計算機硬件基礎知識參考教材

《計算機應用基礎08版》第二章

1大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用馮諾伊曼模式1946年，美籍匈牙利科學家馮諾伊曼（JohnvonNeumann）指出一個通用計算機應由運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備等組成，并采用程序存儲和控制的方式進行運算。這種計算機框架模式被稱為馮諾伊曼模式。微型計算機仍然沿襲了馮諾伊曼模式。通常將中央處理器和內存儲器合在一起稱為主機，將外存儲器、輸入設備和輸出設備等稱為計算機外部設備，簡稱外設。2大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用計算機系統基本組成計算機系統：硬件和軟件硬件：中央處理單元、輸入接口和設備、輸出接口和設備、以及存儲器等軟件：程序、文件以及有關的文檔資料圖示3大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用計算機硬件基本組成存儲器、運算器、控制器、輸入設備與輸出設備等五大部分中央處理器(CPU)運算器、控制器制作在同一芯片內早期：以控制器、運算器為機器的中心快速中央處理在等待慢速的外圍設備控制器的負擔過重改成以主存儲器為中心系統的輸入／輸出與CPU的運算并行多種輸入和輸出并行圖示4大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用程序和數據的存儲程序存儲和程序控制存儲器基本存儲單元每個存儲單元一個地址按地址訪問存儲單元內容地址、地址總線和尋址能力計算機存儲器及其作用：高速緩存、主存(內存）、輔存(外存)存儲數據和指令5大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

用二進制表示信息容量單位（位、字節、KB、MB、GB、TB）1．存儲器器件的變革2.現代信息存儲技術3．存貯器的層次結構4．高速緩沖存儲器技術5．虛擬存儲技術6大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

1．存儲器器件的變革(1)

存儲器器件的基本要求能表示兩個狀態（電路、磁性體、光器件）能保持狀態的穩定（磁性體最佳）在控制條件下可以實現狀態轉換存儲器器件變革電子器件：40年代，速度快，容量小，不能停電磁芯存儲器50年代半導體存儲器60年代、速度快、體積小、耗電省即RAM芯片或ROM芯片7大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

1．存儲器器件的變革(2)內存半導體存儲器類型DRAM（Dynamic）電容充放電、結構簡單、容量大、功耗小用于內存SRAM（Static）集成度低、成本高、功耗較大用于CacheDDR——雙倍數據速率內存DDR2參考：8大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

2.

現代存儲技術直接連接存儲技術磁盤：大容量、高轉速磁帶：成本低、靈活方便、易于保存光盤移動存儲技術大容量、高速度、高便攜帶性閃存卡、閃盤、移動硬盤網絡存儲技術：網絡附加存儲NAS(networkadd-onstorage)存儲區域網絡SAN(storageareanetwork)9大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

3.存貯器的層次結構存儲器容量與速度的矛盾三層結構：CacheMemoryDisk10大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

4.高速緩沖存儲器技術解決快速CPU和低速內存之間的矛盾多級高速緩存一級Cache：在CPU的芯片內，容量小二級Cache：早期安裝在主板上，現在一般也在CPU內部，容量為256K字節或512K字節Cache的“命中率”的問題：各級緩存和內存間內容保持一致的問題同步更新內存內容滯后更新內容的方法圖示11大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用存儲器及其管理

5.虛擬存儲技術

用外存(硬盤)模擬內存目的：擴大內存容量虛擬內存實現的方法暫時不用的內存數據存入外存需要時從外存調入內存運行得失：增加內存容量、降低運行速度12大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用總線、外設和接口1．CPU內部總線2.外部設備3.主機板上的擴展總線4.硬盤接口5.USB外設接口13大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用總線、外設和接口

1．CPU內部總線（1）

總線：計算機內部各個模塊相互交換信息的公共通道14大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用總線、外設和接口

1．CPU內部總線（2）總線類型數據總線DB地址總線AB控制總線CB總線的管理：申請、等待、判定、交用*獨立雙重總線（DualIndependentBus）PentiumII芯片中實現前端總線：微處理器和主存間的信息交換后端總線：微處理器和高速緩存間信息交換15大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用總線、外設和接口

2．外部設備外存儲器：軟盤、硬盤、光盤和磁帶機輸入設備：鍵盤和鼠標輸出設備：顯示器和打印機其他設備：繪圖機、掃描儀、攝像頭、照片輸出機、數碼照相機、音響聲卡、調制解調器、網卡等等16大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用總線、外設和接口

