第2章計(jì)算機(jī)硬件

第2章計(jì)算機(jī)硬件一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。所謂硬件是指組成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備的總稱(chēng)，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，主要包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)部分。對(duì)于多媒體計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，還應(yīng)當(dāng)有圖形/圖像及語(yǔ)言處理設(shè)備。所謂軟件系統(tǒng)是指實(shí)現(xiàn)算法的程序及其文檔，包括計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行所需的系統(tǒng)軟件和用戶完成任務(wù)所需的應(yīng)用軟件2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)2.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體組成如圖2.1所示:2.1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)應(yīng)用軟件控制器專(zhuān)用應(yīng)用軟件：如各企業(yè)的管理信息系統(tǒng)等硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)主機(jī)外設(shè)系統(tǒng)軟件中央處理單元（CPU）主（內(nèi)）存儲(chǔ)器運(yùn)算器、寄存器等只讀存儲(chǔ)器（ROM）隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）輸入設(shè)備：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等外存儲(chǔ)器：硬盤(pán)、軟盤(pán)、U盤(pán)等其它：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、聲卡、顯卡等操作系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)用程序通用應(yīng)用軟件：辦公軟件包、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等圖2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成2.1.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)經(jīng)典結(jié)構(gòu)圖2.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)1．馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本設(shè)計(jì)思想就是“存儲(chǔ)程序”，其特點(diǎn)如下：計(jì)算機(jī)應(yīng)由五個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。(1)采用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令計(jì)算機(jī)中所有數(shù)據(jù)和指令都是以二進(jìn)制代碼存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，即都是由0和1組成的代碼序列，只是數(shù)據(jù)和指令各自的約定不同而已。(2)采用存儲(chǔ)程序的方式存儲(chǔ)程序的方式是指程序和數(shù)據(jù)存放在同一個(gè)存儲(chǔ)器中，指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器控制指令的執(zhí)行。(3)系統(tǒng)由5部分組成系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成。2.1.2馮·諾依曼計(jì)算機(jī)經(jīng)典結(jié)構(gòu)2、計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)2、計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)按照馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本設(shè)計(jì)思想，一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)功能部件組成。(1)運(yùn)算器運(yùn)算器又稱(chēng)算術(shù)邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，簡(jiǎn)稱(chēng)ALU），是計(jì)算機(jī)對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和運(yùn)算的部件。

