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1、1计算机硬件系统4.1 4.1 计算机硬件概述计算机硬件概述4.2 4.2 中央处理器中央处理器4.3 4.3 存储系统存储系统4.4 4.4 输入设备输入设备4.5 4.5 输出设备输出设备2计算机硬件系统 硬件就是构成计算机各部件的实体，是计硬件就是构成计算机各部件的实体，是计算机中看的见、摸的到的部分。硬件是计算机算机中看的见、摸的到的部分。硬件是计算机正常工作的基础。硬件基本原理的掌握，对后正常工作的基础。硬件基本原理的掌握，对后续章节的学习十分重要。续章节的学习十分重要。计算机系统计算机系统计算机硬件系统计算机硬件系统计算机软件系统计算机软件系统4.1 计算机硬件概述3计算机硬件系统
2、一、计算机硬件的组成一、计算机硬件的组成 构成计算机系统的元器件、部件和设备构成计算机系统的元器件、部件和设备以及它们的工程实现以及它们的工程实现(设计、制造和检测设计、制造和检测)。元器件元器件：集成电路、印制电路板、磁性：集成电路、印制电路板、磁性元件、电子元件、光电子元件、接插件等。元件、电子元件、光电子元件、接插件等。部件和设备部件和设备：运算器、控制器、主存储：运算器、控制器、主存储器、辅助存储器、输入和输出设备、电源等器、辅助存储器、输入和输出设备、电源等4计算机硬件系统4.1 计算机硬件概述CPUCPU内部存储器内部存储器主机主机外部存储器外部存储器通信设备通信设备输入设备输入设
3、备输出设备输出设备硬件组成硬件组成5计算机硬件系统4.1 计算机硬件概述二、微型计算机的硬件结构二、微型计算机的硬件结构 微型计算机是由微处理器、存储器、总线、微型计算机是由微处理器、存储器、总线、I/OI/O接口及其相应设备组成。接口及其相应设备组成。各部分通过各部分通过各部分通过各部分通过总线总线总线总线连接连接连接连接在一起，通过总线传送数据、地址和控制信息在一起，通过总线传送数据、地址和控制信息在一起，通过总线传送数据、地址和控制信息在一起，通过总线传送数据、地址和控制信息。微处理器微处理器 CPUCPU键盘键盘鼠标器鼠标器显示器显示器打印机打印机内存内存通信线路通信线路通信通信接口接
4、口外存外存接口接口硬盘硬盘光驱光驱输入输入接口接口输出输出接口接口硬件结构硬件结构总总 线线6计算机硬件系统 三、总线结构（三、总线结构（P80P80）总线总线：与内存和外部设备连接的一组公用的连：与内存和外部设备连接的一组公用的连接线路。接线路。分类分类：根据总线的用途、规模及其应用场合，：根据总线的用途、规模及其应用场合，微机总线可分为：微机总线可分为：1.1.片内总线（内部总线）片内总线（内部总线）：连接一个芯片（如：连接一个芯片（如：CPUCPU）内各个逻辑单元的总线；）内各个逻辑单元的总线；2.2.系统总线（片间总线）系统总线（片间总线）：连接一台微机各组成：连接一台微机各组成芯片（
5、芯片（CPUCPU、主存、主存、I/OI/O接口等芯片）的总线接口等芯片）的总线3.3.通讯总线：通讯总线：这种总线连接主机与外部设备，是这种总线连接主机与外部设备，是主机与外设之间的总线。主机与外设之间的总线。4.1 计算机硬件概述7计算机硬件系统系统总线通常包括：数据总线、地址总线、控制总线系统总线通常包括：数据总线、地址总线、控制总线数据总线数据总线DBUS:用来实现数据传送。数据总线的宽度指明了访用来实现数据传送。数据总线的宽度指明了访问一次存储器或问一次存储器或I/O设备时能够交换的数据位数，一般有设备时能够交换的数据位数，一般有8位、位、16位、位、32位、位、64位等标准。总线可
6、以分时共享，即挂接在总位等标准。总线可以分时共享，即挂接在总线上的各个部件可以分时共享。线上的各个部件可以分时共享。地址总线地址总线ABUS:用于传送地址信号，以确定所访问的存储单元用于传送地址信号，以确定所访问的存储单元或某个或某个I/O端口，一般有端口，一般有16位、位、20位、位、32位等。位等。控制总线控制总线CBUS:用来传送各类控制用来传送各类控制/状态信号，如：读状态信号，如：读/写控制写控制线、线、DMA控制信号线、中断请求线和中断响应线等等控制信号线、中断请求线和中断响应线等等8计算机硬件系统2.总线标准 每个总线标准都必须有详细和明确的规范说明，一般包括每个总线标准都必须有
