第2章计算机硬件.ppt

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1、计算机硬件计算机硬件第第2章章2第第2章章 计算机硬件计算机硬件2本章内容本章内容A部分:个人计算机基础知识B部分:微处理器和内存C部分:存储设备D部分:输入和输出设备E部分:硬件安全2SECTIONA个人计算机基础个人计算机基础个人计算机系统桌面计算机和便携式计算机家庭、媒体、游戏和小型企业系统购买计算机系统部件第第2章章 计算机硬件计算机硬件32个人计算机系统个人计算机系统个人计算机系统个人计算机系统通常指计算机以及所有与之连接的输入、输出和存储设备。个人计算机可以是桌面计算机、笔记本电脑或平板电脑。42个人计算机个人计算机52个人计算机的组成设备个人计算机的组成设备系统单元系统单元系统单

2、元系统单元是指装有主板、微处理器、电源和存储设备的机箱，笔记本电脑的系统单元还带有内置的键盘和扬声器。桌面电脑使用独立的显示器作为显示设备显示设备显示设备显示设备，笔记本电脑使用平板液晶显示器（LCD）。键盘键盘键盘键盘是计算机的主要输入设备。鼠标鼠标鼠标鼠标是一种输入设备，通过鼠标可以操作屏幕上的图形对象和控件。硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘驱动器一般安装在计算机的系统单元内。可以在其永久盘片上存储大量数据。62个人计算机的组成设备个人计算机的组成设备CDCD驱动器驱动器驱动器驱动器是指应用激光技术处理计算机或音频CD上的数据的存储设备。DVDDVD驱动器驱动器驱动器驱动器能读取计算机C

3、D、音频CD、计算机DVD以及DVD电影光盘上的数据。“可写入式”CD和DVD能够读取并且存储数据。软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器软盘驱动器是指能读取软盘上的数据并能把数据写入软盘的存储设备。声卡声卡声卡声卡是一种小型的电路板。它可以将信号传送到扬声扬声扬声扬声器器器器。调制解调器调制解调器调制解调器调制解调器通过标准电话线与因特网建立连接，网卡网卡网卡网卡是用来将计算机通过网线连接到网络的设备。打印机打印机打印机打印机是将计算机产生的文本或图形图像输出到纸上的输出设备。72个人计算机的组成设备个人计算机的组成设备82计算机外围设备计算机外围设备外围设备外围设备外围设备外围设备是指那些可以附加

4、到计算机系统中以增强计算机功能的设备。常见的外围设备外围设备外围设备外围设备包括打印机、数码相机、扫描仪、操纵杆和图形画板。从严格技术定义上来说，外围设备外围设备外围设备外围设备指不包含在CPU内部的一切设备。但在个人计算机领域，外围设备外围设备外围设备外围设备通常指不包含在系统单元内部的部件。92计算机外围设备计算机外围设备102第第2章章 计算机硬件计算机硬件11桌面计算机和便携式计算机桌面计算机和便携式计算机便携式计算机便携式计算机是体积小、重量轻的个人计算机笔记本电脑笔记本电脑（也被称为膝上型电脑）是一种体积小、重量轻的便携式计算机，像打开贝壳一样打开笔记本电脑后，会看到它的屏幕和键盘

5、平板电脑平板电脑是一种便携式的计算装置，特征是带有可以用作手写板或者绘图板的触摸屏超便携个人电脑超便携个人电脑是一种外形小巧的平板电脑，它可以运行多数较大的便携式计算机上可以运行的软件2第第2章章 计算机硬件计算机硬件12桌面计算机和便携式计算机桌面计算机和便携式计算机2第第2章章 计算机硬件计算机硬件13家庭、媒体、游戏和小型企业系统家庭、媒体、游戏和小型企业系统家庭计算机系统家庭计算机系统提供了足够（但不需要花费很多）支持大多数计算机应用的硬件平台媒体中心媒体中心PC机机应该使用Windows媒体中心版操作系统一些最尖端的计算机被设计用来进行游戏面向小型企业应用的计算机是一种中间型号，被削

