大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)（第六版）課件 03 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)

第3章計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)目錄

3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成3.2計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

3.2.1計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成

3.2.2計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)與工作原理

3.3微型計(jì)算機(jī)概述

3.3.1微型計(jì)算機(jī)的類(lèi)型

3.3.2微型計(jì)算機(jī)的硬件組成

3.4主機(jī)系統(tǒng)和外圍設(shè)備

3.4.1中央處理器

3.4.2主板

3.4.3存儲(chǔ)器

3.4.4總線(xiàn)與接口

3.4.5其他外圍設(shè)備

3.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件通常是指一切看得見(jiàn)、摸得著的實(shí)體設(shè)備，是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)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)。軟件系統(tǒng)通常泛指各類(lèi)程序和文件，實(shí)際上是由一些算法及其在計(jì)算機(jī)中的表示所構(gòu)成的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體構(gòu)成3.2計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

所謂計(jì)算機(jī)硬件，是指組成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備，也就是看得見(jiàn)、摸得著的實(shí)際物理設(shè)備，是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子、機(jī)械和光電元件等組成的各種計(jì)算機(jī)部件和計(jì)算機(jī)設(shè)備。這些部件和設(shè)備依據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成一個(gè)有機(jī)整體，成為計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)。未配置任何軟件的計(jì)算機(jī)硬件整體稱(chēng)為裸機(jī)，它是計(jì)算機(jī)完成工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。3.2.1計(jì)算機(jī)硬件構(gòu)成

目前，計(jì)算機(jī)的種類(lèi)很多，其制造技術(shù)也發(fā)生了極大的變化，但在基本的硬件結(jié)構(gòu)方面，它一直沿襲著馮·諾依曼的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)，從功能上都可以劃分為五大基本組成部分，即輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和控制器，如圖

下圖

所示：運(yùn)算器運(yùn)算器是對(duì)信息進(jìn)行處理和運(yùn)算的部件，主要功能是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算或者邏輯運(yùn)算。運(yùn)算器是計(jì)算機(jī)的核心部件之一，它的性能高低直接影響著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和整機(jī)性能?？刂破骺刂破魇钦麄€(gè)計(jì)算機(jī)的控制指揮中心，其功能是控制計(jì)算機(jī)各部件自動(dòng)協(xié)調(diào)地工作。控制器負(fù)責(zé)從存儲(chǔ)器中取出指令，然后進(jìn)行指令的譯碼和分析，并產(chǎn)生一系列控制信號(hào)。這些控制信號(hào)按照一定的時(shí)間順序發(fā)往各部件，控制各部件協(xié)調(diào)工作，并控制程序的執(zhí)行。

存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器的功能是用于存儲(chǔ)以?xún)?nèi)部形式表示的各種信息，包括程序、數(shù)據(jù)、運(yùn)算的中間結(jié)果及最終結(jié)果。根據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備在計(jì)算機(jī)中所處的位置不同，可以分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器；根據(jù)存儲(chǔ)介質(zhì)的不同可以分為磁性存儲(chǔ)器、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器和光介質(zhì)存儲(chǔ)器等。輸入設(shè)備輸入設(shè)備的任務(wù)是把編好的程序和原始數(shù)據(jù)送到計(jì)算機(jī)中，并且將其轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)內(nèi)部能夠識(shí)別和接收的信息方式。按輸入信息的形式可分為字符（包括漢字）輸入、圖形輸入、圖像輸入及語(yǔ)音輸入等。輸出設(shè)備輸出設(shè)備的功能是將信息從計(jì)算機(jī)的內(nèi)部形式轉(zhuǎn)換為使用者所要求的形式，以便為人們識(shí)別或被其他設(shè)備所接收。常用的輸出設(shè)備包括打印機(jī)和顯示器等。3.2.2計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)與工作原理

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本元器件是晶體管，并由其組成的數(shù)字電路來(lái)實(shí)現(xiàn)二進(jìn)制和二進(jìn)制運(yùn)算。簡(jiǎn)單地看，如果是一個(gè)任務(wù)、一個(gè)操作或一個(gè)數(shù)據(jù)，如何用二進(jìn)制的0和1組成的字符串表示其格式和執(zhí)行？這就是計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。