3．個人計算機上的擴展總線兩個問題：主板如何與外圍設備進行高速數據交換主板上如何擴展計算機的功能17大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用擴展總線的發展年份性能19801990PC/XTBusISABusEISABusMCABusVL-BusPCIBusVL-Bus2.08位16位32位64位18大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用各種擴展總線的性能比較19大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用PCMCIA總線小、薄、輕環境下的總線系統用于便攜式計算機個人計算機存儲卡國際聯盟PersonalComputerMemoryCardInternationalAssociation20大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用總線、外設和接口RS-232C：通用的串行端口COMUSB：通用串行總線（UniversalSerialBus）由Intel提出的一種新型接口標準，目前已是主流規范使所有的低速設備都可以連接到統一接口上支持功能傳遞，可以相互連接成串為設備提供電源具有熱插拔功能以樹狀結構連接127個幾乎目前所有種類的外設最大數據傳輸速率為12MbpsUSB2.0的數據傳輸速率可達到480MbpsIEEE1394：另一個用于高速傳輸數據的串行接口標準數據傳輸速率可達到400Mbps，最高可達3.2Gbps。21大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用發展中的計算機技術摩爾定律Intel創始人摩爾1965年提出預言單位平方英寸芯片的晶體管數每過18－24個月就增加一倍*雙核處理器(DualCoreProcessor)和多核處理器*提高時鐘節拍*實行并行處理*改變計算機的工作模式22大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用實驗與作業要求

（繼續前面未完成的任務）《計算機應用基礎實驗指導》08版繼續完成實驗7PowerPoint的基本操作繼續完成實驗6Excel的基本操作PowerPoint補充綜合實驗Excel補充綜合實驗23大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用馮·諾依曼結構24大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用磁芯存儲器25大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用半導體存儲器26大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用閃存卡基于半導體技術特性：低功耗、高可靠性、高存儲密度、高讀寫速度數碼相機、MP3、PDA(PersonalDigitalAssistant)CompactFlash(CF)卡SmartMedia(SM)卡MultiMediaCard(MMC)索尼公司的MemoryStick(MS)27大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用磁光技術移動存儲產品專業應用產品類別磁阻技術的ORB結合光學與電磁學可重復擦寫存儲技術的MO體積小巧的Click!IBM的Microdrive使用了DVD技術的Dataplay28大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用閃盤USB接口整合閃存芯片、USBI/O控制芯片容量：16MB~2GB深圳朗科公司開發的優盤(OnlyDisk)華旗資訊的愛國者迷你王(MiniKing)等

29大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用移動硬盤USB接口IEEE1394接口30大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用RAM(RandomAccessMemory)隨機存儲器CPUCache31大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用從8位的PC總線到16位ISA總線系統PC/XT總線80年代初IBMPC/XT計算機ISA總線工業標準體系結構(IndustryStandardArchitecture)為16位的286PC/AT計算機開發32大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用PCI總線系統1993年，Intel等推出外圍部件互連(PeripheralComponentInterconnect)特性比VL-Bus更優秀，主要供Pentium使用

總線通過“PCI橋”與微處理器相連，不會過熱增加了高速的讀/寫緩沖器，解決數據延遲問題支持64位數據傳輸，數據傳輸率267MbpsVL-BusPCI-Bus33大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用SATA接口和IDE接口SATA插座SATA接口IDE接口34大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用硬盤和光盤

硬盤高速、大容量，80GB~200GB硬盤接口IDE（IntegratedDriveElectric）接口SCSI（SmallComputerSystemInterface）接口光纖通道SATA光驅的接口與硬盤的相同圖示35大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用

軟盤

軟盤：移動存儲設備3.5英寸，1.44MB需要有相應的軟盤驅動器軟盤的寫保護36大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用顯示器、顯示卡、鍵盤和鼠標顯示器：參數：尺寸、分辨率、材料類型顯示卡模擬接口與數字接口AGP圖形加速顯示卡顯示內存鍵盤：101/102鍵、Windows鍵、無線鍵盤鼠標：機械的、光電的、無線遙控37大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用

打印機、掃描儀打印機掃描儀：性能指標：分辨率、色彩位數、

掃描幅面、掃描速度分類：手持式掃描儀、平板掃描儀、滾筒掃描儀38大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用聲卡：多媒體功能必不可少的，用于錄音和放音技術指標：采樣位數、最高采樣頻率、是否采用數字信號處理器（DSP）、FM合成+波表（WaveTable）合成、內置混響和功放芯片、Internet連接調制解調器：電話線上網內置式與外置式(PC機)、PCMCIA(便攜機)技術指標：速率、差錯控制標準、數據壓縮標準、傳真（FAX）功能、兼容性(美國Hayes)網卡：局域網39大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用接口PS/2口USB口串行口并行口聲卡音頻接口游戲接口40大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用U盤41大一計算機應用基礎PPT-008硬件基礎-復習用容量單位1B=8bits(Max:255)1KB=1024B=2101