计算机硬件及基本工作原理.ppt

计算机系统 计算机硬件 Hardware 是指由电子元器件和机械部件构成的机器实体 也称为硬设备 机器系统或裸机 计算机软件 Software 是指各种各样的指挥计算机工作的程序或指令的集合 一 硬件系统的组成 1 运算器 ArithmeticLogicUnit 算术逻辑单元或ALU 用来进行加 减 乘 除等算术运算以及与 或 非等逻辑运算 2 控制器 ControlUnit 指挥中心 计算机的各部件在它的指挥下协调工作 3 存储器 Memory 记忆部件 用来存放数据 程序和计算结果 分为内部存储器和外部存储器 4 输入设备 InputEquipment 向计算机输入程序和数据 将数据转换成二进制5 输出设备 OutputEquipment 输出计算机的处理结果 将二进制代码转换成人们所熟悉的形式 CPU CentralProcessingUnit 中央处理器 是硬件的核心一 的速度 的速度用每秒所能处理的指令条数来衡量 百万条数 秒 的速度与 系统时钟 有直接的关系 系统时钟过一定时间发出信号 调节系统部件的动作速度 使系统部件协调同步 主频 在一秒钟内完成的工作周期数 即标准工作频率 称为主频 中央处理器 2 CPU的组成 控制器和运算器1 控制器 由程序计数器 指令寄存器 指令译码器 时序产生器和操作控制器组成 协调和指挥整个计算机系统工作的部件 功能 从内存中取出一条指令 并指出下一条指令在内存中的位置 对指令进行译码或测试 产生相应的操作控制信号 启动规定的动作 指挥并控制CPU 内存和I O设备之间数据传送的方向 2 CPU的组成 控制器和运算器2 运算器 由算术逻辑单元 ALU 累加寄存器 数据缓冲寄存器和状态条件寄存器组成 是数据加工处理的部件 功能 执行所有的算术运算 执行所有的逻辑运算 并进行逻辑测试 存储器 1 高速缓冲存储器 Cache 可以直接做在CPU芯片里 工作过程完全由硬件电路控制 数据存取速度很快 容量较小 大多在1MB以下 2 主存储器 内部存储器 内存 1 主机的一部分 由CPU直接访问 通常由半导体的集成电路存储芯片构成 2 分类 RAM RandomAccessMemory ROM ReadOnlyMemory 2 主存储器 内部存储器 内存 2 分类 RAM 随机存储器 可由CPU直接写入或读出信息 也可由用户随机存取程序或数据 存储的信息将因断电或机器重新启动而丢失 RAM可分为动态和静态两大类 即DRAM和SRAM ROM 只读存储器 只能读出信息不能写入信息 所存储的信息不会由于断电而丢失 ROM芯片有三种 MROM MaskROM PROM ProgrammableROM EPROM ErasableProgrammableROM 3 辅助存储器 外部存储器 外存 由磁性材料或光反射材料制成 可长久地存放程序和数据 只能和内存交换数据 1 软盘 FloppyDisk 必须与软驱一同使用 软盘的基本组成 塑料基片 涂有磁性材料的塑料圆片塑料保护套 保护基片金属挡板 保护读写窗口定位孔 检查磁盘扇区的起始位置写保护 防止误操作 避免病毒 3 辅助存储器 外部存储器 外存 1 软盘 FloppyDisk 信息存储 两面都可以存储信息 分别称为0面和1面 每面被分成若干个磁道 Track 每个磁道又分为若干个扇区 Sector 每个扇区存储512个字节磁道是一组同心圆 各磁道的编号从0开始 最外圈是0磁道 扇区是软盘存放信息的最小编址单位 磁盘的存储容量 磁盘面数 每面磁道数 每道扇区数 扇区字节数如 1 44M的软盘 有80个磁道 每个磁道有18个扇区 两面都可以存储数据 计算的容量如下 80 18 2 512 1440K 1 44M 3 辅助存储器 外部存储器 外存 1 软盘 FloppyDisk 格式化 使用前必须格式化 进行磁道和扇区的划分注意事项 不要划伤盘片 盘片不能变形 不能受高温 不能受潮 不要靠近磁性物质 不要强行取出盘片等等软盘驱动器 对软盘进行读写操作 软驱的主要组成 控制电路板 马达 磁头定位器和磁头 软驱的工作过程 马达带动软盘的盘片转动 磁头定位器负责把磁头移动到正确的磁道 由磁头完成读写操作 3 辅助存储器 外部存储器 外存 2 硬盘 HardDisk 存取容量大 速度快 组成 磁道 Tracks 扇区 Sectors 柱面 Cylinders 和磁头 Heads 由很多个磁片叠在一起 柱面指的就是多个磁片上具有相同编号的磁道 它的数目和磁道是相同的 硬盘的容量计算如下 硬盘容量 柱面数 扇区数 每扇区字节数 磁头数 盘面数 3 辅助存储器 外部存储器 外存 3 光盘 利用激光束在盘片上记录高密度信息的外存储器特点 体积小 重量轻 记录密度高 存储容量大 约650MB 寿命长 安全可靠分类 只读光盘CD ROM 一次写入光盘CD R 可重复擦写型光盘CD RW光盘驱动器 用于对光盘进行读写 有单速 4倍速 8倍速 24倍速 40倍速等 4 闪盘 无需驱动 速度快 体积小 兼容性好 容量大等组成 USB接口 电容和电阻 集成电路 IC 五 输入设备 输入设备是指可将外界信息转换成计算机内部信息的设备 1 键盘 Keyboard 101或102键的键盘或83键的键盘主键区 数字键区 功能键区正确的录入方法 ASDFGHJKL 2 鼠标 Mouse 控制屏幕光标移动1 机械式鼠标 橡胶球2 光电型鼠标 光电检测器 光电感应平板3 扫描仪 Scanner 光电转换装置4 数码相机 数码摄象机 六 输出设备 输出设备是指输出计算机内部信息的设备1 显示器 Monitor CRT显示器 LCD液晶显示器1 工作原理 阴极射线管 CathoteRayTube 电子束 电磁场 荧光材料2 帧 扫描线 象素3 单色 彩色 CGA EGA VGA SVGA2 打印机 Printer 1 针式打印机 打印头 色带 传动装置 驱动打印装置2 喷墨打印机 3 激光打印机 计算机的工作原理 硬件系统主要包括运算器 控制器 存储器 输入设备和输出设备五部分