1．計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)

指令是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，規(guī)定了計(jì)算機(jī)能完成的某一種操作，也是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的最小單位。程序是為完成一項(xiàng)特定任務(wù)而用某種語(yǔ)言編寫(xiě)的一組指令序列。CPU就是根據(jù)一系列指令來(lái)指揮和控制計(jì)算機(jī)各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作，以完成給定的操作任務(wù)。

一條指令通常由兩部分組成：操作碼和操作數(shù)，它們存放在指令寄存器中。（1）操作碼操作碼指明該指令要完成的操作的類(lèi)型或性質(zhì)，如獲取數(shù)據(jù)、做加法或輸出數(shù)據(jù)等。操作碼的位數(shù)決定了一個(gè)機(jī)器操作指令的條數(shù)。當(dāng)使用定長(zhǎng)操作碼格式時(shí)，若操作碼位數(shù)為n，則指令條數(shù)可有2n條。（2）操作數(shù)操作數(shù)指明操作對(duì)象的內(nèi)容或所在的單元地址，操作數(shù)在大多數(shù)情況下是地址碼，地址碼可以有0～3個(gè)。從地址碼得到的僅是數(shù)據(jù)所在的地址，可以是源操作數(shù)的存放地址，也可以是操作結(jié)果的存放地址。

一臺(tái)計(jì)算機(jī)的所有指令集合稱(chēng)為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，指令系統(tǒng)的指令條數(shù)有所不同。但無(wú)論哪種類(lèi)型的計(jì)算機(jī)，指令系統(tǒng)都應(yīng)具有以下功能的指令

：分類(lèi)指令

操作碼

操作數(shù)

IfGoto……＋－×÷AndOr……CPU內(nèi)存I/O設(shè)備主機(jī)對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件進(jìn)行管理等數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)處理指令程序控制指令輸入輸出指令其它指令指令系統(tǒng)2．計(jì)算機(jī)的工作原理計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上是快速執(zhí)行指令的過(guò)程。計(jì)算機(jī)工作時(shí)，有兩種信息在執(zhí)行指令的過(guò)程中流動(dòng)：數(shù)據(jù)流和控制流。指令的執(zhí)行過(guò)程分為以下4個(gè)步驟：（1）取指令，按照程序計(jì)數(shù)器中的地址（0100H），從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令（070270H），并送往指令寄存器。（2）分析指令，對(duì)指令寄存器中存放的指令（070270H）進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電位信號(hào)，由地址碼（0270H）確定操作數(shù)地址。（3）執(zhí)行指令，由操作控制線(xiàn)路發(fā)出完成該操作所需的一系列控制信息，去完成該指令所要求的操作。例如做加法指令，取內(nèi)存單元（0270H）的值和累加器的值相加，結(jié)果還是放在累加器中。（4）一條指令執(zhí)行完畢，程序計(jì)數(shù)器加1或?qū)⑥D(zhuǎn)移地址碼送入程序計(jì)數(shù)器，然后回到步驟（1）。一般把計(jì)算機(jī)完成一條指令所花費(fèi)的時(shí)間稱(chēng)為一個(gè)指令周期，指令周期越短，指令執(zhí)行越快。通常所說(shuō)的CPU主頻就反映了指令執(zhí)行周期的長(zhǎng)短。運(yùn)行時(shí)，計(jì)算機(jī)從內(nèi)存讀出一條指令到CPU內(nèi)執(zhí)行，指令執(zhí)行完，再?gòu)膬?nèi)存讀出下一條指令到

CPU內(nèi)執(zhí)行。CPU不斷地取指令、分析指令、執(zhí)行指令，這就是程序執(zhí)行過(guò)程。3.3微型計(jì)算機(jī)概述

3.3.1微型計(jì)算機(jī)的類(lèi)型單片機(jī)單板機(jī)臺(tái)式個(gè)人微機(jī)（臥式、立式）筆記本計(jì)算機(jī)液晶一體機(jī)平板計(jì)算機(jī)（掌上計(jì)算機(jī)）智能手機(jī)單片機(jī)

