)等將大量出現(xiàn)。電視計(jì)算機(jī)、影音計(jì)算機(jī)等將大量出現(xiàn)。5微型計(jì)算機(jī)發(fā)展微型計(jì)算機(jī)發(fā)展-摩爾定律摩爾定律晶晶體體管管數(shù)數(shù)目目4004奔騰奔騰2,30042,000,00032 年年P(guān)43,500,000晶晶體體管管數(shù)數(shù)10K100K1M10M100M1975 19801985201919902000單單位位時(shí)時(shí)間間執(zhí)執(zhí)行行的的指

4、指令令數(shù)數(shù)百萬(wàn)條百萬(wàn)條/每秒每秒0.1110255004004Pentium每每2 2年芯片能力增長(zhǎng)一倍年芯片能力增長(zhǎng)一倍808080888286838684862000年的年的微處理器微處理器63.1. 2 3.1. 2 微型計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)1 1字長(zhǎng)字長(zhǎng) 計(jì)算機(jī)一次能夠并行處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，字長(zhǎng)直接影響到計(jì)計(jì)算機(jī)一次能夠并行處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，字長(zhǎng)直接影響到計(jì)算機(jī)的功能、用途及應(yīng)用領(lǐng)域。算機(jī)的功能、用途及應(yīng)用領(lǐng)域。 2 2主頻速度主頻速度 計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率，主頻在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率，主頻在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。

5、3 3運(yùn)算速度運(yùn)算速度 計(jì)算機(jī)每秒鐘能執(zhí)行的指令數(shù)。常用的單位有計(jì)算機(jī)每秒鐘能執(zhí)行的指令數(shù)。常用的單位有 MIPS MIPS （每秒百萬(wàn)條（每秒百萬(wàn)條指令）。目前已達(dá)每秒指令）。目前已達(dá)每秒 2 2 5 5億條指令。億條指令。4 4存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量?jī)?nèi)存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)信息的總字節(jié)數(shù)。內(nèi)存儲(chǔ)器能夠存儲(chǔ)信息的總字節(jié)數(shù)。7微型計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)微型計(jì)算機(jī)主要性能指標(biāo)5) 5) 存儲(chǔ)周期存儲(chǔ)周期 存儲(chǔ)器連續(xù)兩次讀取或?qū)懭胨璧淖疃虝r(shí)間，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)存儲(chǔ)器連續(xù)兩次讀取或?qū)懭胨璧淖疃虝r(shí)間，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)周期約為幾十到幾百毫微秒之間。周期約為幾十到幾百毫微秒之間。6 6可靠性可靠性 在給定時(shí)間內(nèi)計(jì)算

6、機(jī)系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的概率，通常用平均無(wú)故障時(shí)間表在給定時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的概率，通常用平均無(wú)故障時(shí)間表示，無(wú)故障時(shí)間越長(zhǎng)表明系統(tǒng)的可靠性越高。示，無(wú)故障時(shí)間越長(zhǎng)表明系統(tǒng)的可靠性越高。 7 7可用性可用性 計(jì)算機(jī)的使用效率，它以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)的任意時(shí)刻所能正常工計(jì)算機(jī)的使用效率，它以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在執(zhí)行任務(wù)的任意時(shí)刻所能正常工作的概率表示。作的概率表示。 8 8可維護(hù)性可維護(hù)性 計(jì)算機(jī)的維修效率，通常用平均修復(fù)時(shí)間來(lái)表示。計(jì)算機(jī)的維修效率，通常用平均修復(fù)時(shí)間來(lái)表示。 還有一些評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的綜合指標(biāo)，例如性能價(jià)格比、兼容性、系統(tǒng)完整還有一些評(píng)價(jià)計(jì)算機(jī)的綜合指標(biāo)，例如性能價(jià)格比、兼容性、系統(tǒng)完

7、整性、安全性等。性、安全性等。8處理器處理器存儲(chǔ)子存儲(chǔ)子系統(tǒng)系統(tǒng)I/OI/O子子系統(tǒng)系統(tǒng)總線：微處理器與各部件和外圍設(shè)備共用的連接線路總線：微處理器與各部件和外圍設(shè)備共用的連接線路3.2 3.2 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 3.2.1 3.2.1 總線與系統(tǒng)主板總線與系統(tǒng)主板9總線分類總線分類地址總線地址總線: :傳輸?shù)刂沸畔鬏數(shù)刂沸畔?shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線: :傳輸數(shù)據(jù)信息傳輸數(shù)據(jù)信息控制總線控制總線: :傳輸控制信息傳輸控制信息內(nèi)部總線：連接內(nèi)部總線：連接CPUCPU的各個(gè)組成部件芯片內(nèi)部）的各個(gè)組成部件芯片內(nèi)部）系統(tǒng)總線：連接計(jì)算機(jī)中各大部件系統(tǒng)總線：連接計(jì)算機(jī)中各大部件外部總線：