6、减到只具有最基本的配件2第第2章章 计算机硬件计算机硬件14购买计算机系统部件购买计算机系统部件决定计算机要用来做什么（p39,图2-8）想花多少钱看一看计算机杂志上，计算机/电子商店或网络上的广告，对性能和价格有初步的了解理解计算机行话（RAM、ROM、MHz、USB、AGP、PCI）决定一种平台(Mac,PC,Linux)选择外形、软件和其它配件2第第2章章 计算机硬件计算机硬件15购买计算机系统部件购买计算机系统部件除了购买新计算机，还可以考虑升级2SECTIONB微处理器和内存微处理器和内存微处理器基础知识当今的微处理器随机访问存储器只读存储器EEPROM第第2章章 计算机硬件计算机硬

7、件162什么是微处理器？什么是微处理器？微处理器微处理器是用来处理指令的集成电路。内部包括ALU（算术逻辑单元）、寄存器、控制单元、指令集172影响微处理器性能的因素有哪些？影响微处理器性能的因素有哪些？影响微处理器性能的因素包括：时钟速度总线速度字长缓存容量指令集处理技术182MHz和和GHz对计算机性能有何影响？对计算机性能有何影响？微处理器时钟微处理器时钟微处理器时钟微处理器时钟的速度是决定执行命令速度的计时器。通常用兆赫兹兆赫兹兆赫兹兆赫兹（MHz）和千兆赫兹千兆赫兹千兆赫兹千兆赫兹（GHz）来表示。兆赫兹兆赫兹兆赫兹兆赫兹（MHz）表示一秒内有1百万个周期。千兆赫兹千兆赫兹千兆赫兹千

8、兆赫兹（GHz）表示一秒内有10亿个周期。周期周期周期周期是微处理器最小的时间单位。微处理器的每一项活动都以周期来计算。规格3.2GHz的微处理器能在1秒内运行32亿个周期。使用3.2GHz微处理器的计算机比使用1.5GHz和933MHz处理器的计算机要快得多。192什么是前端总线？什么是前端总线？前端总线前端总线（FSB）是用来与微处理器交换数据的电路。前端总线能快速传输数据且允许处理器全力工作。前端总线速度以兆赫兹（MHz）来度量。前端总线速度范围在200-1 250MHz超传输技术超传输技术超传输技术超传输技术（HyperTransport)可以加快向处理器传输数据的速度。202字长对性

9、能有何影响？字长对性能有何影响？字长字长（word size）是微处理器能同时处理的位数。字长取决于ALU中寄存器的大小以及这些寄存器相连的线路容量。字长较长的处理器在每个处理器周期内可以处理更多的数据。现在的个人计算机通常使用32位或64位处理器。212缓存的容量怎样影响计算机的性能？缓存的容量怎样影响计算机的性能？缓存（Cache）是专用的高速内存。微处理器访问缓存的速度比访问主板上的内存快的多。大容量缓存可以提高计算机的性能。一级缓存（Level 1 cache,L1）一般固化在微处理器内部。二级缓存（Level 2 cache,L2）位于单独的芯片上缓存通常用千字节或兆字节（例如，51

10、2KB，2MB）度量。222指令集怎样影响计算机的性能？指令集怎样影响计算机的性能？指令集指令集指令集指令集是处理器内部预编好程序的活动集合（例如：加法、减法、计数和比较）。拥有需要几个时钟周期才能执行的较复杂指令集的微处理器使用了复杂指令集计算机复杂指令集计算机复杂指令集计算机复杂指令集计算机（CISC）技术。拥有数量有限且较简单指令集的微处理器使用了精简精简精简精简指令集计算机指令集计算机指令集计算机指令集计算机（RISC）技术。专门的图形和多媒体指令可以添加到微处理器的指令集中，但它们只对使用这些指令的软件起作用。3DNow、MMX和SSE-3等232微处理器是否能同时执行多条指令？微处