7、详细和明确的规范说明，一般包括如下几部分：如下几部分：机械结构规范机械结构规范 ，功能规范，电气规范。，功能规范，电气规范。总线标准的制定通常有总线标准的制定通常有两种途径两种途径：(1)(1)计算机公司计算机公司(或生产厂家或生产厂家)在发展自己微机系统时在发展自己微机系统时所使用的一种总线，得到了普遍的认可，进而形成一所使用的一种总线，得到了普遍的认可，进而形成一种为国际工业界广泛支持的实用总线标准。种为国际工业界广泛支持的实用总线标准。(2)(2)由专家小组在标准化组织的主持下开发和制定总由专家小组在标准化组织的主持下开发和制定总线标准，标准推出后即可由厂家和用户使用。线标准，标准推出后
8、即可由厂家和用户使用。9计算机硬件系统总线标准总线标准n总线标准是由国际化标准组织正式公布或总线标准是由国际化标准组织正式公布或推荐的互连各个设备的标准，是人们把各推荐的互连各个设备的标准，是人们把各种不同的设备组成一个系统时所要遵循的种不同的设备组成一个系统时所要遵循的规范。规范。n总线标准为各种设备的互连提供了一个标总线标准为各种设备的互连提供了一个标准界面，对于界面两端的任何一方来说，准界面，对于界面两端的任何一方来说，只需根据总线的要求来实现接口的功能，只需根据总线的要求来实现接口的功能，而不必考虑另一方的接口方式。这对提高而不必考虑另一方的接口方式。这对提高计算机系统的开放性、互换性
9、，使计算机计算机系统的开放性、互换性，使计算机大规模生产起到了重要作用。大规模生产起到了重要作用。10计算机硬件系统n主要总线标准有：主要总线标准有：S-100总线、总线、STD总线、总线、MultiBus总线、总线、VME总线、总线、RS232总线、总线、ISA总线、总线、EISA总线、总线、PCI总线、总线、AGP总总线、线、USB总线等。总线等。11计算机硬件系统总线举例通用串行总线（USB）通用串行总线（通用串行总线（Universal Serial Bus，）提供，）提供了一种通用机制，允许使用单一的接口将各种不了一种通用机制，允许使用单一的接口将各种不同的外设连接到计算机同的外设连
10、接到计算机PC上，这大大减少了主上，这大大减少了主机面板上各种各样的插孔或接口。机面板上各种各样的插孔或接口。USB支持热插拔设备（支持热插拔设备（hot-pluggable device），这意味着无须断电或者重启机器就可），这意味着无须断电或者重启机器就可以接入或者拔出设备，而且以接入或者拔出设备，而且USB支持即插即用设支持即插即用设备（备（plug-and-play device），这意味着一旦），这意味着一旦设备被接入系统，如果系统中有对应的设备驱动设备被接入系统，如果系统中有对应的设备驱动程序，操作系统会自动装载该驱动程序，使用非程序，操作系统会自动装载该驱动程序，使用非常方便简单
11、。常方便简单。12计算机硬件系统多总线结构多总线结构4.1 计算机硬件概述13计算机硬件系统4.2 中央处理器一、一、CPUCPU的内部结构的内部结构 CPUCPU微处理器微处理器中央处理器中央处理器 CPUCPU：控制器、运算器、寄存器：控制器、运算器、寄存器14计算机硬件系统二、二、CPUCPU的性能指标的性能指标 1.1.主频主频 主频主频：CPUCPU工作的时钟频率工作的时钟频率(MHz,GHzMHz,GHz)。MHzMHz：每秒能执行一百万个时钟周期。：每秒能执行一百万个时钟周期。GHzGHz：每秒能执行十亿个时钟周期。：每秒能执行十亿个时钟周期。指令执行指令执行：一些指令需要一个周
12、期：一些指令需要一个周期 另一些指令需要很多周期另一些指令需要很多周期4.2 中央处理器15计算机硬件系统 2.2.地址总线宽度地址总线宽度 地址总线的位数地址总线的位数,它决定了它决定了CPUCPU可以访问可以访问存储器容量的大小。存储器容量的大小。2020位地址总线：位地址总线：1MB1MB 32 32位地址总线：位地址总线：4GB4GB 3.3.数据总线宽度数据总线宽度 数据总线的位数数据总线的位数,它决定了它决定了CPUCPU与内存、与内存、输入输出设备之间一次数据传输的信息量。输入输出设备之间一次数据传输的信息量。64 64位数据总线：位数据总线：8B8B字长字长4.2 中央处理器1
