第2章 計算機(jī)硬件2012.9

第2章計算機(jī)組成原理

2.1計算機(jī)的組成與分類2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.3PC主機(jī)的組成2.4常用輸入設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備2.6外存儲器2.1計算機(jī)的組成與分類

2.1.1計算機(jī)的發(fā)展與作用2.1.2計算機(jī)的邏輯組成2.1.3計算機(jī)的分類

第1臺數(shù)字電子計算機(jī)1946年ENIAC計算機(jī)公布

ENIAC（電子數(shù)字積分機(jī)與計算機(jī)）：研制單位：美國賓夕法尼亞大學(xué)用途：軍事計算運算速度：5000次/秒體積價格：170平方米，30噸，140千瓦，40萬美元2.1計算機(jī)的組成與分類計算機(jī)的分代(按使用的元器件)第一代（約1946-1957）電子管計算機(jī)

速度：幾十～幾萬次/秒

內(nèi)存：磁鼓，千字

外設(shè)：磁帶

機(jī)器語言或匯編語言編程第二代（約1957-1964）晶體管計算機(jī)

速度：幾十萬次/秒，

內(nèi)存：磁芯，十萬字

外設(shè)：磁盤

高級語言編程電子管晶體管2.1計算機(jī)的組成與分類計算機(jī)的分代(按使用的元器件)第三代（約1965-1973）中小規(guī)模集成電路(SSI,MSI)計算機(jī)

速度：幾十萬次～幾百萬次/秒

內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器

高級語言,OS,DBMS第四代（1974年起）大規(guī)模(LSI)和VLSI計算機(jī) 速度：幾百萬次～億次/秒 內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器 軟件工程，分布式處理等2.1計算機(jī)的組成與分類

新一代計算機(jī)著眼于計算機(jī)的智能化。2.1.1計算機(jī)的發(fā)展與作用

計算機(jī)的巨大作用：開拓了人類認(rèn)識自然、改造自然的新資源增添人類發(fā)展科學(xué)技術(shù)的新手段提供了人類創(chuàng)造文化的新工具引起人類的工作與生活方式的變化社會問題及潛在危機(jī)：隱私威脅信息詐騙電子垃圾青少年網(wǎng)絡(luò)引導(dǎo)2.1計算機(jī)的組成與分類2.1計算機(jī)的組成與分類