將微處理器、一定容量的存儲(chǔ)器以及I/O接口電路等集成在一個(gè)芯片上，就構(gòu)成了單片機(jī)，也可以說(shuō)，單片機(jī)就是具有計(jì)算機(jī)功能的集成電路芯片。單板機(jī)將微處理器、存儲(chǔ)器和I/O接口電路安裝在一塊印制電路板上，就成為單板機(jī)。一般在這塊電路板上還有簡(jiǎn)易鍵盤(pán)、液晶或者數(shù)碼管顯示器，以及外存儲(chǔ)器接口等，只要再外加電源便可直接使用。單板機(jī)價(jià)格低廉且易于擴(kuò)展，廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制、微機(jī)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)，或者作為計(jì)算機(jī)控制網(wǎng)絡(luò)的前端執(zhí)行機(jī)。臺(tái)式個(gè)人微機(jī)（臥式、立式）

臺(tái)式個(gè)人微機(jī)又稱(chēng)桌面機(jī)，它是相對(duì)于筆記本計(jì)算機(jī)而言的，體積較大，主機(jī)和顯示器等設(shè)備分離、相對(duì)獨(dú)立，并需要放置在專(zhuān)門(mén)的工作臺(tái)（計(jì)算機(jī)桌）上工作，因此命名為臺(tái)式機(jī)。液晶一體機(jī)

所謂一體機(jī)，就是把微機(jī)主要配件內(nèi)置到特制的液晶顯示器中，省去了臺(tái)式微機(jī)機(jī)箱的累贅，使用時(shí)只需插上鍵盤(pán)和鼠標(biāo)即可。筆記本計(jì)算機(jī)

筆記本計(jì)算機(jī)是一種小型、可攜帶的個(gè)人計(jì)算機(jī)，通常質(zhì)量為1～3kg。筆記本計(jì)算機(jī)把特制的顯示器、主機(jī)、各種驅(qū)動(dòng)器、鍵盤(pán)和鼠標(biāo)等部件組裝在一起，體積只有手提包大小，并能使用鋰電池供電，可以像筆記本一樣隨身攜帶，是最流行的便攜式計(jì)算機(jī)平板計(jì)算機(jī)（掌上計(jì)算機(jī)）

平板計(jì)算機(jī)又稱(chēng)便攜式計(jì)算機(jī)（TabletPersonalComputer，TabletPC），是一種小型、攜帶方便的個(gè)人計(jì)算機(jī)，以觸摸屏作為基本輸入設(shè)備。有時(shí)也叫掌上計(jì)算機(jī)（PersonalDigitalAssistant，PDA），即個(gè)人數(shù)字助手，它們都是一款無(wú)須翻蓋、沒(méi)有鍵盤(pán)、尺寸小但功能完整的PC。智能手機(jī)

智能手機(jī)是指像個(gè)人計(jì)算機(jī)一樣，具有獨(dú)立的操作系統(tǒng)、獨(dú)立的運(yùn)行空間，可以由用戶(hù)自行安裝軟件、游戲、導(dǎo)航等第三方服務(wù)商提供的程序，并可以通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)接入的一類(lèi)手機(jī)的總稱(chēng)。由于微型計(jì)算機(jī)是一種“開(kāi)放式”“積木式”的體系結(jié)構(gòu)，各部件制造遵循一定的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，因此各廠(chǎng)家都可以按標(biāo)準(zhǔn)制造微機(jī)的各個(gè)部件，包括主板擴(kuò)展槽內(nèi)的可選插件（如內(nèi)存、顯卡、USB設(shè)備等）。目前，常用的多媒體微機(jī)，如臺(tái)式計(jì)算機(jī)，基本配置有CPU、主板、內(nèi)存、硬盤(pán)、聲卡、顯卡、網(wǎng)卡、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、機(jī)箱、電源、揚(yáng)聲器和顯示器等13個(gè)部件，現(xiàn)在很多主板上都集成了顯卡和網(wǎng)卡。3.3.2微型計(jì)算機(jī)的硬件組成3.4主機(jī)系統(tǒng)和外圍設(shè)備

