第2章计算机硬件.ppt

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Chapter 2:Computer Hardware,*,2,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Chapter 2:Computer Hardware,*,2,SECTION,A,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Chapter 2:Computer Hardware,*,2,SECTION,B,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Chapter 2:Computer Hardware,*,2,SECTION,C,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Chapter 2:Computer Hardware,*,2,SECTION,D,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,Chapter 2:Computer Hardware,*,2,SECTION,E,计算机硬件,第,2,章,第,2,章 计算机硬件,2,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,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,2,章 计算机硬件,3,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。,4,个人计算机,5,个人计算机的组成设备,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,，笔记本电脑使用平板液晶显示器（,LCD,）。,键盘,是计算机的主要输入设备。,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,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。,6,个人计算机的组成设备,CD,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。,DVD,驱动器,能读取计算机,CD,、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,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,是一种小型的电路板。它可以将信号传送到,扬声器,。,调制解调器,通过标准电话线与因特网建立连接，,网卡,是用来将计算机通过网线连接到网络的设备。,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。,7,个人计算机的组成设备,8,计算机外围设备,外围设备,是指那些可以附加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,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,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,通常指不包含在系统单元内部的部件。,9,计算机外围设备,10,第,2,章 计算机硬件,11,桌面计算机和便携式计算机,便携式计算机,是体积小、重量轻的个人计算机,笔记本电脑,（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,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,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,第,2,章 计算机硬件,12,桌面计算机和便携式计算机,第,2,章 计算机硬件,13,家庭、媒体、游戏和小型企业系统,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,PC,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，被削减到只具有最基本的配件,第,2,章 计算机硬件,14,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,第,2,章 计算机硬件,15,购买计算机系统部件,除了购买新计算机，还可以考虑升级,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,2,章 计算机硬件,16,什么是微处理器？,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,17,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,18,MHz,和,GHz,对计算机性能有何影响？,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,（,MHz,）和,千兆赫兹,（,GHz,）来表示。,兆赫兹,（,MHz,）表示一秒内有,1,百万个周期。,千兆赫兹,（,GHz,）表示一秒内有,10,亿个周期。,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。,19,什么是前端总线？,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,（,HyperTransport,),可以加快向处理器传输数据的速度。,20,字长对性能有何影响？,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。,21,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，,512KB,，,2MB,）度量。,22,指令集怎样影响计算机的性能？,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,（,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,23,微处理器是否能同时执行多条指令？,24,双核处理器和超线程技术,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,（,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。,25,现代的微处理器,26,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。,27,RAM,内存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。,28,RAM,内存是怎样工作的？,RAM,中的微型,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,29,计算机需要多少,RAM,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,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,30,RAM,内存的速度,RAM,的速度可以用,纳秒,和,兆赫兹,（,MHz,）来表示,1,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,31,RAM,内存的种类,同步动态,RAM,（,SDRAM,）速度快相对便宜,新技术,双数据速率,（,DDR,）提高了,SDRAM,的速度,总线式动态,RAM,（,RDRAM,）比,SDRAM,贵，但速度更快,32,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,ROM,基本输入,/,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。,33,EEPROM,EEPROM,（,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。,34,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,2,章 计算机硬件,35,存储基础知识,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,是包含数据的物质。,磁盘、磁带、,CD,、,DVD,、纸张等,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,个人计算机中普遍使用三种存储技术：,磁存储,、,光存储,和,固态存储,。,36,存储基础知识,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,（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,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,是每秒钟存储设备从存储介质传输给计算机的数据量。,37,磁盘和磁带技术,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,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。,38,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。读写头可磁化微粒并确定它们的阳极（北）或阴极（南）的方向，从而使这些磁化的微粒表示,0,和,1,39,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”,40,硬盘驱动器,硬盘的盘面和读写头被封闭在驱动器容器中，以阻止灰尘或其他污染物的进入。,41,软盘和磁带技术,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,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,是顺序存储介质。,42,CD,和,DVD,技术,CD,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,DVD,是,CD,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,43,CD,和,DVD,的工作原理,CD,和,DVD,存储技术都属于,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,44,CD,和,DVD,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/s,1xDVD,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,(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,(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,(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。,45,CD,和,DVD,介质的种类,CD-DA,DVD-Video,CD-ROM,DVD-ROM,CD-R,DVD+R or DVD-R,CD-RW,DVD+RW or DVD-RW,46,CD,和,DVD,驱动器的种类,47,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,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,48,U,盘和,U3,盘,U,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,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,49,存储器知识总结,存储设备,设备（平均）花费（美元）,容量,大量采购介质花费（美元）,每,MB,（平均）花费（美元）,数据传输率,技术,移动性,软盘,30,1.4MB,0.24,0.17,62.5KB/s,磁存储,有,CD-RW,65,700MB,0.58,0,.0008,150KB/s 7.8MB/s,光存储,有,DVD+RW,110,4.7G,0.80,0.0002,1.35 32.4MB/s,光存储,有,闪存,14,200,16MB8GB,0.05,10 30MB/s,固态存储,有,内置硬盘,30,400,20GB 1050GB,0.0005,150 300MB/s,磁存储,无,外置硬盘,70,1050,5GB 1000GB,0.0008,12 480MB/s,磁存储,有,磁带,500,1000,2GB 800GB,290,0.0001,2 160MB/s,顺序磁存储,无,50,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,2,章 计算机硬件,51,基本的输入设备,键盘,定点设备,鼠标,指针棒,触摸板,跟踪球,操纵杆,触摸屏,52,显示设备,CRT,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,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。,53,影响图像质量的因素,影响图像质量的因素包括,屏幕尺寸,、,点距,、,视角宽度,、,刷新率,、,分辨率,和,色深,。,屏幕尺寸,是从屏幕的一个角到其对角的长度,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,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,（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,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,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,、,WUXGA,54,图像分辨率,55,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,（内置在主板上的图形电路）,显卡,（独立的小型电路板）,图形处理单元,(GPU),相当于计算机的,CPU,显存,可以存储正在处理而未被显示的屏幕图像,56,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,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。,57,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,58,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,59,安装外设,通过,USB,端口连接,鼠标、键盘、扫描仪、操纵杆、,U,盘等,60,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,是指从内存延伸到外设的那部分数据总线,61,扩展槽和扩展卡,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,是主板上又长又窄的插口，用于插放扩展卡。,ISA,（工业标准结构）插槽是一种很旧的技术，现在很少使用。,PCI,（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 Express,是,PCI,的高速版本，现在最快的显卡使用这种技术。,AGP,（加速图形端口）插槽主要是为显卡提供高速数据传输线路。,62,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,63,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,64,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,2,章 计算机硬件,65,第,2,章 计算机硬件,66,防盗设备,安全板,安全锁孔,第,2,章 计算机硬件,67,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,第,2,章 计算机硬件,68,电涌防护和电池备份,UPS,防电涌电源转换器,第,2,章 计算机硬件,69,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,第,2,章 计算机硬件,70,基本维护,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,第,2,章 计算机硬件,71,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,第,2,章 计算机硬件,72,故障检查和维修,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？,73,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_yuan,作业文件名格式,20097720139,王雷,(,计算机导论,)(,第二章,).doc,74,第,2,章,完,计算机硬件,