圖2.3運(yùn)算器工作示意圖2、計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)(2)控制器控制器主要由程序計(jì)數(shù)器（PC）、指令寄存器、指令譯碼器、微操作控制電路（也稱(chēng)微程序控制器）及控制邏輯電路組成，程序計(jì)數(shù)器存放指令在存儲(chǔ)器中的地址，且具有自動(dòng)計(jì)數(shù)的功能。圖2.4控制器工作示意圖2、計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)(3)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)記憶或暫存數(shù)據(jù)的部件。(4)輸入輸出設(shè)備輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)稱(chēng)I/O(Input/Output)設(shè)備。用戶通過(guò)輸入設(shè)備將程序和數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)，通過(guò)輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果(如數(shù)字、字母、符號(hào)和圖形)顯示或打印出來(lái)。常用的輸入設(shè)備有：鍵盤(pán)、鼠標(biāo)器、掃描儀等。常用的輸出設(shè)備有：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。(5)計(jì)算機(jī)的總線與接口所謂總線，是一組連接各個(gè)部件的公共通信線．即系統(tǒng)各部件之間傳送信息的公共通道。接口就是外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接的端口，是計(jì)算機(jī)輸入輸出的重要通道，它的性能好壞直接影響到計(jì)算機(jī)的性能。2、計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)2.2計(jì)算機(jī)的基本工作過(guò)程從1946年出現(xiàn)的第一臺(tái)計(jì)算機(jī)（ENIAC）到目前為止，幾乎所有計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程都大致相同，都按照馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的基本思想進(jìn)行工作。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程如下：人們按照要解決的問(wèn)題的數(shù)學(xué)描述，用計(jì)算機(jī)能接受的“語(yǔ)言”編制成程序，即指令，將程序和數(shù)據(jù)以二進(jìn)制代碼的形式存入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中；在控制器的控制下，計(jì)算機(jī)自動(dòng)從存儲(chǔ)器中取出一條指令，分析指令并執(zhí)行，以完成計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)工作，并把計(jì)算結(jié)果再存入存儲(chǔ)器中；計(jì)算機(jī)再處理下一條程序指令，直到整個(gè)程序運(yùn)行結(jié)束。2.2計(jì)算機(jī)的基本工作過(guò)程馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)可概括為如下幾點(diǎn)：存儲(chǔ)器是字長(zhǎng)固定的、順序線性編址的一維結(jié)構(gòu)，每個(gè)字節(jié)有唯一的地址；由指令形式的機(jī)器語(yǔ)言驅(qū)動(dòng)；指令的執(zhí)行是串行順序進(jìn)行的，即按指令在存儲(chǔ)器中存放的順序執(zhí)行，程序分支由轉(zhuǎn)移指令實(shí)現(xiàn)；運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備都由控制器集中控制；2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)的基本性能指標(biāo)主要有以下幾個(gè)方面：1、字長(zhǎng)字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)CPU能直接處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，它直接關(guān)系到計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度、功能和運(yùn)行速度。一般來(lái)說(shuō)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，運(yùn)算精度越高，處理速度越快，價(jià)格也越高。目前計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)一般為32位、64位。2、主頻主頻是時(shí)鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)頻率，用兆赫（MHz）或兆兆赫（GHz）為單位表示，它決定了計(jì)算機(jī)的處理速度，主頻越高，速度越快。3、存儲(chǔ)器容量存儲(chǔ)器分為內(nèi)存和外存。內(nèi)存容量的大小反映了計(jì)算機(jī)即時(shí)存儲(chǔ)信息的能力，內(nèi)存容量越大，所存儲(chǔ)的程序和數(shù)據(jù)越多，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的處理能力越強(qiáng)。外存容量通常是指硬盤(pán)容量，外存容量越大，可存儲(chǔ)信息就越多，可安裝的應(yīng)用軟件就越豐富。

