计算机基础知识14微型计算机是如何组成的

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1.4微型计算机是如何组成的?杨俊生Email:yjsm@cuc.edu.cnTelephone:65783332中国传媒大学计算机与网络中心1 微型计算机系统微型计算机的发展史微型计算机的硬件系统微型计算机的软件系统2 微型计算机系统微型计算机的发展史微型计算机的硬件系统微型计算机的软件系统3 复习——计算机分类巨型机大中型机小型机工作站微型计算机4 微型计算机发展史发展到以大规模、超大规模集成电路为主要部件的第四代，产生了微型计算机5 第一台微型计算机美国Intel公司1971年11月结构Intel4004微处理器320位（40字节）的随机存储器256字节的只读存储器10位的寄存器6 第一台微型计算机4个芯片通过总线连接起来，于是组成了世界上第一台4位微型电子计算机MCS-44004微处理器7 微型计算机发展史80088086……8 微型计算机系统微型计算机的发展史微型计算机的硬件系统微型计算机的软件系统9 微型计算机的硬件系统(1)微型计算机(PC)的基本组成(2)微处理器(3)微机存储器的层次结构(4)微机的总线(5)微机常用外部设备10 微型计算机的硬件系统(1)微型计算机(PC)的基本组成(2)微处理器(3)微机存储器的层次结构(4)微机的总线(5)微机常用外部设备11 微型计算机的基本组成主机箱键盘打印机显示器鼠标器12 1主机箱2显示器3键盘4鼠标器5打印机6Modem7UPS8扫描仪9音箱A游戏棒B5吋软盘驱动器C3.5吋软盘驱动器D光盘驱动器13 14 主机箱外观①指示灯②按钮与开关③供外接各种I／O设备的插座④电源供电插座；⑤软盘驱动器的盘片插入槽或插入盒⑥光盘驱动器的盘片插入槽或插入盒。15 主机箱外观16 主机箱内①主机空机箱②系统板（或主板）③各类辅存驱动器④若干扩展板卡17 主机空机箱除了外壳与金属机箱外，还有一个为全机供电的电源盒。18 系统板19 20 若干扩展板卡各类辅存驱动器包括硬盘、软盘、光盘三类驱动器。扩展板卡是系统与I/O设备的接口，或者是I／O设备控制器的功能扩展与延伸。主要有：显示卡、网卡、声卡和视卡等。21 22 23 24 BIOSBasicInput/OutputSystem基本输入输出系统一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机上电自检程序和系统启动自举程序等更形象地说，BIOS就是硬件与软件程序之间的一个“桥梁”或者说是接口25 BIOS26 BIOS27 CMOSCMOS是电脑主板上的一块可读写的RAM芯片，用它来保护当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。28 微型计算机的硬件系统(1)微型计算机(PC)的基本组成(2)微处理器(3)微机存储器的层次结构(4)微机的总线(5)微机常用外部设备29 微处理器——组成微处理器是微机中的CPU，它是微机的核心部件，主要由运算器和控制器组成。另外，为了暂存运算结果，微处理器中还包含几十个甚至上百个“寄存器”30 有关微处理器的概念字长微处理器的字长可分为4、8、16、32、64等多种。字长越长，功能越强。主频对同一档次的CPU，主频越高，运算速度越快，性能越好。通过物理学知识可知，频率越高，周期越短。同一品牌同一档次的CPU，指令集一般是相同的，这时，哪个CPU的主频越高，哪个CPU的指令周期就越短，运算速度越快GHz或MHz31 有关微处理器的概念主频、外频与倍频主频=外频×倍频运算速度计算机的运算速度是衡量计算机水平的一项主要指标，它取决于指令执行时间。目前常用单位时间内执行多少条指令来表示，即MIPS32 主要微处理器简介微处理器的生产厂商众多，产品种类也很繁多。这其中最有影响的厂商主要有两家：IntelAMD下面我们简单地介绍一下它们的产品33 Intel系列微处理器4004800880808086/8088802868038680486PentiumPentiumIIPentiumIIIPentiumIV34 Pentium133PentiumII/26635 36 AMD系列微处理器K5K6K7AMDDuronAMDAthlonAMDAthlonxpAMDAthlon64……37 38 补充资料微处理器的发展过程39 微型计算机的硬件系统(1)微型计算机(PC)的基本组成(2)微处理器(3)微机存储器的层次结构(4)微机的总线(5)微机常用外部设备40 微机存储器的层次结构为了保证性能／价格的优化，微机中的各种存储器组成一个层次结构体系。按照速度从快到慢、存储容量从小到大的顺序可依次分为高速缓存(Cache)主存(ROM，RAM)外存41 CPU高速缓存M1M2...Mn外存2外存1...外存n主存外存寄存器SRAMDRAM硬盘、光盘、U盘等42 高速缓存介于CPU和内存之间当前CPU的处理速度要远远高于内存提供数据的速度43 深入了解内部Cache（一级Cache）外部Cache（二级Cache）44 RAMSRAMDRAM45 内存条简介今天的内存模块大多是将若干片内存芯片集成在一块小电路板上形成条状结构，故称为内存条46 内存插槽47 DDRII内存条DDR内存条48 ROM传统ROMEPROM(ErasableProgrammableROM)EEPROM(ElectricallyErasableProgrammableROM)FlashMemoryEPROM49 外存储器软磁盘与软盘驱动器（了解）硬盘与硬盘驱动器光盘与光盘驱动器50 外存储器软磁盘与软盘驱动器硬盘与硬盘驱动器光盘与光盘驱动器51 什么是软磁盘？