2.1.1計算機(jī)的發(fā)展與作用

2.1.2計算機(jī)的邏輯組成2.1.3計算機(jī)的分類2.1.4微處理器和嵌入式計算機(jī)2.1計算機(jī)的組成與分類計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)硬件計算機(jī)軟件運算器控制器輸入設(shè)備存儲器輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)程序語言處理系統(tǒng)文字處理通信···娛樂計算機(jī)系統(tǒng)計算機(jī)硬件是計算機(jī)系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱計算機(jī)軟件是指在計算機(jī)中運行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔2.1計算機(jī)的組成與分類計算機(jī)硬件的邏輯結(jié)構(gòu)I/O接口CPU中央處理器(運算器及其控制)外存儲器內(nèi)存儲器輸出設(shè)備總線(bus)輸入設(shè)備I/O接口外存儲器接口控制器控制器控制器控制器2.1計算機(jī)的組成與分類計算機(jī)硬件的基本組成：1.輸入設(shè)備2.中央處理器(CPU)3.內(nèi)存儲器和外存儲器4.輸出設(shè)備5.總線與I/O接口(1)輸入設(shè)備輸入設(shè)備(inputdevices)功能：用來向計算機(jī)輸入信息輸入設(shè)備有多種，例如:鍵盤——輸入文字、符號和命令鼠標(biāo)器——輸入鼠標(biāo)器移動的位置信息及按鈕命令掃描儀——輸入圖片麥克風(fēng)——輸入聲音2.1計算機(jī)的組成與分類(2)中央處理器(運算控制器)什么是處理器(processor)？能高速執(zhí)行指令，完成二進(jìn)制數(shù)據(jù)的算術(shù)或邏輯運算和數(shù)據(jù)傳送等操作的部件，特點是：所有電路都制作在大規(guī)模集成電路芯片上(僅幾個平方厘米)，稱為“微處理器”(microprocessor)Intel4004chipIntel8080chip2.1計算機(jī)的組成與分類什么是中央處理器(CPU)？計算機(jī)中通常有多個不同的處理器，各有不同的分工和任務(wù),如：繪圖處理器、通信處理器等用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的處理器稱為CPU，CPU是計算機(jī)必不可少的核心組成部件多數(shù)個人計算機(jī)只有1個CPU，但有一些計算機(jī)包含有2個、4個、8個甚至成百上千個CPU2.1計算機(jī)的組成與分類(3)內(nèi)存儲器和外存儲器功能：儲存以二進(jìn)位形式表示的程序和數(shù)據(jù)分類：內(nèi)存儲器/外存儲器內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度很快較慢存儲容量較小(因單位成本較高)很大(因單位成本較低)性質(zhì)斷電后信息消失斷電后信息保持用途存放已經(jīng)啟動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計算機(jī)系統(tǒng)中幾乎所有的信息與CPU關(guān)系CPU所處理的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出程序及相關(guān)數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才能被CPU使用·····011010011010101000001000000001000011001001111011111·······存儲內(nèi)容地址2.1計算機(jī)的組成與分類(4)輸出設(shè)備輸出設(shè)備(outputdevices)功能：從計算機(jī)輸出信息輸出設(shè)備有多種，例如:顯示器——輸出文字、符號和圖形打印機(jī)——打印文字、符號和圖形揚聲器——輸出聲音輸出設(shè)備的共性：把計算機(jī)中的二進(jìn)位信息轉(zhuǎn)換成人可感知的形式(文字、符號、圖形、聲音等)2.1計算機(jī)的組成與分類(5)總線與I/O接口功能：用于連接CPU、內(nèi)存、外存和各種I/O設(shè)備并在它們之間傳輸信息的一組共享的傳輸線及其控制電路分類：CPU總線（或前端總線）：用于連接CPU和內(nèi)存的總線I/O總線：連接內(nèi)存和I/O設(shè)備（包括外存）的總線2.1計算機(jī)的組成與分類

2.1.1計算機(jī)的發(fā)展與作用2.1.2計算機(jī)的邏輯組成

2.1.3計算機(jī)的分類

2.1計算機(jī)的組成與分類計算機(jī)的分類按性能和價格分類巨型計算機(jī)(supercomputer)大型計算機(jī)小型計算機(jī)個人計算機(jī)(personalcomputer)筆記本PC臺式PC嵌入式計算機(jī)作為服務(wù)器(server)使用獨立使用或作為客戶機(jī)(client)使用2.1計算機(jī)的組成與分類SamsungQ1

嵌入式計算機(jī)把運算器、控制器、存儲器、輸入/輸出控制、接口電路全都集成在一塊芯片上，這樣的超大規(guī)模集成電路稱為“單片計算機(jī)”或“嵌入式計算機(jī)”用途：內(nèi)嵌在其他設(shè)備中作為信息處理的核心裝置例如數(shù)碼相機(jī)、MP3播放器、手機(jī)、汽車、機(jī)頂盒等2.1計算機(jī)的組成與分類習(xí)題選講第2章計算機(jī)組成原理

2.1計算機(jī)的組成與分類

2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.3PC主機(jī)的組成2.4常用輸入設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備2.6外存儲器2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

2.2.1CPU的結(jié)構(gòu)2.2.2指令與指令系統(tǒng)2.2.3CPU的性能指標(biāo)“存儲程序控制”原理（馮·諾伊曼）將問題的解算步驟編制成為程序，程序連同它所處理的數(shù)據(jù)都用二進(jìn)位表示并預(yù)先存放在存儲器中程序運行時，CPU從內(nèi)存中一條一條地取出指令和相應(yīng)的數(shù)據(jù)，按指令操作碼的規(guī)定，對數(shù)據(jù)進(jìn)行運算處理，直到程序執(zhí)行完畢為止②CPU從內(nèi)存中逐條讀取該程序的指令及相關(guān)的數(shù)據(jù)④將指令的運算處理結(jié)果送回內(nèi)存保存⑤任務(wù)完成后，將處理得到的全部結(jié)果成批傳送到外存以長久保存外存儲器內(nèi)存儲器CPU①任務(wù)啟動時，執(zhí)行該任務(wù)的程序和數(shù)據(jù)從外存成批傳送到內(nèi)存指令1指令2指令k指令n程序數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)m數(shù)據(jù)③CPU逐條執(zhí)行指令,按指令要求完成對數(shù)據(jù)的運算和處理2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理CPU的任務(wù)和組成CPU的任務(wù)：取指令并完成指令所規(guī)定的操作—執(zhí)行指令CPU主要由運算器、控制器和寄存器組3個部分組成