11、理器是否能同时执行多条指令？242双核处理器和超线程技术双核处理器和超线程技术双核处理器双核处理器技术是指一个计算机使用一块带有两个微处理器电路的芯片。双核处理器比单核处理器速度快。计算机操作系统和软件要专门为双核处理进行优化超线程技术超线程技术（Hyper-Threading）是指能将单处理器模拟成双处理器的电路。能使一些应用程序提速。性能提升不如双核技术大。252现代的微处理器现代的微处理器262随机访问存储器随机访问存储器随机访问存储器随机访问存储器（Random Access Memory,RAM）是临时存放数据、应用程序指令和操作系统的区域。272RAM内存和硬盘存储有哪些不同？内存

12、和硬盘存储有哪些不同？RAM把数据存放在与主板直接相连的线路中，硬盘把数据存放在磁介质上。RAM是临时性的，硬盘相对而言是永久性的RAM的存储容量通常比硬盘存储器小的多。282RAM内存是怎样工作的？内存是怎样工作的？RAM中的微型电容器电容器电容器电容器用来存放表示数据的“位”（bit）。RAM每个位置都有一个地址RAM每个位置都用8个电容来存放一个字节中的8位大多数RAM都是易失存的，需要电力来存放数据292计算机需要多少计算机需要多少RAM内存？内存？RAM的容量以兆字节或者千兆字节来表示个人计算机内存大小通常为256M到2GB计算机所需的RAM容量取决于所使用的软件硬盘的一块区域被称为

13、虚拟内存虚拟内存，如果应用程序用尽了分配给它的RAM，就可以将虚拟内存当作内存使用302RAM内存的速度内存的速度RAM的速度可以用纳秒纳秒纳秒纳秒和兆赫兹兆赫兹兆赫兹兆赫兹（MHz）来表示1纳秒纳秒纳秒纳秒（nanosecond,ns）是十亿分之一秒纳秒越小，RAM的速度就越快纳秒越小，RAM的线路可以更快地反应来更新它存放的数据8ns的RAM比10ns的RAM快RAM的速度可以用每秒百万个周期（MHz）来表示MHz越大，速度越快533MHz的RAM内存比400MHz的RAM内存快312RAM内存的种类内存的种类同步动态同步动态RAM（SDRAM）速度快相对便宜新技术双数据速率双数据速率（D

14、DR）提高了SDRAM的速度总线式动态总线式动态RAM（RDRAM）比SDRAM贵，但速度更快322只读存储器只读存储器只读存储器只读存储器（Read-Only Memory,ROM）是一种存放计算机启动程序的存储器电路。ROM的存储是永久性的且不易失存，断电后里面的指令也不会消失。ROM包含一个称为ROMROM基本输入基本输入基本输入基本输入/输出系统输出系统输出系统输出系统（ROM Basic Input/output System,ROM BIOS）的小型指令集。ROM BIOS能命令计算机如何访问硬盘，并搜索操作系统并把它加载到RAM内存中。332EEPROMEEPROMEEPROM（

15、电擦除可编程只读存储器）是一种非易失存的芯片。它不需要电力就能存储数据。EEPROM是一种永久性介于RAM和ROM之间的存储器。342SECTIONC存储设备存储设备存储基础知识磁盘和磁带技术CD和DVD技术固态存储器存储知识总结第第2章章 计算机硬件计算机硬件352存储基础知识存储基础知识数据存储系统数据存储系统数据存储系统数据存储系统主要包括两个部分：存储介质和存储设备。存储介质存储介质存储介质存储介质是包含数据的物质。磁盘、磁带、CD、DVD、纸张等存储设备存储设备存储设备存储设备是在存储介质上记录和读取数据的机械装置软盘驱动器、硬盘驱动器、磁带驱动器、CD驱动器、DVD驱动器和闪存等个

16、人计算机中普遍使用三种存储技术：磁存储磁存储磁存储磁存储、光存光存光存光存储储储储和固态存储固态存储固态存储固态存储。362存储基础知识存储基础知识访问时间访问时间访问时间访问时间是指计算机查找存储介质上的数据并读取数据的平均时间。个人计算机存储设备的访问时间是用毫秒（千分之一秒，ms）来度量数字越小表明访问时间越短。随机存取随机存取随机存取随机存取（直接存取）是存储设备直接“跳”到指定数据的能力软盘、硬盘、CD、DVD、和固态存储器顺序存取顺序存取顺序存取顺序存取是指从存储介质的起始位置开始按顺序读取数据。磁带驱动器数据传输速率数据传输速率数据传输速率数据传输速率是每秒钟存储设备从存储介质传