主機(jī)系統(tǒng)主要由中央處理器、主板、主存儲(chǔ)器、總線(xiàn)及輸入/輸出接口組成。外圍設(shè)備主要由外存儲(chǔ)器（硬盤(pán)、光驅(qū)）、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀、顯示卡、顯示器、打印機(jī)等組成。3.4.1中央處理器中央處理器（CPU，CentralProcessingUnit）是一塊超大規(guī)模的集成電路，是一臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算核心和控制核心。主要包括運(yùn)算器（ALU，ArithmeticandLogicUnit）和控制器（CU，ControlUnit）兩大部件。此外，還包括若干個(gè)寄存器和高速緩沖存儲(chǔ)器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)的總線(xiàn)。CPU是整個(gè)微機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)對(duì)信息和數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和處理，并實(shí)現(xiàn)本身運(yùn)行過(guò)程的自動(dòng)化。其作用相當(dāng)于人的大腦，控制著整臺(tái)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行。1．CPU的功能（1）處理指令（2）執(zhí)行操作（3）控制時(shí)間（4）處理數(shù)據(jù)2．CPU的性能指標(biāo)（1）字長(zhǎng)（2）CPU外頻（3）CPU主頻（4）CPU制造工藝（5）CPU緩存

CPU制造工藝又叫做CPU制程，它的先進(jìn)與否決定了CPU的性能優(yōu)劣。CPU的制造是一項(xiàng)極為復(fù)雜的過(guò)程，當(dāng)今世上只有美國(guó)和日本等少數(shù)幾家廠(chǎng)商具備研發(fā)和生產(chǎn)CPU的能力。CPU制造工藝是指CPU核心中線(xiàn)路的寬度和制造晶體管圖形的尺寸，一般用微米（μm）或納米（nm）表示。從早期的0.13μm到0.022μm（22納米）制造工藝，以及目前廣泛應(yīng)用的0.005μm（5納米）制造工藝，晶體管電路最大限度地縮小，集成度越來(lái)越高，能耗也越來(lái)越低，CPU更省電，為CPU的速度提升提供了有力保障。計(jì)算機(jī)界第一定律--摩爾定律：P26摩爾定律是由英特爾（Intel）創(chuàng)始人之一戈登·摩爾（GordonMoore）提出來(lái)的。其內(nèi)容為：當(dāng)價(jià)格不變時(shí)，集成電路上可容納的元器件的數(shù)目，約每隔18-24個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍。換言之，每一美元所能買(mǎi)到的電腦性能，將每隔18-24個(gè)月翻一倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。計(jì)算機(jī)界第二定律-梅特卡夫定律P27以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)先驅(qū)、3Com公司的創(chuàng)始人羅伯特·梅特卡夫的姓氏命名，以表彰他在以太網(wǎng)上的貢獻(xiàn)。其內(nèi)容是：一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值等于該網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的節(jié)點(diǎn)數(shù)的平方，而且該網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值與聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)數(shù)的平方成正比。即網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值V=K×N2；（K為價(jià)值系數(shù)，N為用戶(hù)數(shù)量。）聯(lián)網(wǎng)的用戶(hù)越多，網(wǎng)絡(luò)的價(jià)值越大3.4.2主板

主板安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微機(jī)最基本也是最重要的部件之一。主板一般為矩形電路板，是整個(gè)微機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，為各種磁和光存儲(chǔ)設(shè)備、打印機(jī)和掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等I/O設(shè)備提供接口；還為CPU、內(nèi)存、顯示卡和其他各種功能卡提供安裝插槽。微機(jī)是通過(guò)主板將CPU等各種功能部件和外部設(shè)備有機(jī)地結(jié)合在一起而形成的一套完整的系統(tǒng)。主板組成1．CPU插座2．芯片組3．內(nèi)存插槽4．PCI以及PCI-E擴(kuò)展槽5．BIOS和CMOS6．SATA硬盤(pán)數(shù)據(jù)線(xiàn)接口7．外部輸入及輸出接口