操作數(shù)地址寄存器組運算器中央處理器指令計數(shù)器指令寄存器控制器數(shù)據(jù)程序指令1指令2指令k指令n數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)m數(shù)據(jù)內(nèi)存儲器指令

指令地址存放待執(zhí)行指令的地址已經(jīng)啟動運行的程序和數(shù)據(jù)存放待執(zhí)行的指令并進(jìn)行譯碼完成規(guī)定的運算暫存等待處理的數(shù)據(jù)操作命令2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

2.2.1CPU的結(jié)構(gòu)

2.2.2指令與指令系統(tǒng)2.2.3CPU的性能指標(biāo)指令是什么？指令就是命令，它用來規(guī)定CPU執(zhí)行什么操作。指令是構(gòu)成程序的基本單位，程序是由一連串指令組成的指令采用二進(jìn)位表示，由兩個部分組成：操作碼操作數(shù)地址指出CPU應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個命令詞，例如加、減、乘、除、取數(shù)、存數(shù)等指出該指令所操作(處理)的數(shù)據(jù)或者數(shù)據(jù)所在位置舉例:100206把02存儲單元和06存儲單元中的內(nèi)容相加，和數(shù)保存在02單元2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理指令在計算機(jī)中的執(zhí)行過程取指：CPU的控制器從存儲器讀取一條指令并放入指令寄存器譯碼：指令寄存器中的指令經(jīng)過譯碼，決定該指令應(yīng)進(jìn)行何種操作、操作數(shù)在哪里取數(shù)：運算：保存：將運算結(jié)果存入寄存器、內(nèi)存單元取下一條指：修改指令計數(shù)器，決定下一條指令的地址2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

CPU可執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng)Intel公司微處理器的發(fā)展變化產(chǎn)品發(fā)展過程為：8088（8086）→80286→80386→80486→Pentium→PentiumPRO→PentiumII→PentiumIII→Pentium4→奔騰D→奔騰至尊→酷?！犷?→Corei3/i5/i7

為解決軟件兼容性問題，采用“向下兼容方式”開發(fā)新的處理器，即所有新處理器均保留老處理器的全部指令，同時還擴(kuò)充功能更強(qiáng)的新指令。同一公司同一系列的CPU具有向下兼容性。不同公司的不同CPU產(chǎn)品其指令系統(tǒng)不同，它們互相不兼容。2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

2.2.1CPU的結(jié)構(gòu)

2.2.2指令和指令系統(tǒng)

2.2.3CPU的性能指標(biāo)如何衡量CPU的性能？計算機(jī)的性能主要表現(xiàn)在程序執(zhí)行速度的快慢，它由許多因素決定，例如CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡等，但通常CPU是主要因素CPU性能高低的主要指標(biāo)是CPU的速度，有2種衡量方法：計算每秒鐘可執(zhí)行的指令數(shù)目（單位：MIPS、MFLOPS）使用常用軟件（辦公軟件、數(shù)字媒體處理軟件和3D游戲等）的執(zhí)行速度來衡量CPU的性能2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理CPU的性能指標(biāo)CPU的字長（位數(shù)）主頻（CPU時鐘頻率）CPU總線（前端總線）的速度高速緩存（cache）的容量與結(jié)構(gòu)CPU的指令系統(tǒng)CPU的邏輯結(jié)構(gòu)2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理習(xí)題選講第2章計算機(jī)組成原理

2.1計算機(jī)的組成與分類2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理

2.3PC主機(jī)的組成2.4常用輸入設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備2.6外存儲器2.3PC主機(jī)的組成