8、連接計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備外部總線：連接計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備連連接接對(duì)對(duì)象象傳傳輸輸對(duì)對(duì)象象并行總線并行總線: :通信速度快、實(shí)時(shí)性好通信速度快、實(shí)時(shí)性好串行總線串行總線: :簡(jiǎn)易、方便、靈敏簡(jiǎn)易、方便、靈敏 通通信信方方式式 10總線總線微微處處理理器器地址總線地址總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽外存接口外存接口I/OI/O接口接口其他其他I/OI/O主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器硬盤等硬盤等各種外設(shè)各種外設(shè)鍵盤顯示鍵盤顯示接口電路接口電路微處理器、總線、存儲(chǔ)器、接口電路和外設(shè)邏輯關(guān)系微處理器、總線、存儲(chǔ)器、接口電路和外設(shè)邏輯關(guān)系 11系統(tǒng)主板系統(tǒng)主板內(nèi)存內(nèi)存總線插槽總線插槽接口卡接口卡CPUC

9、PU串行接口串行接口USB接口接口芯片組芯片組12系統(tǒng)主板系統(tǒng)主板芯片組決定了主板的結(jié)構(gòu)及芯片組決定了主板的結(jié)構(gòu)及CPUCPU的使用。根據(jù)芯片的功能，的使用。根據(jù)芯片的功能，可分為南橋芯片和北橋芯片。可分為南橋芯片和北橋芯片。南橋芯片主要負(fù)責(zé)南橋芯片主要負(fù)責(zé)I/OI/O接口控制、接口控制、IDEIDE設(shè)備硬盤等控制設(shè)備硬盤等控制以及高級(jí)能源管理等；以及高級(jí)能源管理等；北橋芯片負(fù)責(zé)與北橋芯片負(fù)責(zé)與CPUCPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGPAGP、PCIPCI數(shù)據(jù)在北數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，由于北橋芯片的發(fā)熱量較高，所以芯片上會(huì)橋內(nèi)部傳輸，由于北橋芯片的發(fā)熱量較高，所以芯片上會(huì)裝有散熱片。

10、裝有散熱片。 133.2.2 CPU3.2.2 CPU CPU CPU字長(zhǎng)：內(nèi)部各寄存器之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位字長(zhǎng)：內(nèi)部各寄存器之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位 位寬位寬 與外部設(shè)備之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位與外部設(shè)備之間一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位 x x位位CPU CPU 通常用通常用CPUCPU字長(zhǎng)和位寬來(lái)稱呼字長(zhǎng)和位寬來(lái)稱呼CPUCPU。例如，。例如，Pentium CPUPentium CPU字長(zhǎng)是字長(zhǎng)是3232位，位寬是位，位寬是6464位，稱為超位，稱為超3232位位CPUCPU。 CPU CPU外頻：外頻：CPUCPU總線頻率總線頻率 CPU CPU主頻：主頻：CPUCPU內(nèi)核電路的實(shí)際工作頻

11、率內(nèi)核電路的實(shí)際工作頻率 生產(chǎn)工藝技術(shù)：通常用微米數(shù)字來(lái)描述生產(chǎn)工藝技術(shù)：通常用微米數(shù)字來(lái)描述 14內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度快訪問(wèn)速度快信息暫時(shí)性信息暫時(shí)性相對(duì)價(jià)格高相對(duì)價(jià)格高外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器訪問(wèn)速度慢訪問(wèn)速度慢信息永久性信息永久性相對(duì)價(jià)格低相對(duì)價(jià)格低3.2.3 3.2.3 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器微型計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器分內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器微型計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器分內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器15（1 1隨機(jī)存取存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(Random Access Memory(Random Access Memory，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱RAM)RAM)RAMRAM通常指計(jì)算機(jī)主存，使用動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，制作成內(nèi)存條形式通常指

12、計(jì)算機(jī)主存，使用動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，制作成內(nèi)存條形式出現(xiàn)。出現(xiàn)。CPUCPU對(duì)它們既可讀出又可寫(xiě)入數(shù)據(jù)。對(duì)它們既可讀出又可寫(xiě)入數(shù)據(jù)。（2 2只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(Read only Memory(Read only Memory，簡(jiǎn)稱，簡(jiǎn)稱ROM)ROM)CPUCPU對(duì)它們只取不存，其信息用戶無(wú)法修改。斷電時(shí)信息不會(huì)丟失。對(duì)它們只取不存，其信息用戶無(wú)法修改。斷電時(shí)信息不會(huì)丟失。ROMROM中一般存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理程序。中一般存放計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理程序。（3 3高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器CacheCache是介于是介于CPUCPU和內(nèi)存之間的一種可高速存取信息的芯片，用于解決它和內(nèi)存之間的一種可高速存