软磁盘是表面涂有磁性材料的薄型塑料圆盘片，也称软盘。盘片外面包有聚氯乙烯黑色封套或硬塑料封套内，起到保护软盘表面的磁性材料的作用52 软磁盘的分类根据尺寸分5.25吋软磁盘3.5吋软磁盘根据密度分低密度软盘(DSDD)高密度软盘(DSHD)53 54 55 56 几个基本概念（Important）磁道（Track）磁盘表面径向分布若干个存放信息的同心圆，每个同心圆称为一个磁道。每条磁道上存放的信息数量均相同，最外一条磁道是零磁道扇区（Sector）为了存储信息方便，将每个磁道分成容量相同的若干个区段，每个区段称为一个扇区57 几个基本概念簇（Cluster）由若干扇区组成分配磁盘空间的基本单位磁盘密度TPI——TracksPerInch磁盘驱动器既是输入设备又是输出设备58 注意每张新买来的软磁盘，一般都要经过“格式化”，才能使用59 软磁盘容量计算面数×每面磁道数×每道扇区数×每扇区字节数一个软磁盘是2面，每面80磁道，每磁道18扇区，每扇区可存放512字节数据。试计算该磁盘的容量。2面×80磁道/面×18扇区/磁道×512字节/扇区＝1474560字节＝1.44MB60 软磁盘格式参数软盘低密度高密度扇区磁道容量扇区磁道容量5.25英寸(已淘汰)940360KB15801.2MB3.5英寸980720KB18801.44MB61 5.25英寸软盘驱动器62 3.5英寸软盘驱动器63 外存储器软磁盘与软盘驱动器硬盘与硬盘驱动器光盘与光盘驱动器64 硬盘与硬盘驱动器硬盘在早期称为温彻斯特磁盘机。它是完全密封的一种存储介质，与驱动器密封在一起，统称为硬盘或硬磁盘。硬盘的优点：存储容量大存取速度快(精密，马达转速快)不易受到外界灰尘污染（密封）65 66 硬盘盘片的磁道和扇区67 68 柱面（Cylinder）同软盘一样，每张硬盘也划分成若干个磁道。因为整个硬盘有很多硬盘，我们把半径相等的磁道看成一个整体，就好象一个圆柱，称之为柱面69 分区与逻辑驱动器硬盘的存储空间比较大，为方便管理，对硬盘采取分区存储方式，即把一个物理硬盘人为地划分成多个不同的区域，一个区域称为一个“分区”。每个分区在使用时，就象使用一个盘一样，所以我们又称之为“逻辑驱动器”建议一个物理硬盘至少分成两个分区70 存储容量计算容量=磁头数×柱面数×每道扇区数×每扇区字节数71 外存储器软磁盘与软盘驱动器硬盘与硬盘驱动器光盘与光盘驱动器72 光盘与光盘驱动器利用激光束照射在存储单元上时，其反射率随着存储数据（“0”或“1”）的不同而不同的原理，来访问数据光盘分为只读型光盘一次可写多次可读光盘可重写光盘。73 CD光盘与驱动器磁盘格式与光盘格式的区别多条磁道，多个同心圆一条连续的螺旋线光盘容量650MB左右倍速单速为150KB/s74 CD光盘与驱动器75 内置光驱　　外置CD-ROM76 DVD光盘与驱动器定义了四种格式单面单层——4.7GB单面双层——8.5GB双面单层——9.4GB双面双层——17GB77 DVD光盘与驱动器DVD光驱78 重要提示DVD-ROM的倍速不等于CD-ROM的倍速，相对于DVD-ROM驱动器来讲，单倍速大约是CD-ROM倍速的9倍，这也就是为什么CD-ROM驱动器上面标称的最高倍速可达到52X，而DVD-ROM驱动器上标称的最大倍速只有16X。VeryImportant79 其它外存储器U盘存储卡存储棒……80 微型计算机的硬件系统(1)微型计算机(PC)的基本组成(2)微处理器(3)微机存储器的层次结构(4)微机的总线(5)微机常用外部设备81 微机的总线系统总线（外部总线）内部总线总线标准ISAEISAMCAPCIAGPPCI-Express82 思考题微型机采用总线结构的优势采用标准的总线结构，便于各种插件板的通用和互换；提高系统的可扩展性；便于实现系统的模块化设计。83 微型计算机的硬件系统(1)微型计算机(PC)的基本组成(2)微处理器(3)微机存储器的层次结构(4)微机的总线(5)微机常用外部设备84 外部设备与CPU连接的方式CPUI/O接口外设外部设备是通过I/O接口与CPU相连作用信号类型、格式转换串并转换速度匹配85 微机常用外部设备输入设备输出设备其他输入输出设备86 输入设备87 输出设备显示器打印机绘图仪88 显示器按显示原理分CRTLCD按颜色分单色彩色按分辨率分低分辨率中分辨率高分辨率按显示方式分字符方式图形方式89 显示器点距：显示器的每一个发光点由三个小点，即红、绿、蓝组成。点距为屏幕上两个同色点的距离。一般0.31mm，0.28mm，0.24mm等。分辨率：指屏幕上像素的数目，如1024×768，垂直方向上1024根扫描线，在水平方向上768点。90 显示器显示器通过一个叫做“显卡”的器件与主机相连。微机上常用的显示卡有：CGAEGAVGATVGA/SVGA91 打印机按打印方式逐字打印方式、逐行打印方式按印字方法击打式、非击打式按字符的产生方式分固定字模方式、点阵方式按工作方式字符方式、图形方式92 目前常用打印机针式打印机喷墨打印机激光打印机93 绘图仪平板式滚筒式94 其它输入输出设备数字化仪光笔声码转换器条形码读入器和磁卡读入器IC卡触摸屏……95 微型计算机系统微型计算机的发展史微型计算机的硬件系统微型计算机的软件系统96 微型计算机软件系统系统软件应用软件97