2.3.1主板、芯片組與BIOS2.3.2內(nèi)存儲器2.3.3I/O總線與I/O接口主板主板的作用：安裝所有的電子器件、電路與連接件主板安裝內(nèi)容：見上圖ROMBIOS：存放最基礎(chǔ)的軟件——基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)CMOS存儲器：存放系統(tǒng)的基本參數(shù)（日期、時間、口令等）存儲器插座

處理器插槽外部設(shè)備插口(I/O接口)光驅(qū)及硬盤的IDE連接器電源連接器PCI總線槽CPU插座顯示卡的AGP插槽南橋芯片ROMBIOSCMOS存儲器北橋芯片2.3PC主機(jī)的組成例：華碩P5Q主板CPU插座內(nèi)存條插座硬盤IDE連接器PCI插槽芯片組各種I/O插口顯卡插槽PCI-E插槽2.3PC主機(jī)的組成芯片組的作用芯片組是PC機(jī)各組成部分相互連接和通信的樞紐北橋芯片：1.存儲器控制功能；2.連接CPU、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐南橋芯片：1.多種I/O設(shè)備的控制功能；2.I/O總線(PCI總線)功能；3.提供了各種I/O接口CPU芯片CPU前端總線北橋MCH圖形卡接口雙通道南橋ICH5USB2.0接口(x8)以太網(wǎng)接口PCI插槽(≤6個)ROMBIOS硬盤接口(x2)音頻CodecSuperI/O鍵盤,鼠標(biāo),軟驅(qū),并口,串口等電話ModemDDR2電源管理、時鐘生成DDR2存儲器2.3PC主機(jī)的組成BIOS芯片什么是BIOS（BasicInput/OutputSystem）？中文名為“基本輸入/輸出系統(tǒng)”，它是存放在主板上只讀存儲器（ROM）芯片中的一組機(jī)器語言程序功能：診斷計算機(jī)故障啟動計算機(jī)工作控制基本的輸入輸出操作(鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤讀寫、屏幕顯示等)包含的程序加電自檢程序程序（POST）系統(tǒng)自舉程序（Boot）CMOS設(shè)置程序常用外部設(shè)備的驅(qū)動程序（Driver）2.3PC主機(jī)的組成2.3PC機(jī)的主機(jī)

2.3.1主板、芯片組與BIOS

2.3.2內(nèi)存儲器2.3.3I/O總線與I/O接口計算機(jī)中存儲器的層次結(jié)構(gòu)cache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器（U盤、硬盤、光盤）后備存儲器（磁帶庫、光盤庫）內(nèi)存儲器外存儲器寄存器典型容量<1KB幾個MB幾個GB40GB-200GB10TB-100TB典型存取時間1ns2ns10ns10ms10s分析：速度越快，成本較高。為了獲得好的性能/價格比，計算機(jī)中各種存儲器組成一個層狀的塔式結(jié)構(gòu)，取長補短，協(xié)調(diào)工作2.3PC主機(jī)的組成內(nèi)存儲器的分類及應(yīng)用內(nèi)存由半導(dǎo)體存儲器芯片組成，芯片有多種類型：半導(dǎo)體存儲器只讀存儲器(ROM)隨機(jī)存取存儲器(RAM)靜態(tài)隨機(jī)存取存儲器SRAM動態(tài)隨機(jī)存取存儲器DRAM不可在線改寫內(nèi)容的ROM快擦除存儲器（FlashROM）（用作Cache存儲器）

（用作主存儲器）（用作BIOS存儲器）2.3PC主機(jī)的組成PC機(jī)主存儲器的物理結(jié)構(gòu)主存儲器由若干內(nèi)存條組成內(nèi)存條的組成：把若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插槽中才能使用目前流行的是DDR和DDR2和DDR3內(nèi)存條：均采用雙列直插式，其觸點分布在內(nèi)存條的兩面DDR條有184個引腳，DDR2有240個引腳PC機(jī)主板中一般都配備有2個或4個DIMM插槽