13、取信息的芯片，用于解決它們之間的速度沖突問(wèn)題，們之間的速度沖突問(wèn)題，內(nèi)部存儲(chǔ)器內(nèi)部存儲(chǔ)器CPUCacheRAM16（1 1軟盤軟盤用表面涂有磁性材料柔軟的聚酯材用表面涂有磁性材料柔軟的聚酯材料制成料制成讀寫(xiě)軟盤時(shí)，磁頭直接接觸盤面。讀寫(xiě)軟盤時(shí)，磁頭直接接觸盤面。常用軟盤容量為常用軟盤容量為1.44MB1.44MB新型磁盤具有新型磁盤具有100MB250MB100MB250MB容量容量（2 2光盤光盤衡量光盤驅(qū)動(dòng)器傳輸數(shù)據(jù)速率的指標(biāo)叫做倍速，一倍速率衡量光盤驅(qū)動(dòng)器傳輸數(shù)據(jù)速率的指標(biāo)叫做倍速，一倍速率= 150KB/= 150KB/秒秒常用：常用： 只讀型光盤只讀型光盤CD-ROMCD-ROM一次

14、性可寫(xiě)入光盤一次性可寫(xiě)入光盤CD-RCD-R，需要光盤刻錄機(jī)完成數(shù)據(jù)的寫(xiě)入，需要光盤刻錄機(jī)完成數(shù)據(jù)的寫(xiě)入后繼產(chǎn)品后繼產(chǎn)品DVD-ROMDVD-ROM，DVD-ROMDVD-ROM一倍速率是一倍速率是1.3MB/1.3MB/秒秒外部存儲(chǔ)器外部存儲(chǔ)器17磁盤容量磁盤容量= =磁頭數(shù)磁頭數(shù)柱面數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)扇區(qū)數(shù)扇區(qū)字節(jié)數(shù)扇區(qū)字節(jié)數(shù)柱面柱面扇區(qū)扇區(qū)磁道磁道硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成硬盤片是由涂有磁性材料的鋁合金構(gòu)成讀寫(xiě)硬盤時(shí)，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的讀寫(xiě)硬盤時(shí)，磁性圓盤高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面托力使磁頭懸浮在盤面上而不接觸盤面硬盤容量視具體類型而定硬盤容量視具體類型而定

15、硬盤片硬盤片讀寫(xiě)磁頭讀寫(xiě)磁頭硬盤硬盤18移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品 磁光技術(shù)移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品磁光技術(shù)移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品磁盤技術(shù)與光技術(shù)結(jié)合磁盤技術(shù)與光技術(shù)結(jié)合 Flash存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備 閃存芯片為存儲(chǔ)介質(zhì)閃存芯片為存儲(chǔ)介質(zhì)采用采用USB的接口的接口可擦寫(xiě)可擦寫(xiě)100萬(wàn)次以上萬(wàn)次以上 193.2.4 3.2.4 外部設(shè)備外部設(shè)備 1. 1. 輸入設(shè)備輸入設(shè)備計(jì)算機(jī)中常用的輸入設(shè)備是鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、掃描儀、光筆、計(jì)算機(jī)中常用的輸入設(shè)備是鍵盤、鼠標(biāo)、軌跡球、掃描儀、光筆、觸摸屏、數(shù)字化儀、游戲操作桿，專用于多媒體處理的數(shù)碼設(shè)備觸摸屏、數(shù)字化儀、游戲操作桿，專用于多媒體處理的數(shù)碼設(shè)備等。等。 軌跡球軌跡球

16、光筆光筆 掃描儀掃描儀 201 1顯示系統(tǒng)顯示系統(tǒng) 顯示系統(tǒng)由顯示器和顯示適配器也稱顯示卡）。顯示系統(tǒng)由顯示器和顯示適配器也稱顯示卡）。 顯示器的主要技術(shù)參數(shù)有：顯示器的主要技術(shù)參數(shù)有： 像素像素 點(diǎn)距點(diǎn)距(Dot Pitch) (Dot Pitch) 顯示分辨率顯示分辨率ResolutionResolution） 刷新頻率刷新頻率Refresh RateRefresh Rate） 2 2打印機(jī)打印機(jī) 針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī) 1. 1. 輸出設(shè)備輸出設(shè)備21思思 考考 題題 微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由哪內(nèi)務(wù)部分組成？主機(jī)包括哪些部件？微型計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)由哪內(nèi)務(wù)部分組成？主機(jī)包括哪些部件？ 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向是什么？微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向是什么？ 微型計(jì)算機(jī)有哪些主要性能指標(biāo)？微型計(jì)算機(jī)有哪些主要性能指標(biāo)？ 微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)