2.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要性能指標(biāo)4、運(yùn)算速度運(yùn)算速度是指計(jì)算機(jī)每秒鐘能執(zhí)行指令的數(shù)量，即計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算的快慢程度。運(yùn)算速度的單位用MIPS（每秒百萬(wàn)條指令）表示。衡量計(jì)算機(jī)的速度一般從以下幾個(gè)方面考慮。主頻：一般指計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率，在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。運(yùn)算速度：計(jì)算機(jī)每秒中能執(zhí)行的指令條數(shù)，單位一般為“次/秒”或“百萬(wàn)次/秒”。存取速度：存儲(chǔ)器完成一次讀或?qū)懖僮魉枰臅r(shí)間，時(shí)間越短，存取速度越快。5、系統(tǒng)可靠性系統(tǒng)可靠性一般用平均無(wú)故障時(shí)間(MTBF)和平均故障修復(fù)時(shí)間(MTTR)來(lái)衡量。平均無(wú)故障時(shí)間越大越好，而平均故障修復(fù)時(shí)間則越小越好。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.1Cpu

在計(jì)算機(jī)中，運(yùn)算器和控制器被制作在同一塊半導(dǎo)體芯片內(nèi)，成為CPU（中央處理器，也稱(chēng)微處理器）。

CPU是整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)按照程序給出的指令序列分析指令、執(zhí)行指令，完成對(duì)數(shù)據(jù)的加工處理。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.2主板主板（MainBoard）又叫母板（MotherBoard）或系統(tǒng)板(SystemBoard)。如果把CPU看成是計(jì)算機(jī)的大腦，那么主板就是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)系統(tǒng)。主板上布滿了各種電子元件、插槽和接口等,如圖2.5所示。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.3內(nèi)存條內(nèi)存條，是內(nèi)存儲(chǔ)器的物理設(shè)備,如圖2.6所示。內(nèi)存條通過(guò)內(nèi)存插槽與主板相連。它只用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，內(nèi)存越大，信息交換越快，處理數(shù)據(jù)就越快。一旦關(guān)閉電源或發(fā)生斷電，其中的程序和數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。內(nèi)存大多以M（兆）為單位，一般單條最大為2G=2048M，目前主流內(nèi)存條均是1G以上。圖2.6內(nèi)存條內(nèi)存多采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器構(gòu)成。按功能可分為兩種類(lèi)型，一種是只讀存儲(chǔ)器ROM（ReadOnlyMemory），另一種是隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)。1、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)隨機(jī)存儲(chǔ)器或RAM（RandomAccessMemory）。計(jì)算機(jī)工作時(shí)，其中的數(shù)據(jù)可以隨機(jī)讀出或者寫(xiě)入。關(guān)機(jī)或者停電時(shí)，其中的數(shù)據(jù)丟失。用戶開(kāi)機(jī)工作時(shí)，程序調(diào)入RAM執(zhí)行；關(guān)機(jī)時(shí)，RAM中的程序和數(shù)據(jù)信息如果需要，需送外存儲(chǔ)器保存。在計(jì)算機(jī)工作時(shí)，RAM主要用于隨機(jī)存放程序和數(shù)據(jù)。2、只讀存儲(chǔ)器（ROM）只讀存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)ROM（ReadOnlyMemory）。