2.3PC主機(jī)的組成2.3PC主機(jī)的組成

2.3.1主板、芯片組與BIOS

2.3.2內(nèi)存儲器

2.3.3I/O總線與I/O接口1.I/O操作2.3PC主機(jī)的組成I/O操作的任務(wù):將輸入設(shè)備輸入的信息送到內(nèi)存儲器的指定區(qū)域?qū)?nèi)存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設(shè)備（I/O操作也包括外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸）I/O操作的特點：I/O操作與CPU的運算可同時進(jìn)行多個I/O設(shè)備的操作也可同時進(jìn)行工作2.I/O總線總線的定義：指的是計算機(jī)各部件之間傳輸信息的一組公用的信號線及相關(guān)控制電路。CPU總線（前端總線）I/O總線（主板總線）總線上有三種信號:數(shù)據(jù)、地址、控制總線的帶寬：總線的數(shù)據(jù)傳輸速率(MB/s)=數(shù)據(jù)線位數(shù)/8×總線工作頻率（MHz）×每個總線周期的傳輸次數(shù)I/O總線是各類I/O控制器與CPU、內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)的一組公用信號線，這些信號線在物理上與主板擴(kuò)展槽中插入的擴(kuò)展卡（I/O控制器）直接連接。PC機(jī)使用的I/O總線PCI總線PCI-Express(高速PCI總線)2.3PC主機(jī)的組成對應(yīng)主板上的兩種擴(kuò)充插槽：

PCI插槽

PCI-E插槽3.I/O接口I/O接口：I/O設(shè)備與I/O控制器之間的連接器包括：插頭/插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等分類：從數(shù)據(jù)傳輸方式來分：串行（一次只傳輸1位）并行（多位一起進(jìn)行傳輸）從是否能連接多個設(shè)備來分：總線式（可連接多個設(shè)備）獨占式（只能連接1個設(shè)備）從是否符合標(biāo)準(zhǔn)來分：標(biāo)準(zhǔn)接口（通用接口）專用接口（專用接口）2.3PC主機(jī)的組成臺式PC機(jī)箱背板照片鍵盤接口鼠標(biāo)接口串行接口電源接口打印機(jī)(并行)接口(游戲)操縱桿接口顯示器接口揚聲器接口麥克風(fēng)接口電話線/MODEM接口2.3PC主機(jī)的組成常用I/O接口(見書P55頁）2.3PC主機(jī)的組成關(guān)于USB接口通用串行總線式接口（UniversalSerialBus）高速、可連接多個設(shè)備、串行傳輸傳輸速率：USB的1.1版：1.5Mb/s和12Mb/sUSB2.0版：最高達(dá)480Mb/s（60MB/s）USB3.0版：最高達(dá)3.2Gbps（400MB/s）USB2.0使用4線連接器，體積小，符合即插即用規(guī)范（Plug&Play,即PnP），支持熱插拔使用“USB集線器”擴(kuò)展機(jī)器的USB接口，最多連接127個設(shè)備可通過USB接口由主機(jī)向外設(shè)提供電源(＋5V，100～500mA)IEEE-1394接口：簡稱1394，主要用于連接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設(shè)備。它的傳輸速率可達(dá)50～100MB/s。USB標(biāo)識USB3.02.3PC主機(jī)的組成習(xí)題選講第2章計算機(jī)組成原理

2.1計算機(jī)的組成與分類2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.3PC主機(jī)的組成

2.4常用輸入設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備2.6外存儲器2.4常用輸入設(shè)備

2.4.1鍵盤2.4.2鼠標(biāo)2.4.3觸摸屏2.4.4掃描儀2.4.5數(shù)碼相機(jī)常用輸入設(shè)備鍵盤掃描儀鼠標(biāo)觸摸屏數(shù)碼相機(jī)攝像頭2.4常用輸入設(shè)備1.鍵盤機(jī)械式鍵盤：早期曾使用電容式鍵盤：無磨損和接觸不良問題，耐久性、靈敏度和穩(wěn)定性都比較好，擊鍵聲音小，手感較好，壽命較長與主機(jī)的接口PS/2接口USB接口無線接口（紅外線或無線電波）2.4常用輸入設(shè)備2.鼠標(biāo)器類型：發(fā)光二極管微型鏡頭右鍵左鍵滾輪（當(dāng)前流行使用）