芯片組（Chipset）是構(gòu)成主板電路的核心。一定意義上講，它決定了主板的級(jí)別和檔次。它就是“南橋”和“北橋”的統(tǒng)稱(chēng)，就是把以前復(fù)雜的電路和元件最大限度地集成在幾顆芯片內(nèi)的芯片組，主板芯片組幾乎決定著主板的全部功能，其中CPU的類(lèi)型、主板的系統(tǒng)總線(xiàn)頻率、內(nèi)存類(lèi)型、容量和性能、顯卡插槽規(guī)格是由芯片組中的北橋芯片決定的；而擴(kuò)展槽的種類(lèi)與數(shù)量、擴(kuò)展接口的類(lèi)型和數(shù)量（如USB3.0/2.0，IEEE1394，串口，并口，筆記本的VGA輸出接口）等，是由芯片組的南橋決定的。3.4.3存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來(lái)存放程序和數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中全部信息，包括輸入的原始數(shù)據(jù)、計(jì)算機(jī)程序、中間運(yùn)行結(jié)果和最終運(yùn)行結(jié)果都保存在存儲(chǔ)器中，有了存儲(chǔ)器，計(jì)算機(jī)才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲(chǔ)器可分為主存儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存）1．內(nèi)存

內(nèi)存是微機(jī)的重要部件之一。外部設(shè)備（硬盤(pán)、軟驅(qū)、光驅(qū)）將數(shù)據(jù)送給CPU的速度太慢（相對(duì)CPU的運(yùn)算速度而言），為了解決CPU與外部設(shè)備速度不匹配的問(wèn)題，在主板上設(shè)置了內(nèi)存。外部設(shè)備先將數(shù)據(jù)送給內(nèi)存，然后內(nèi)存再將數(shù)據(jù)送給CPU，CPU再將運(yùn)算結(jié)果回送給內(nèi)存，內(nèi)存再將數(shù)據(jù)送到外部設(shè)備存儲(chǔ)起來(lái)。內(nèi)存包括RAM、ROM、Cache等。人們習(xí)慣將RAM直接稱(chēng)為內(nèi)存或內(nèi)存條。（1）隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM（RandomAccessMemory）

隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM是計(jì)算機(jī)的主存，CPU對(duì)其既可讀出數(shù)據(jù)又可寫(xiě)入數(shù)據(jù)。一旦關(guān)機(jī)斷電，RAM中的信息將全部消失。（2）只讀存儲(chǔ)器ROM（ReadOnlyMemory）

只讀存儲(chǔ)器ROM是一種內(nèi)容只能讀出而不能寫(xiě)入和修改的存儲(chǔ)器。CPU對(duì)ROM只取不存，ROM中存儲(chǔ)的信息一般由主板制造商寫(xiě)入并固化處理，普通用戶(hù)是無(wú)法修改的，即使斷電，ROM中的信息也不會(huì)丟失。ROM一般存儲(chǔ)一些固定程序、數(shù)據(jù)和系統(tǒng)軟件等，如主板的BIOS程序（3）Cache（高速緩沖存儲(chǔ)器）

目前主流CPU都有一級(jí)、二級(jí)緩存和三級(jí)緩存，緩存容量越大，CPU運(yùn)行速度越快。歷年來(lái)Intel都是通過(guò)二級(jí)緩存或三級(jí)緩存的大小來(lái)劃分產(chǎn)品線(xiàn)，比如賽揚(yáng)、奔騰、酷睿1、酷睿2、酷睿3等等。2．外存（1）硬盤(pán)（HardDiskDrive簡(jiǎn)稱(chēng)HDD）。硬盤(pán)是電腦主要的存儲(chǔ)媒介之一，其主要作用是存放操作系統(tǒng)和其它程序以及電腦所有的資料。①機(jī)械式硬盤(pán)②固態(tài)硬盤(pán)③混合硬盤(pán)內(nèi)部結(jié)構(gòu)