17、输给计算机的数据量。372磁盘和磁带技术磁盘和磁带技术磁存储磁存储靠磁化磁盘或磁带表面的微粒来存储数据。硬盘、软盘和磁带读写头读写头是磁盘驱动器中通过使微粒受磁来写数据或检测微粒的磁极来读取数据的机械装置。通过改变磁盘表面微粒的磁化方向可以轻易的更改和删除磁存储的数据。存储在磁介质上的数据会受到磁场、灰尘、泥土、烟尘颗粒、热度和机械问题而丢失。382磁盘和磁带技术磁盘和磁带技术在数据存储前，磁盘表面的微粒是随机分布的。读写头可磁化微粒在数据存储前，磁盘表面的微粒是随机分布的。读写头可磁化微粒并确定它们的阳极（北）或阴极（南）的方向，从而使这些磁化的并确定它们的阳极（北）或阴极（南）的方向，从而

18、使这些磁化的微粒表示微粒表示0和和1392硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘驱动器由一个或多个盘片和与之相关的读写头组成。硬盘盘片的直径通常是3.5英寸硬盘存储容量通常是40-500GB（千兆字节）硬盘访问时间通常是6-11ms（毫秒）硬盘的数度有时用每分钟转数（rpm）来度量。驱动器转数越快，将读写头定位到特定数据的速度就越快。计算机关于硬盘的广告：“160GB 8ms 7200RPM HD”402硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘的盘面和读写头被封闭在硬盘的盘面和读写头被封闭在驱动器容器中，以阻止灰尘或驱动器容器中，以阻止灰尘或其他污染物的进入。其他污染物的进入。412软盘和磁带技术软盘和磁带技术软

19、盘软盘是一张柔软的圆形聚酯薄膜塑料片，它的表面覆盖着一层薄的磁性氧化物，整张软盘被封装在一个保护套中。磁带驱动器磁带驱动器使用一种类似于普通录音机使用的磁带的长带状可记录介质读写数据磁带磁带是顺序存储介质。422CD和和DVD技术技术CDCD技术起初是为存放74分钟的唱片音乐而设计。它的容量可以为计算机数据提供650MB的存储空间改进后的CD容量为80分钟音乐或700MB数据DVDDVD是CDCD技术的变体。最初DVD的标准容量是4.7GB双层DVD在同一个面上有两个可记录层，可存储8.5GB的数据HD-DVD可以存储15GB的数据蓝光DVD可以存储25GB的数据432CD和和DVD的工作原理

20、的工作原理CD和DVD存储技术都属于光存储光存储光存储光存储，他们通过光盘表面的微光点和暗点来存储数据。暗点为凹点盘片上没有凹点的平面区域为平面442CD和和DVD的工作原理的工作原理最初的CD驱动器每秒可以存取150KB的数据。52x（x表示倍数）的CD驱动器传输速率是80Mb/s1xDVD驱动器的速度大约和9xCD驱动器相同现在的DVD驱动器通常为16X倍速，数据传输速度达177.28Mb/s三种光存储技术类型 只读只读只读只读(ROM)(ROM)能将数据永久的存储在光盘上，不能进行添加和修改。可记录可记录可记录可记录 (R)(R)能将数据刻录到光盘上，数据一旦被记录就不能再更改。可擦写可

21、擦写可擦写可擦写 (RW)(RW)可以将数据反复多次刻录到光盘上，它可以像硬盘一样记录和修改数据。452CD和和DVD介质的种类介质的种类CD-DADVD-VideoCD-ROMDVD-ROMCD-RDVD+R or DVD-RCD-RWDVD+RW or DVD-RW462CD和和DVD驱动器的种类驱动器的种类472固态存储器固态存储器固态存储器固态存储器固态存储器固态存储器（“闪存”）是能将数据存储到可擦除和可擦写的电路上的技术。广泛应用于数码相机、MP3音乐播放器、笔记本电脑、PDA和移动电话等移动设备中。它是不易失存的，不需要外部电源，芯片也能保留数据常见的类型有CF卡、MMC卡、SD