機(jī)電式鼠標(biāo)器（曾經(jīng)流行使用）滾輪按鍵傳動球鼠標(biāo)墊光電式鼠標(biāo)器2.4常用輸入設(shè)備與主機(jī)的接口:PS/2（圓形6針）USB無線鼠標(biāo)USB接口3.觸摸屏觸摸屏是在液晶面板上覆蓋一層壓力板，它對壓力很敏感，當(dāng)手指或筆尖施壓其上時會有電流產(chǎn)生以確定壓力源的位置，并對其進(jìn)行跟蹤，然后通過軟件識別出用戶所輸入的信息。公共場所的多媒體電腦或查詢終端演播室或會議室使用的帶觸摸屏的顯示器帶觸摸屏的手機(jī)4.掃描儀掃描儀是將原稿（圖片、照片、底片、書稿）輸入計算機(jī)的一種輸入設(shè)備掃描儀輸入到計算機(jī)中的是原稿的“圖象”(bitmap)類型平板式：廣泛使用手持式：掃小圖膠片和滾筒式：專業(yè)掃描儀光電原理性能指標(biāo)分辨率：像素/英寸(dpi)色彩位數(shù)：位/點掃描幅面：A4等接口：USB，F(xiàn)irewire等2.4常用輸入設(shè)備5.數(shù)碼相機(jī)作用：獲取現(xiàn)實世界中景物的數(shù)字圖像普通數(shù)碼相機(jī)專業(yè)數(shù)碼相機(jī)2.4常用輸入設(shè)備PC機(jī)鏡頭CCD陣列A/D轉(zhuǎn)換存儲器接口電路圖像處理與數(shù)據(jù)壓縮打印機(jī)電視機(jī)光信號模擬電信號數(shù)字信號圖像數(shù)據(jù)圖像數(shù)據(jù)數(shù)碼相機(jī)原理圖光信號聚焦在CCD或CMOS成像芯片上，并由成像芯片轉(zhuǎn)換成電信號。成像芯片的像素數(shù)目越多，圖像的分辨率就越高使用嵌入式處理器和數(shù)字信號處理器(DSP)對圖像進(jìn)行色彩處理和數(shù)據(jù)壓縮等處理，然后將圖像以JPEG格式表示使用閃爍存儲器做成的可插拔的存儲卡。種類很多，如SD卡、XD卡、CF卡、MemoryStick卡和MMC卡USB接口或1394接口2.4常用輸入設(shè)備數(shù)碼相機(jī)的主要性能指標(biāo)CCD像素數(shù)目決定數(shù)字圖像能夠達(dá)到的最高分辨率例如，分辨率最高達(dá)1600×1200時，共有192000個像素(200萬像素)存儲器容量MMC卡SD卡MemoryStick(記憶棒)2.4常用輸入設(shè)備習(xí)題選講第2章計算機(jī)組成原理

2.1計算機(jī)的組成與分類2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.3PC機(jī)的主機(jī)2.4常用輸入設(shè)備

2.5常用輸出設(shè)備2.6外存儲器顯示器音箱打印機(jī)投影儀輸出設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備常用輸出設(shè)備

2.5.1顯示器與顯示卡2.5.2打印機(jī)

計算機(jī)顯示器的作用與組成作用：是計算機(jī)必不可少的圖文輸出設(shè)備，它能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號，使文字和圖像在屏幕上顯示出來組成與分類：陰極射線管顯示器(簡稱CRT)液晶顯示器(簡稱LCD)集成顯卡獨立顯卡顯示器(Monitor)顯示控制器(顯卡、圖形卡)計算機(jī)顯示器(Displaydevice)2.5常用輸出設(shè)備顯示器的性能指標(biāo)顯示屏尺寸：以對角線長度度量，如，15英寸，17英寸，19英寸，21英寸顯示分辨率：

整屏可顯示像素的最大數(shù)目，分辨率越高,圖像越清晰表示：水平像素個數(shù)×垂直像素個數(shù)例：1280×1024,1024×768,800×600,640×480在顯卡的控制下，屏幕分辨率是可變的，有多種不同的顯示分辨率（顯示模式）2.5常用輸出設(shè)備S-Video接口DVI接口VGA接口繪圖處理器顯示控制卡(顯示卡)顯示存儲器(VRAM)顯示控制電路與北橋芯片的接口顯示器繪圖處理器（顯示卡）北橋芯片CPU內(nèi)存條用于存儲屏幕上每個像素的顏色信息等(容量為128MB----2GB)一種專用的高速繪圖處理器，負(fù)責(zé)在顯存中生成需要顯示的圖像