機(jī)械式硬盤(pán)是集精密機(jī)械、微電子電路、電磁轉(zhuǎn)換為一體的存儲(chǔ)設(shè)備。它是由磁頭、盤(pán)片、馬達(dá)、以及控制電路板這四個(gè)主要的部分構(gòu)成。其中盤(pán)片是一個(gè)或者多個(gè)鋁制的，上面覆蓋有非常小的鐵磁性顆粒材料的盤(pán)片組組成，磁性顆粒材料有正反兩極代表0與1，通過(guò)磁頭改變其磁極，就可以起到存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的作用；通過(guò)磁頭在確定位置讀取其磁化編碼狀態(tài)，便可起到讀取數(shù)據(jù)的作用，由此實(shí)現(xiàn)了磁頭讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的功能。

硬盤(pán)在使用前，需要先分區(qū)然后進(jìn)行格式化，將硬盤(pán)的磁盤(pán)盤(pán)片劃分為若干級(jí)別的存儲(chǔ)管理單位便于存儲(chǔ)管理，一般為記錄面（盤(pán)面）、磁道和扇區(qū)3級(jí)。其中，記錄面（盤(pán)面）是指一個(gè)磁盤(pán)片的上、下兩個(gè)面，都能記錄信息。磁道（Track）是指磁盤(pán)盤(pán)片上劃分的一系列同心圓環(huán)，一般有上千個(gè)磁道。由外向里編號(hào)，最外一個(gè)同心圓環(huán)為0磁道。所有記錄面上同一編號(hào)的磁道就構(gòu)成了柱面（Cylinder），柱面數(shù)就等同于每個(gè)盤(pán)面上的磁道數(shù)。磁盤(pán)上的每個(gè)

磁道被分為若干個(gè)弧段，這些弧段便是磁盤(pán)的扇區(qū)，也稱(chēng)存儲(chǔ)單元，一個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)容量為512字節(jié)。所以硬盤(pán)容量的計(jì)算機(jī)公式為：硬盤(pán)容量=柱面數(shù)（表示每面盤(pán)面上有幾條磁道，一般總數(shù)是1024）×磁頭數(shù)（表示盤(pán)面數(shù)）×扇區(qū)數(shù)（表示每條磁道有幾個(gè)扇區(qū)，一般總數(shù)是64）×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)。①機(jī)械式硬盤(pán)②固態(tài)硬盤(pán)③混合硬盤(pán)

固態(tài)硬盤(pán)（SSD，SolidStateDrive）用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，由控制單元和存儲(chǔ)單元（FLASH芯片、DRAM芯片）組成。

固態(tài)硬盤(pán)具有傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)不具備的快速讀寫(xiě)、質(zhì)量輕、能耗低以及體積小等特點(diǎn)，但是一旦硬件損壞，數(shù)據(jù)較難恢復(fù)。

隨著固態(tài)硬盤(pán)技術(shù)的發(fā)展，容量逐步增大，價(jià)格逐步降低，大有取代機(jī)械式硬盤(pán)的趨勢(shì)。①機(jī)械式硬盤(pán)②固態(tài)硬盤(pán)③混合硬盤(pán)

混合硬盤(pán)是一塊基于傳統(tǒng)機(jī)械硬盤(pán)誕生出來(lái)的新硬盤(pán)，除了機(jī)械硬盤(pán)必備的碟片、馬達(dá)、磁頭等等，還內(nèi)置了NAND閃存顆粒，這顆顆粒將用戶(hù)經(jīng)常訪(fǎng)問(wèn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行儲(chǔ)存，可以達(dá)到如SSD（就是固態(tài)硬盤(pán)）效果的讀取性能。（2）光盤(pán)與光驅(qū)