其中的內(nèi)容事先寫(xiě)入，計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)工作后只能讀出，不能隨機(jī)寫(xiě)入。關(guān)機(jī)或停電時(shí)ROM中的數(shù)據(jù)信息不丟失，因此常用來(lái)存放固定程序或常數(shù)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.4外部存儲(chǔ)器由于計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量有限，不可能容納所有的系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件，因此，使用外存儲(chǔ)器用來(lái)存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)。需要時(shí)，可成批地和內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行信息交換。需要指出的是外存儲(chǔ)器也屬于輸入輸出設(shè)備，它只能與內(nèi)存儲(chǔ)器交換信息。目前常用的外存有硬盤(pán)、光盤(pán)、移動(dòng)硬盤(pán)和移動(dòng)存儲(chǔ)器（U盤(pán)）等。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件1、硬盤(pán)硬磁盤(pán)存儲(chǔ)器由硬盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器構(gòu)成，是計(jì)算機(jī)中閉不可少的存儲(chǔ)設(shè)備。硬盤(pán)和硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器作為一個(gè)整體密封在一個(gè)金屬腔體內(nèi)稱(chēng)為硬盤(pán)機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)硬盤(pán)（HardDiskDriver，HDD），硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖2.7所示。磁盤(pán)盤(pán)片主軸讀寫(xiě)磁頭傳動(dòng)手臂傳動(dòng)軸

圖2.7硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件（1）磁盤(pán)的信息存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)單一硬盤(pán)盤(pán)片是表面涂有磁性材料的無(wú)磁性的合金或塑料材料，呈圓盤(pán)狀，像一個(gè)表面極為光亮的金屬盤(pán)。磁盤(pán)上有上千個(gè)磁道，呈同心圓排列，如圖2.8所示。磁道由外至內(nèi)編號(hào)為0號(hào)磁道、1號(hào)磁道、2號(hào)磁道……每個(gè)磁道構(gòu)成一個(gè)密閉圓環(huán)，并被平均分為若干個(gè)扇區(qū)，如圖2.9所示。一個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)為512字節(jié)。扇區(qū)也有編號(hào)，稱(chēng)為1扇區(qū)、2扇區(qū)……。一個(gè)柱面2號(hào)磁道圖2.8硬盤(pán)磁道、柱面圖圖2.9硬盤(pán)扇區(qū)圖2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件磁盤(pán)上若干個(gè)扇區(qū)構(gòu)成簇，簇包含扇區(qū)個(gè)數(shù)的多少視磁盤(pán)大小而定，磁盤(pán)容量大則扇區(qū)的個(gè)數(shù)多，反之就少。簇是信息物理存儲(chǔ)的單位，上一個(gè)簇寫(xiě)滿了，才能寫(xiě)下一個(gè)簇。硬盤(pán)中的多個(gè)磁盤(pán)片象一摞光盤(pán)一樣放置，上下盤(pán)片相同編號(hào)磁道和扇區(qū)必須重合，都串在主軸上，形成個(gè)圓柱體。每個(gè)盤(pán)片上下表面都能存儲(chǔ)信息，分別由兩個(gè)磁頭讀寫(xiě)。盤(pán)片之間有極小的空隙，供磁頭移動(dòng)。所有的磁頭同步運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻都處于對(duì)應(yīng)盤(pán)片的相同編號(hào)的磁道和相同編號(hào)扇區(qū)。根據(jù)盤(pán)片的以上排列規(guī)律，可以算出磁盤(pán)的容量：容量=磁頭數(shù)（盤(pán)片數(shù)×2）×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（512B）2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件（2）硬盤(pán)的技術(shù)指標(biāo)硬盤(pán)容量硬盤(pán)轉(zhuǎn)速高速緩存平均尋道時(shí)間（3）磁盤(pán)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)磁盤(pán)上的數(shù)據(jù)按照其不同的特點(diǎn)和作用大致可分為MBR區(qū)、DBR區(qū)、FAT區(qū)、DIR區(qū)和DATA區(qū)5部分。MBR區(qū)