22、卡以及SM卡等PC机上的读卡器可以读取固态存储器上的数据482U盘和盘和U3盘盘U盘盘是一种便携式存储设备，可以直接插在使用内置连接器的计算机USB端口上U3驱动器驱动器是一种特殊的U盘，它被预配置成在插入计算机后自动运行492存储器知识总结存储器知识总结存储存储设备设备设备（平设备（平均）花费均）花费（美元）（美元）容量容量大量采购大量采购介质花费介质花费（美元）（美元）每每MB（平（平均）花费均）花费（美元）（美元）数据传输率数据传输率技术技术移动性移动性软盘软盘301.4MB0.240.1762.5KB/s磁存储有CD-RW65700MB0.580.0008150KB/s 7.8MB/s

23、光存储有DVD+RW1104.7G0.800.00021.35 32.4MB/s光存储有闪存闪存1420016MB8GB0.0510 30MB/s固态存储有内置内置硬盘硬盘3040020GB 1050GB0.0005150 300MB/s磁存储无外置外置硬盘硬盘7010505GB 1000GB0.000812 480MB/s磁存储有磁带磁带50010002GB 800GB2900.00012 160MB/s顺序磁存储无502SECTIOND输入和输出设备输入和输出设备基本的输入设备显示设备打印机安装外设第第2章章 计算机硬件计算机硬件512基本的输入设备基本的输入设备键盘定点设备鼠标指针棒触摸

24、板跟踪球操纵杆触摸屏522显示设备显示设备CRT显示设备显示设备使用了体积庞大的玻璃管LCD因为使用一层液晶单元所以很轻等离子显示器等离子显示器通过使平板式屏幕上排列的微小带颜色的荧光发光的技术来产生屏幕图像。532影响图像质量的因素影响图像质量的因素影响图像质量的因素包括屏幕尺寸屏幕尺寸屏幕尺寸屏幕尺寸、点距点距点距点距、视角宽度视角宽度视角宽度视角宽度、刷新率刷新率刷新率刷新率、分辨率分辨率分辨率分辨率和色深色深色深色深。屏幕尺寸屏幕尺寸屏幕尺寸屏幕尺寸是从屏幕的一个角到其对角的长度 点距点距点距点距是带有颜色的像素点之间的距离，像素是形成图像的小光点，点距越小图像越清晰 视角宽度视角宽度

25、视角宽度视角宽度是指观察者距离显示器侧面仍能够清晰看到屏幕图像的最远距离。刷新率刷新率刷新率刷新率（垂直扫描率）是指屏幕更新的速度。CRT显示器的刷新率越快，显示器闪动就越小。色深色深色深色深是指显示器可以显示的颜色数量。（将色深设为24位“真彩色”，计算机可以显示1600多万种颜色）分辨率分辨率分辨率分辨率是指显示设备屏幕上水平像素和垂直像素的总数目VGA、SVGA、XVGA、SXGA、UXGA、WUXGA542图像分辨率图像分辨率552图形电路图形电路图形电路图形电路图形电路图形电路生成用来在屏幕上显示图像的信号 集成图形集成图形集成图形集成图形（内置在主板上的图形电路）显卡显卡显卡显卡（

26、独立的小型电路板）图形处理单元图形处理单元图形处理单元图形处理单元(GPU)相当于计算机的CPU 显存显存显存显存可以存储正在处理而未被显示的屏幕图像 562打印机打印机喷墨打印机喷墨打印机用喷嘴状的打印头将墨水喷射到纸上，以产生字符和图形激光打印机激光打印机工作起来像复印机，它将光点印在光感鼓膜上，经过静电充电的墨水被放置到鼓膜上，然后再传到纸上。572打印机打印机点阵打印机点阵打印机用细金属丝网格来产生字符和图形金属丝撞击色带和纸张582打印机的特性打印机的特性打印机特性分辨率打印速度忙闲度运行成本双面功能内存网络功能592安装外设安装外设通过USB端口连接鼠标、键盘、扫描仪、操纵杆、U盘

