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微型计算机硬件组成及工作原理2011
1KB =1024B= 210 B 1MB= 1024KB=220 B 1GB(千兆字节)= 1024MB(兆字节)= 230 B 1TB(千千兆字节)= 1024GB(千兆字节)= 240 B
存储单元地址: 存储单元的编号。
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微型计算机存储器分
RAM(内存)、ROM和外部存储器
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I/O设备 40
在讲授下面内容(指令的执行过程)之前,应该 先讲授第二章的“2.3 计算机系统的组成”,特 别是先讲授指令的基本概念
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3.3 PC机的未来
PC未来仍会飞速发展,功能会越来越强,应用会更加广泛,外观会更 加时尚,设计会更加人性化,同时网络应用会加强PC机的功能,PC机 与网络将更加密不可分。
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7 端口和连接电缆
端口是系统单元和外部设备的连接槽,连接电缆是端口与输入/输出设备之间的连接 线。 串行口:用于连接鼠标、键盘、MODEM和许多其他设备到系统单元 并行口:用于连接需要在较短距离内高速收发信息的外部设备,如打印机
增强并行口(EPP)是由Intel、Xircom、Zenith等公司开发的,它实现了外部设备 进行双向通信。许多利用Intel 386芯片组的笔记本电脑配有EPP。
扩展并行口(ECP)是由Microsoft和HP公司开发的,它具有和增强并行口一样高的 速率和双向通信能力。支持全部IEEE 1284并行口规格的计算机配有ECP并行口
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(3)光盘
通过激光束改变塑料或金属盘片的表面来表示数据。
特点:体积小、容量大、制作容易、价格便宜、保存时间长。适宜保存大量的 数据(文字、声音、图形和动画等)。
CD-ROM:光盘-只读存储器 CD-R:它代表写一次、读多次 CD-RW:可写光盘或可删除光盘
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蓝牙技术
蓝牙技术是一种短距离无线通讯技术。它可以支持便携式计算机、 移动电话以及其他的移动设备之间相互通信,进行数据和语音传 输。
蓝牙技术的最大长处是消除了电缆线。目前蓝牙技术的传输范围 约为10米左右,速率为1Mb/s,新标准出来后,可使传输范围达 到100米,最高速度达到10Mb/s。
典型容量 650MB 650MB 650MB 4.7GB 4.7GB 2.6到5.2GB
描述 存放数据库、参考书和软件等不变内容 仅能写一次,用于存放大量数据 可重复使用,用于创建和编辑大的多媒体图像 存放音频和视频的不变内容 仅能写一次,用于存放大量的数据 可重复使用,用于创建和编辑大的多媒体图像
第三章 微型计算机硬件组成
3.1 微型计算机概述 3.2 微型计算机硬件系统 3.3 PC机的未来
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3.1 微型计算机概述
3.1.1. PC兼容机
Personal Computer 由IEEE组织制定技术标准
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3.1.2. 苹果机
•由苹果电脑公司生产 •具有专用的硬件和软件 •与PC机不兼容
RAM(内存) 访问速度快 信息暂时性 相对价格高
外部存储器 访问速度慢 信息永久性 相对价格低
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1)RAM(内存)
随机存储器(Random Access Memory ) 存放用户程序和数据,可随机读写 断电后内容丢失
制作成内存条形式
2) ROM(只读存储器)
只读存储器(Read-Only Memory ) 存放系统程序,只读不写 断电后内容仍然保存。
3)外存储器(外存、成块读写—块设备) (1)软盘:是涂有磁性材料的介质,数据记录在磁盘表面上。
常用有3.5英寸软盘,简称3寸盘。 磁道:磁盘表面一组同心圆。 扇区:磁道上分为若干个扇区,每扇区 512个字节。 软盘容量=磁道数×扇区数×512×2
高密3.5英寸软盘有0~79个磁道,每磁道18个扇区。 容量为:1.44MB 软盘驱动器:通常用字母A:来标识。
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(2) 硬盘
内部有若干涂有磁性材料的(铝合金)硬 盘片
硬盘容量=磁头数×磁道数×扇区数×512(B) 扇区物理地址:(磁头号、磁道号、扇区号) 动作步骤:移动磁头臂(定位寻道) 、转动盘片(定位扇区) 、
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存储器
存储器是计算机存储数据和程序的若干记忆单元 每个记忆单元由8个二进制位组成。
位(bit):二进制中的0或1在CPU中都是1位;
字节(Byte):8个二进制位为一个字节;
字长:CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数。
位(bit)
字节Byte (8位)
……
字长