MBR是MainBootRecord（主引導(dǎo)記錄區(qū)）的縮寫(xiě)，位于硬盤(pán)的0磁道、0柱面、1扇區(qū)。DBR區(qū)

DBR是DosBootRecord（操作系統(tǒng)引導(dǎo)記錄區(qū)）的縮寫(xiě)，它通常位于硬盤(pán)的0磁道、1柱面、1扇區(qū)，是操作系統(tǒng)可以直接訪問(wèn)的第一個(gè)扇區(qū)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件FAT區(qū)位于DBR之后的是文件分配表FAT區(qū)，這個(gè)區(qū)域用于描述文件在磁盤(pán)上的存放位置及整個(gè)磁盤(pán)扇區(qū)的使用情況。DIR區(qū)

DIR是根目錄區(qū)，位于FAT之后的扇區(qū)。DATA區(qū)

DATA區(qū)是數(shù)據(jù)區(qū)，用來(lái)存放用戶數(shù)據(jù)信息，又稱(chēng)為用戶區(qū)。位于DIR區(qū)之后，占據(jù)磁盤(pán)上的大部分?jǐn)?shù)據(jù)空間。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件（4）硬盤(pán)的管理分區(qū)與格式化硬盤(pán)在使用前要進(jìn)行低級(jí)格式化，一般由廠家完成。只有當(dāng)硬盤(pán)出現(xiàn)嚴(yán)重問(wèn)題或被病毒感染了時(shí)，用戶才需要對(duì)硬盤(pán)重新進(jìn)行低級(jí)格式化。進(jìn)行低級(jí)格式化必須使用專(zhuān)門(mén)的軟件。磁盤(pán)上文件的優(yōu)化存儲(chǔ)因?yàn)橄到y(tǒng)分配給每個(gè)文件的磁盤(pán)空間最小單位是簇，若某個(gè)文件的長(zhǎng)度不是磁盤(pán)簇的整數(shù)倍，則會(huì)出現(xiàn)文件磁盤(pán)空間大于文件實(shí)際長(zhǎng)度的情況，從而使磁盤(pán)空間造成浪費(fèi)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件（5）硬盤(pán)使用時(shí)注意事項(xiàng)當(dāng)硬盤(pán)已裝系統(tǒng)軟件時(shí)，最好用硬盤(pán)啟動(dòng)計(jì)算機(jī)。此外，還應(yīng)準(zhǔn)備一張備用啟動(dòng)盤(pán)（也稱(chēng)系統(tǒng)盤(pán)），以便在硬盤(pán)發(fā)生故障時(shí)啟動(dòng)系統(tǒng)。使用公共計(jì)算機(jī)時(shí)，個(gè)人應(yīng)在硬盤(pán)中建立自己的專(zhuān)用子目錄，對(duì)于磁盤(pán)中的公共軟件，也應(yīng)分別建立子目錄。對(duì)于公共計(jì)算機(jī)，應(yīng)禁止非管理人員隨意向硬盤(pán)拷貝系統(tǒng)文件或進(jìn)行格式化。嚴(yán)禁震蕩，不要熱插拔。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2、光盤(pán)存儲(chǔ)器光盤(pán)存儲(chǔ)器(OpticalDisk)是一種利用激光技術(shù)存儲(chǔ)信息的裝置。它是20世紀(jì)70年代的重大科技發(fā)明，是信息移動(dòng)存儲(chǔ)技術(shù)的重大突破。光盤(pán)存儲(chǔ)器有光盤(pán)片和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（簡(jiǎn)稱(chēng)光驅(qū)）構(gòu)成。光盤(pán)是注塑成行的碳粉化合物圓盤(pán)，其上涂了一層鉛質(zhì)量的薄膜，最外面又涂了一層透明的保護(hù)層。數(shù)據(jù)信息存放在盤(pán)片上的螺旋狀軌道上，軌道上有許多不連續(xù)的凹槽，稱(chēng)之為“坑”，坑與坑之間稱(chēng)為“島”，凹槽是在對(duì)光盤(pán)寫(xiě)入數(shù)據(jù)信息時(shí)被激光“雕刻”成的。光盤(pán)種類(lèi)很多，但它們的外觀尺寸是一致的。一般光盤(pán)尺寸統(tǒng)一為直徑為12cm，厚度為1mm。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件（1）光盤(pán)的分類(lèi)及容量目前用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光盤(pán)可分為CD、VCD、CD-R、CD-RW、DVD、DVD+RM等。（2）光盤(pán)類(lèi)型目前用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光盤(pán)，按讀/寫(xiě)方式可分為有三類(lèi)：只讀型光盤(pán)、可寫(xiě)一次型光盤(pán)和可擦寫(xiě)型光盤(pán)。（3）光驅(qū)的分類(lèi)光驅(qū)可分為只讀光驅(qū)和刻錄光驅(qū)，其中只讀光驅(qū)又分為普通光驅(qū)CD-ROM和DVD光驅(qū)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件（4）衡量光盤(pán)的性能指標(biāo)主要有以下幾點(diǎn)：高容量：存入的信息可以是程序、操作的數(shù)據(jù)、圖形和聲音信息。