視頻輸出接口負(fù)責(zé)對顯示卡的操作進(jìn)行控制

兩種高速接口：1AGP接口2PCI-E接口2.5常用輸出設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備

2.5.1顯示器與顯示卡

2.5.2打印機(jī)

打印機(jī)的作用與類型作用將程序、數(shù)據(jù)、字符、圖形打印輸出在紙上類型 針式打印機(jī)激光打印機(jī) 噴墨打印機(jī)針式打印機(jī)激光打印機(jī)噴墨打印機(jī)2.5常用輸出設(shè)備打印機(jī)的對比各打印機(jī)之優(yōu)缺點：針式打印質(zhì)量粗糙，針易折斷，打印票據(jù)噴墨對紙的要求高，墨水的成本高，消耗量大激光質(zhì)量好，辦公室多采用打印機(jī)的性能指標(biāo):打印精度：點/英寸打印速度：字符/秒，頁/分色彩數(shù)目：可打印的色彩數(shù)目2.5常用輸出設(shè)備習(xí)題選講第2章計算機(jī)組成原理

2.1計算機(jī)的組成與分類2.2CPU的結(jié)構(gòu)與原理2.3PC機(jī)的主機(jī)2.4常用輸入設(shè)備2.5常用輸出設(shè)備

2.6外存儲器2.6外存儲器

2.6.1硬盤存儲器2.6.2U盤、存儲卡和固態(tài)硬盤2.6.3光盤存儲器

硬盤存儲器的結(jié)構(gòu)移動臂控制電路主軸硬盤片磁頭接口2.6外存儲器磁道扇區(qū)磁盤片的磁道和扇區(qū)磁盤表面被分為許多同心圓的磁道。每個磁道被劃分為若干扇區(qū)，每個扇區(qū)的存儲容量均為512字節(jié)。注：所謂磁盤的格式化操作，就是在盤面上劃分磁道和扇區(qū)，并在扇區(qū)中填寫扇區(qū)號等信息的過程2.6外存儲器硬盤存儲器定位數(shù)據(jù)的三個參數(shù)：柱面號（磁道號）扇區(qū)號磁頭號（盤片號）存儲容量：

存儲容量=盤片數(shù)×磁盤面數(shù)×每面磁道數(shù)×每道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)接口：IDE（ATA、SATA）主要性能指標(biāo)衡量硬盤存取性能的主要指標(biāo)：容量平均存取時間緩存容量數(shù)據(jù)傳輸速率接口（IDE、SATA)磁頭磁道旋轉(zhuǎn)軸碟片2.6外存儲器移動硬盤工作原理與固定硬盤相同存儲容量較大（幾百個GB）采用USB或IEE1394接口，即插即用，支持熱插拔(必須先停止工作)小巧而便于攜帶速度快，安全可靠移動硬盤2.6外存儲器

2.6.1硬盤存儲器

2.6.2U盤、存儲卡和固態(tài)硬盤2.6.3光盤存儲器

優(yōu)盤采用Flash存儲器（閃存）芯片，體積小，重量輕容量按需要而定（幾十MB～幾十GB），具有寫保護(hù)功能數(shù)據(jù)保存安全可靠，使用壽命長使用USB接口，即插即用，支持熱插拔(必須先停止工作)讀寫速度比較快可以模擬光驅(qū)和硬盤啟動操作系統(tǒng)存儲卡原理與U盤相同，也使用閃存芯片（flashmemory）做成長方形或正方形的卡片狀，使用印刷插頭，不使用USB插頭PC機(jī)使用讀卡器才能對存儲卡進(jìn)行讀寫存儲卡的主要種類：CF卡MMC卡SD/SDHC卡（包括MiniSD卡、MicroSD卡）MemoryStick卡(MS卡)用途：數(shù)碼相機(jī)、游戲機(jī)、手機(jī)、MP3播放器等外置“多合一讀卡器”固態(tài)硬盤（SSD）固態(tài)硬盤(SolidStateDisk、SolidStateDrive)是使用NAND型閃存做成的外存儲器用途：在便攜式計算機(jī)中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬盤外形與常規(guī)硬盤相同，如1.8英寸、2.5英寸或3.5英寸，與主機(jī)的接口也相互兼容存儲容量：64GB～128GB或更大優(yōu)點：低功耗、無噪音、抗震動、低熱量，讀寫速度也快于傳統(tǒng)硬盤存在問題：成本：高于常規(guī)的硬盤壽命：Flash存儲器都有一定的寫入壽命、壽命到期后數(shù)據(jù)會讀不出來且難以修復(fù)2.6外存儲器