光盤(pán)存儲(chǔ)器是一種用光學(xué)原理進(jìn)行讀寫(xiě)信息的裝置，由光盤(pán)和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器（簡(jiǎn)稱(chēng)光驅(qū)）組成。光盤(pán)的基本存儲(chǔ)原理是：當(dāng)帶有凹凸的一面向下對(duì)著激光頭，激光透過(guò)表面透明基片照射到凹凸面上，然后聚焦在反射層的凹進(jìn)面和凸起面上，凸起面將激光按原路程反射回去，同時(shí)不會(huì)減弱光的強(qiáng)度；凹進(jìn)面則將光線(xiàn)向四面發(fā)射出去。光驅(qū)就是靠光的反射和發(fā)散來(lái)識(shí)別數(shù)據(jù)的?！?”代表光強(qiáng)度由高到低或由低到高的變化，“0”代表持續(xù)一段時(shí)間連續(xù)不變的光強(qiáng)度。（3）閃存

閃存（FlashMemory）是一種長(zhǎng)壽命的非易失性（在斷電情況下仍能保持所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)信息）的存儲(chǔ)器。（4）移動(dòng)硬盤(pán)

移動(dòng)硬盤(pán)(MobileHarddisk)是強(qiáng)調(diào)便攜性的硬盤(pán)存儲(chǔ)產(chǎn)品，適合用于計(jì)算機(jī)之間大容量數(shù)據(jù)的保存和交換。市場(chǎng)上絕大多數(shù)的移動(dòng)硬盤(pán)都是以標(biāo)準(zhǔn)筆記本硬盤(pán)為基礎(chǔ)的，所以有機(jī)械式移動(dòng)硬盤(pán)和固態(tài)移動(dòng)硬盤(pán)兩種類(lèi)型，而只有很少部分的是以微型硬盤(pán)(1.8英寸硬盤(pán)等)。3．PC機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)與層次結(jié)構(gòu)

3.4.4I/O總線(xiàn)與I/O接口為了簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)、簡(jiǎn)化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，常用一組線(xiàn)路，配置以適當(dāng)?shù)慕涌陔娐?，與各部件和外圍設(shè)備連接，這組共用的連接線(xiàn)路稱(chēng)為總線(xiàn)。采用總線(xiàn)結(jié)構(gòu)便于部件和設(shè)備的擴(kuò)充，尤其制定了統(tǒng)一的總線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)則容易使不同設(shè)備間實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。總線(xiàn)（Bus）就是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線(xiàn)，用于計(jì)算機(jī)各部件之間

的信息傳輸?？偩€(xiàn)是指將信息從一個(gè)或多個(gè)源部件傳送到一個(gè)或多個(gè)目的部件的一組傳輸線(xiàn)，是計(jì)算機(jī)中傳輸數(shù)據(jù)的公共通道。而接口是由部件接入總線(xiàn)的硬件接頭與電路和軟件編程兩部分組成的。1．I/O總線(xiàn)

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部0和1比特流的二進(jìn)制信號(hào)的傳輸是通過(guò)一條一條線(xiàn)路進(jìn)行的，因信號(hào)量大、信號(hào)類(lèi)型多，部件類(lèi)型多、線(xiàn)路也多等因素，將一組連接各個(gè)部件的線(xiàn)路組織起來(lái)形成公共通信線(xiàn)稱(chēng)為總線(xiàn)。地址總線(xiàn)

傳送地址信息的信號(hào)線(xiàn)，一般為單向傳送。地址總線(xiàn)的數(shù)目決定了直接尋址的范圍，例如10根地址線(xiàn)的尋址能力是210B=1KB，而32根地址線(xiàn)的尋址能力是232B=4GB。I/O總線(xiàn)通信總線(xiàn)

傳送控制信息的信號(hào)線(xiàn)，一般是雙向傳送，用于實(shí)現(xiàn)命令或狀態(tài)傳送、中斷請(qǐng)求以及提供系統(tǒng)使用的時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)。數(shù)據(jù)總線(xiàn)

傳送數(shù)據(jù)和指令代碼的信號(hào)線(xiàn)，一般是雙向傳送。流行的總線(xiàn)技術(shù)（1）PCI總線(xiàn)（2）USB總線(xiàn)（3）PCIExpress串行總線(xiàn)PC