標(biāo)準(zhǔn)化：光盤(pán)廣泛應(yīng)用的原因之一是產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，可在任一光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中操作。持久性：一般來(lái)說(shuō)，光盤(pán)的壽命長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年，甚至一百年。這是因?yàn)楣獗P(pán)在光驅(qū)中操作時(shí)是以非接觸方式進(jìn)行的，無(wú)磨損問(wèn)題，也不會(huì)感染病毒。實(shí)用性：目前，光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器與光盤(pán)價(jià)格迅速降低，光盤(pán)信息所覆蓋的領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，各種光盤(pán)出版物的種類(lèi)及發(fā)行量大增。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件3、移動(dòng)硬盤(pán)隨著科技的發(fā)展，人們需要隨時(shí)存儲(chǔ)和使用越來(lái)越多的數(shù)據(jù)。在這種情況下移動(dòng)硬盤(pán)普及開(kāi)來(lái)。移動(dòng)硬盤(pán)以硬盤(pán)為存儲(chǔ)介質(zhì)，屬于便攜式存儲(chǔ)設(shè)備，如圖2.10所示。圖2.10移動(dòng)硬盤(pán)2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件4、U盤(pán)存儲(chǔ)器

U盤(pán)是一種流行的移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品，主要用于在計(jì)算機(jī)之間方便地交換文件。U盤(pán)通過(guò)主板上的USB接口與計(jì)算機(jī)相連，屬于即插即用設(shè)備，攜帶和使用都很方便，很受用戶歡迎，如圖2.11所示。圖2.11U盤(pán)存儲(chǔ)器2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.5顯示系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的顯示系統(tǒng)包括顯卡和顯示器。顯卡的性能指標(biāo)如下：接口類(lèi)型：目前顯卡所使用的接口類(lèi)型主要有AGP接口、即圖形加速接口，也稱(chēng)AGP總線，是一種新型接口標(biāo)準(zhǔn)。顯示芯片：顯示芯片是顯卡的核心，可以把它想象成專(zhuān)門(mén)用來(lái)處理圖象的CPU，可以處理各種指令以完成特定的繪圖功能。顯示內(nèi)存：顯示內(nèi)存與系統(tǒng)內(nèi)存的功能是一樣的，只是它們作用的對(duì)象不一樣。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件顯示器是電腦系統(tǒng)最常用的輸出設(shè)備之一，它用于顯示交互信息，查看文本和圖形圖象，顯示數(shù)據(jù)命令與接受反饋信息。顯示器按照顯示器對(duì)角線的尺寸可分為15英寸和17英寸等；按顏色分為單色和彩色；按顯示器件分有陰極射線管（CRT）和液晶（LCD）兩種。LCD顯示器是一種采用液晶為材料的顯示器，目前主流的是17英寸LCD顯示器。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)間的有機(jī)化合物。將其加熱會(huì)變成透明液態(tài)，冷卻后會(huì)變成結(jié)晶的混濁固態(tài)。在電機(jī)的作用下，產(chǎn)生冷熱變化，從而影響它的透光性，來(lái)達(dá)到亮滅的效應(yīng)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件1、顯示器的主要性能參數(shù)有以下幾個(gè)：（1）點(diǎn)距和分辨率（2）刷新率（3）亮度（4）可視角度（5）響應(yīng)時(shí)間（6）點(diǎn)缺陷

LCD顯示器的點(diǎn)缺陷有三種類(lèi)型：分為是亮點(diǎn)、暗點(diǎn)和壞點(diǎn)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2、CRT顯示器和LCD顯示器的優(yōu)缺點(diǎn)比較

CRT顯示器色彩表現(xiàn)力較強(qiáng)、反應(yīng)時(shí)間只有1ms，不會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象，在亮度和對(duì)比度上都超過(guò)了LCD顯示器，但是它能耗和輻射較大，長(zhǎng)時(shí)間使用對(duì)眼睛有害。所占空間較大，這就限制了它在日常生活中的使用。