2.6.1軟盤存儲器2.6.2硬盤存儲器

2.6.3光盤存儲器

光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍(lán)光25GB（注：DVD和BD的容量均為單面單層的容量）光盤的信息存儲原理CD光盤的螺旋形光道凹坑的邊緣用來表示“1”，而凹坑和非凹坑的平坦部分表示“0”2.6外存儲器光驅(qū)的類型按信息讀寫能力分：只讀光驅(qū)可寫光驅(qū)（光盤刻錄機(jī)）CD：CD只讀光驅(qū)CD刻錄機(jī)DVD:DVD只讀光驅(qū)DVD刻錄機(jī)DVD只讀/CD刻錄機(jī)組合而成的“康寶”BD:BD（Blue-rayDisc）只讀光驅(qū)BD刻錄機(jī)接口：IDE（ATA、SATA）,USB光盤片的類型按存儲容量與讀寫特性分：CD盤片DVD盤片藍(lán)光盤片只讀盤片（CD-ROM）一次可寫盤片（CD-R）可擦寫盤片（CD-RW）只讀盤片（DVD-ROM）一次可寫盤片（DVD-R,DVD+R）可擦寫盤片（DVD-RW,DVD+RW

DVD-RAM

）只讀盤片（BD-ROM）一次可寫盤片（BD-R）可擦寫盤片（BD-RW）2.6外存儲器本章結(jié)束習(xí)題選講課堂練習(xí)2.11、計算機(jī)的分類方法有多種，按照計算機(jī)的性能、用途和價格分，臺式機(jī)和便攜機(jī)屬于_________。A.巨型計算機(jī)B.大型計算機(jī)C.小型計算機(jī)D.個人計算機(jī)2、判斷：第一代計算機(jī)主要用于科學(xué)計算和工程計算。它使用機(jī)器語言和匯編語言來編寫程序。3、填空：人們習(xí)慣以計算機(jī)所使用的_________來作為計算機(jī)劃代的主要標(biāo)志。

返回課堂練習(xí)2.21、微機(jī)的銷售廣告中“P42.4G/256M/80G”中的2.4G是表示：A.CPU的運算速度為2.4GIPSB.CPU為Pentium4的2.4代C.CPU的時鐘主頻為2.4GHZD.CPU與內(nèi)存間的數(shù)據(jù)交換速率為2.4Gbps2、為了提高計算機(jī)中CPU的運行效率，可以采用多種措施，以下措施中______是有效的。①增加CPU中寄存器的個數(shù)②提高CPU的主頻③增加Cache的容量④優(yōu)化BIOS的設(shè)計A.①③B.①②③C.①④D.②③④課堂練習(xí)2.23、指令是一種用二進(jìn)制數(shù)表示的命令語言，多數(shù)指令由兩部分組成，________與操作數(shù)。4、在word中，執(zhí)行打開文件C:\A.doc操作，是將A.硬盤文件讀至內(nèi)存B.硬盤文件讀至顯示器C.軟盤文件讀至RAMD.軟盤文件讀至主存5、判斷：計算機(jī)的性能與CPU的速度密切相關(guān)，因此在其它配置相同時，一臺使用2GHz主頻的CPU比另一臺使用1GHz主頻CPU的PC機(jī)在完成同一項任務(wù)時速度快1倍。返回課堂練習(xí)2.31、現(xiàn)在計算機(jī)上都有高速緩沖存儲器Cache，Cache是________。A. 硬盤和主存之間的緩存B. 軟盤和主存之間的緩存C. CPU和視頻設(shè)備之間的緩存D. CPU和主存儲器之間的緩存2、PC機(jī)中的系統(tǒng)配置信息如硬盤的參數(shù)、當(dāng)前時間、日期等，均保存在主板上使用電池供電的________存儲器中。A.FlashB.ROMC.MOS