存储容量: 存储器中所能容纳的字节数。 用KB、MB、GB、TB表示
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输入设备
常用输入设备: 键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等
键盘 :微机的基本输入设备
由四部分组成(主键区、数字键盘、功能键和编辑键)
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常用输出设备:显示器、打印机、绘图仪等。
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1394卡
1394卡的全称是IEEE1394 Interface Card,是一种外部串行 总线标准,它可以达到400MB/s的数据传输速率,十分适合视 频影像的传输。IEEE-1394被应用在数码摄像机、高速外接硬 盘、打印机和扫描仪等多种设备,标准的1394接口可以同时传 送数字视频信号以及数字音频信号,相对于模拟视频接口, 1394技术在采集和回录过程中没有任何信号的损失。1394卡更 多地是被当做视频采集卡来使用。
备,通过该总线和其他设备进行通信,它用于设备一级的互联。
以下图片摘自: [美]Randal E. Bryant, David O’Hallaron著. 龚弈利,雷迎春 译. 深入理解计算机系统,Computer Systems A Programmer’s Perspective
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3.2 微机硬件系统 显示器、键盘和主机
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微型计算机主机构成
系统主板(又称母板)
CPU
硬盘驱动器
DVD-ROM驱动器 软盘驱动器
显示器适配器
内存
电源
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微型计算机主机构成
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微机系统主板
CPU
内存插槽
芯片组 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
手柄接口,有些还包括前置/后置/中置/超低音音频输出接口、数字输出接口等
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输入/输出设备
I/O设备与处理器间的连接
数据寄存器P0 控制寄存器P1
状态寄存器P2
数据寄存器:用来存放主机与外设之间传送的数据 控制寄存器:用来存放处理器发给外设的命令信息 状态寄存器:用来保存外设及接口的状态信息
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端口和连接电缆(续)
加速图形端口AGP:连接显示器,支持高速图像和其他视频的输入 通用串行总线口USB:一个USB能同时连接多个设备,它提供快速的即插即用和热插
拔的连接 “火线”口:又称IEEE1394总线,用于连接高速打印机和数码相机,并且速度比
USB更快 红外接口:许多数码产品都具备了红外传输功能,例如数码相机、手机等等 音频系统接口:声卡具有音频输入/输出接口、话筒输入接口(MIC)、MIDI/游戏
数字化视频光盘DVD
DVD-ROM:数字化视频光盘-只读存储器,能存放二小时高质量视频 DVD-R:可记录的DVD,即写一次,读多次 DVD-RAM:DVD-随机存取存储器或DVD-RW(可写DVD)
格式 CD
DVD
类型 CD-ROM
CD-R CD-RW DVD-ROM DVD-R DVD-RW
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总线性能:时钟频率、总线宽度以及传输速率
时钟频率:总线的工作频率,单位MHZ,它是影响总线传输速率的重要 因素之一。
总线宽度:数据总线的位数,单位是“位”。
传输速率:总线上每秒钟传输的最大字节数。
总线类型:工业标准体系ISA、外围部件互连 PCI以及加速图像端 口AGP
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传送数据
柱面:磁盘上 同一编号的磁 道构成柱面。
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(2)硬盘
存储容量大, 比软盘工作速度快。 硬盘通常可分为多个分区, 分别用字母 C:、D: 、E: 、…来标识。
硬盘(盒)内部有硬盘驱动器,控制磁盘臂移动、盘片转动等机械运动
硬盘有数据线连接到主机板的插口上,插口后面是磁盘控制器
微型计算机的范围会更广,传统的台式机、笔记本电脑、网络工作站 和网络服务器的界限会更加模糊。
商用机、家用机、多媒体机等概念也会更加模糊,更多的设备将通过 网络互联与计算机相连,计算机外设的概念也会更加广泛。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ2020/5/10
图3.1.1 苹果机外观
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3.1.3 微型计算机的基本性能指标
1. 运算速度 微机一般用CPU的主频来描述,主频是CPU的时钟频率,单
位一般是兆赫兹(MHz),吉赫兹(GHz) 2. 字长
计算机一次能处理的二进制数位数,现在一般是32位或64 位 3. 内存储器容量 4. 外存储器容量