LCD顯示器與CRT顯示器相比有工作電壓低、功耗小，用電比傳統(tǒng)CRT顯示器的耗電量少70%，散熱小、輻射小、完全平面、能精確還原圖像、無(wú)失真、可視面積大、款式新穎多樣、能大量節(jié)省空間、抗干擾能力強(qiáng)、顯示字符銳利、畫(huà)面穩(wěn)定不閃爍、屏幕調(diào)節(jié)方便。但是，液晶顯示器價(jià)格偏高、可視角度小、反應(yīng)時(shí)間比CRT慢、有無(wú)法維修的壞點(diǎn)。上面的分析可以看出，LCD和CRT顯示器各有千秋。但由于在有些方面LCD永遠(yuǎn)比不上CRT顯示器，所以CRT顯示器暫時(shí)并不會(huì)消亡。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.6鍵盤(pán)和鼠標(biāo)鍵盤(pán)和鼠標(biāo)是計(jì)算機(jī)中最主要的輸入設(shè)備。1、鍵盤(pán)鍵盤(pán)是向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)的主要設(shè)備，由按鍵、鍵盤(pán)架、編碼器、鍵盤(pán)接口及相應(yīng)控制程序等幾個(gè)部分組成。鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)最常用的一種輸入設(shè)備，它是組裝在一起的一組按鍵矩陣。當(dāng)按下一個(gè)鍵時(shí)就產(chǎn)生與該鍵對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制代碼，并通過(guò)接口送入計(jì)算機(jī)，同時(shí)將按鍵字符顯示在屏幕上。按照各類(lèi)按鍵的功能和位置將鍵盤(pán)劃分為4個(gè)部分：主鍵盤(pán)、數(shù)字小鍵盤(pán)、功能鍵和編輯鍵。鍵盤(pán)分區(qū)如圖2.14所示。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件功能鍵區(qū)主鍵盤(pán)區(qū)數(shù)字小鍵盤(pán)區(qū)編輯區(qū)圖2.14鍵盤(pán)2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2、鼠標(biāo)鼠標(biāo)是一種最普遍、最廉價(jià)的輸入設(shè)備，廣泛用于圖形用戶界面使用環(huán)境。鼠標(biāo)通過(guò)RS232C串行口或PS/2口與主機(jī)連接。其工作原理是當(dāng)移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，把移動(dòng)距離及方向的信息變成脈沖信號(hào)送入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)再將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣鈽?biāo)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，從而達(dá)到指示位置的目的。按鍵數(shù)鼠標(biāo)可以分為雙鍵鼠標(biāo)、三鍵鼠標(biāo)、微軟智能鼠標(biāo)器等。其中雙鍵鼠標(biāo)最為常見(jiàn)，雙鍵鼠標(biāo)中左鍵為確認(rèn)鍵，一般用于輸入內(nèi)容或進(jìn)行選擇，右鍵一般用來(lái)查看項(xiàng)目的屬性。按其接口類(lèi)型鼠標(biāo)可以分為串行口(方口)、PS/2(小圓口)、USB3類(lèi)；按內(nèi)部構(gòu)造鼠標(biāo)可分為機(jī)械式鼠標(biāo)和光電式鼠標(biāo)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件此外，無(wú)線鼠標(biāo)，由于它不使用電纜來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，只需在鼠標(biāo)器內(nèi)裝入電池，能遠(yuǎn)距離操作主機(jī)，可以避免用戶桌面上眾多電纜的煩擾，而越來(lái)越受到用戶的青睞。無(wú)線鼠標(biāo)一般有兩個(gè)部件，一個(gè)是接收用的收發(fā)器，另一個(gè)就是無(wú)線鼠標(biāo)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.7音箱和聲卡計(jì)算機(jī)的音響設(shè)備主要包括聲卡和音箱，其他常見(jiàn)的還有麥克風(fēng)、MIDI設(shè)備等。音箱和聲卡如圖所示。圖2.18音箱圖2.19聲卡2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件音箱是用來(lái)還原聲音的，即用來(lái)回放聲卡傳來(lái)的聲音信號(hào)。音箱主要分為有源音箱和無(wú)源音箱兩種。音箱的功率、頻率范圍及箱體體積等是音響的主要性能指標(biāo)。功率決定了音箱所能發(fā)出的最大聲響。聲卡又稱(chēng)聲效卡，使用時(shí)一般插入主板上的PCI插槽中，將音頻線與光驅(qū)相接。聲卡將音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻數(shù)字信號(hào)的過(guò)程稱(chēng)為模數(shù)轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)稱(chēng)DAC；信號(hào)輸出時(shí)，把計(jì)算機(jī)內(nèi)部的語(yǔ)音數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的音頻信號(hào)輸出給播放設(shè)備。