27、等602数据总线数据总线数据总线数据总线是指计算机内传输数据的线路。扩展总线扩展总线是指从内存延伸到外设的那部分数据总线612扩展槽和扩展卡扩展槽和扩展卡扩展卡扩展卡扩展卡扩展卡是一种小型电路板，它使计算机具备控制存储设备、输入设备或输出设备的能力。调制解调器、显卡、声卡、和网卡扩展槽扩展槽扩展槽扩展槽是主板上又长又窄的插口，用于插放扩展卡。ISAISA（工业标准结构）插槽是一种很旧的技术，现在很少使用。PCIPCI（外设部件互连）插槽可提供很快的传输速度和32位或64位的数据总线。PCI ExpressPCI Express是PCI的高速版本，现在最快的显卡使用这种技术。AGPAGP（加速图

28、形端口）插槽主要是为显卡提供高速数据传输线路。622扩展槽和扩展卡扩展槽和扩展卡扩展卡能轻松插入扩展槽，并被小螺丝钉固定。在打开机箱前，确定拔掉了插头，并将自己接地，这是个技术行话，指的是用特制的地线或通过双手触摸金属物体来释放身上的静电632扩展端口扩展端口扩展端口扩展端口为计算机或者外设输入输出数据外设可能包括即插即用功能，也可能需要设备驱动程序642SECTIONE硬件安全硬件安全防盗设备电涌防护和电池备份基本维护故障检查和维修第第2章章 计算机硬件计算机硬件652第第2章章 计算机硬件计算机硬件66防盗设备防盗设备安全板安全板安全安全锁孔孔2第第2章章 计算机硬件计算机硬件67电涌防护

29、和电池备份电涌防护和电池备份电涌是电能的突然增加或突然出现的电能峰值，会影响流经电源插座的电流防电涌电源转换器是这样一种设备，它上面有一些电源插座，这些插座受到能阻止电涌和电力尖峰的电路的保护UPS是一种既能提供电涌防护，又能在停电时为计算机提供电池备份电能的设备2第第2章章 计算机硬件计算机硬件68电涌防护和电池备份电涌防护和电池备份UPS防防电涌涌电源源转换器器2第第2章章 计算机硬件计算机硬件69基本维护基本维护计算机部件的故障可能是由先天缺陷和其他不可控因素导致保持键盘的清洁定期清洁计算机屏幕保持计算机周围环境的清洁确保风扇没有灰尘2第第2章章 计算机硬件计算机硬件70基本维护基本维护

30、小心地使用Q-tip（一种脱脂棉签）和罐装压缩空气或吸尘器来清除键盘上的灰尘或杂物2第第2章章 计算机硬件计算机硬件71故障检查和维修故障检查和维修这些迹象表明计算机出问题了无法启动长鸣声蓝屏死机帮助和支持中心安全模式2第第2章章 计算机硬件计算机硬件72故障检查和维修故障检查和维修2第二章作业第二章作业个人计算机系统包括哪些设备？每个设备的具体含义是什么？怎样购买个人计算机？课本38页图2-7中的计算机广告具体含义是什么？什么是微处理器？影响微处理器的因素有哪些？具体每个因素怎样影响微处理器性能？内存的种类有哪些？每种内存具体的作用和特点是什么？732第二章作业第二章作业常见的存储技术有哪三种？它们各自的存储原理和特点是什么？常见的计算机存储系统有哪些？它们各自的特点（容量、花费、数据传输率、技术、移动性、优缺点等）是什么？常见的基本输入设备有哪些？他们各自的特点是什么？影响显示器图像质量的因素有哪些？具体每个因素怎样影响图像质量？作业提交：每位同学最少选择五道题，通过电子邮件发到邮箱chen_作业文件名格式20097720139王雷(计算机导论)(第二章).doc74第第2章章完完计算机硬件计算机硬件