聲卡將音頻數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成音頻模擬信號(hào)的過(guò)程成為數(shù)模轉(zhuǎn)換，簡(jiǎn)稱(chēng)ADC。在聲卡進(jìn)行A/D和D/A轉(zhuǎn)換過(guò)程中，有兩個(gè)重要的指標(biāo)：采樣頻率和采樣位數(shù)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.8打印機(jī)打印機(jī)是將輸出結(jié)果打印在紙張上的一種輸出設(shè)備。打印機(jī)的種類(lèi)主要有三種：點(diǎn)陣打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。點(diǎn)陣打印機(jī)為擊打式打印機(jī)，噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)是非擊打式打印機(jī)。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件點(diǎn)陣打印機(jī)（DotMatrixPrinter）是最早流行的打印機(jī)，常指24針打印機(jī)，這種打印機(jī)性能價(jià)格比高。點(diǎn)陣打印機(jī)按打印的寬度可分為寬行打印機(jī)和窄行打印機(jī)。噴墨打印機(jī)(Ink-JetPrinter)使用噴墨來(lái)代替針打，它利用振動(dòng)或熱噴管使帶電墨水噴出，由聚焦系統(tǒng)將其微粒聚成一條射線，由偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)控制微粒射線在打印紙上掃描，繪出各種文字符號(hào)和圖形。激光打印機(jī)(laserPrinter)實(shí)際上是復(fù)印機(jī)、計(jì)算機(jī)和激光技術(shù)的復(fù)合。激光打印機(jī)使用同步的多面鏡像和完善的光學(xué)部件，在一個(gè)光敏旋轉(zhuǎn)磁鼓上寫(xiě)字符和圖形，這個(gè)磁鼓與復(fù)印機(jī)中的磁鼓相似．激光束掃過(guò)旋轉(zhuǎn)著的磁鼓時(shí)，通過(guò)“開(kāi)”和“關(guān)”兩種狀態(tài)來(lái)表示白色區(qū)和黑色區(qū)，因此，激光束類(lèi)似于掃描顯示器屏幕內(nèi)的電子束2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件打印機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)有以下幾種。1、打印速度，用cps（字符每秒）表示；2、打印分辨率，用dpi（點(diǎn)每英寸）表示，非擊打式打印機(jī)一般超過(guò)600dpi；3、最大打印尺寸，一般為A4和A3兩種規(guī)格。點(diǎn)陣打印機(jī)打印速度慢、噪聲大，主要耗材為色帶，價(jià)格便宜；激光打印機(jī)打印速度快、噪聲小，主要耗材為硒鼓，價(jià)格貴但耐用；噴墨打印機(jī)噪聲小，打印速度次于激光打印機(jī)，主要耗材為墨盒。著名的打印機(jī)廠商有惠普（HP）、佳能（Canon）、愛(ài)普生（Epson）等。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2.4.9其它常見(jiàn)設(shè)備除了前面介紹的幾種計(jì)算機(jī)中設(shè)備外，還有一些設(shè)備也是計(jì)算機(jī)的常見(jiàn)設(shè)備。主要有以下幾種：1、機(jī)箱機(jī)箱作為主機(jī)的骨架，最主要的作用是容納和固定配件。機(jī)箱起到保護(hù)主機(jī)、防塵、防壓和防沖擊的作用。其次，機(jī)箱還有防止電磁輻射的作用。好的機(jī)箱可以有效屏蔽機(jī)箱內(nèi)部的電磁射線，使對(duì)外部的輻射降到最小范圍。機(jī)箱從結(jié)構(gòu)分，大體可分為3種，即AT結(jié)構(gòu)機(jī)箱、NLX機(jī)箱和ATX結(jié)構(gòu)的機(jī)箱?，F(xiàn)在主流機(jī)箱是ATX結(jié)構(gòu)，它的特點(diǎn)是除了具備各種插槽，便于安裝和固定各種配件以外，還預(yù)留了鍵盤(pán)鼠標(biāo)的位置、COM口和打印口。2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件2、電源電源是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的動(dòng)力之源，它將220V交流電經(jīng)過(guò)整流和變壓，變換為計(jì)算機(jī)所需的低壓直流電，供主板、硬盤(pán)、光驅(qū)、軟驅(qū)CPU風(fēng)扇等部件使用。電源分為AT電源和ATX電源圖2.24電源2.4計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置及主要硬件3、數(shù)碼相機(jī)數(shù)碼相機(jī)是一種獲取數(shù)字化圖象的工具。它不但可以實(shí)現(xiàn)普通相機(jī)的功能，而且可以將進(jìn)入鏡頭的圖形存儲(chǔ)在一個(gè)轉(zhuǎn)接