13、6计算机硬件系统 4.4.高速缓存高速缓存 一种具有很高速度的特殊内部存储器。一种具有很高速度的特殊内部存储器。与内存相比，高速缓存能够使微处理器与内存相比，高速缓存能够使微处理器更快的获取数据。更快的获取数据。等级：等级：一级高速缓存，二级高速缓存一级高速缓存，二级高速缓存 5.CISC5.CISC和和RISCRISC CISCCISC：复杂指令集计算机：复杂指令集计算机 RISCRISC：精简指令集计算机：精简指令集计算机带有有限的带有有限的简单指令集的微处理器。简单指令集的微处理器。4.2 中央处理器17计算机硬件系统三、三、CPUCPU的发展历程的发展历程时间时间CPUCPU芯片芯片集
14、成度集成度主频主频字长字长(b)(b)最大内存最大内存197119714004400423002300108KHz108KHz4 4640B640B197819788086/80888086/80882.92.9万万4.77-10MHz4.77-10MHz16161MB/20b1MB/20b19821982802868028614.314.3万万6-20MHz6-20MHz161616MB/24b16MB/24b19851985803868038627.527.5万万12.5-33MHz12.5-33MHz32324GB/32b4GB/32b198919898048680486125125万万
15、33-133MHz33-133MHz32324GB/32b4GB/32b19931993PentiumPentium310310万万60-233MHz60-233MHz64644GB/32b4GB/32b19971997Pentium Pentium 750750万万233-450MHz233-450MHz64644GB/32b4GB/32b19991999Pentium Pentium 28002800万万450-800MHz450-800MHz646464GB/36b64GB/36b20002000Pentium 4Pentium 442004200万万400M-3.2GHz400M-3.
16、2GHz646464GB/36b64GB/36b、AMDAMD、CyrixCyrix18计算机硬件系统典型CPU芯片介绍Intel公司是世界上最大的公司是世界上最大的CPU生产商，生产商，Intel公司于公司于1984年推出了高性能的年推出了高性能的32位微处理器位微处理器Intel 80386，其每秒种可执行三四百万条指，其每秒种可执行三四百万条指令，已超过当时的许多小型机的速度。令，已超过当时的许多小型机的速度。80386的内部结构如图所示。有六个功能部件的内部结构如图所示。有六个功能部件组成：总线接口部件、代码预取部件、指令译组成：总线接口部件、代码预取部件、指令译码部件、存储管理部件、
17、执行部件和控制部件。码部件、存储管理部件、执行部件和控制部件。这六个部件采用流水线结构，这样可提高速度。这六个部件采用流水线结构，这样可提高速度。19计算机硬件系统20计算机硬件系统80386 CPU的外部引脚图。的外部引脚图。80386有地址引脚32根，数据引脚32根，其它还有控制引脚、时钟引脚、电源引脚等。21计算机硬件系统4.3 存储系统一、存储器概述一、存储器概述 1.1.基本概念基本概念 存储器存储器：由一些能表示：由一些能表示0 0和和1 1的物理器件的物理器件组成的，如双稳态电路、磁性材料等。组成的，如双稳态电路、磁性材料等。存储位存储位：存储信息的最小单位，：存储信息的最小单位
18、，0 0或或1 1。存储单元存储单元：若干个存储位组成，字节。：若干个存储位组成，字节。存储容量存储容量：存储器中存储单元的总数。：存储器中存储单元的总数。基本操作基本操作：读出数据：读出数据取数取数 写入数据写入数据存数存数22计算机硬件系统 2.2.分类分类按存储方式分类按存储方式分类随机存储器随机存储器(RAM)(RAM)随机存取任何单元的数据随机存取任何单元的数据顺序存储器顺序存储器(SAM)(SAM)只能按某种顺序存取数据只能按某种顺序存取数据只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)只能读取任何单元的数据只能读取任何单元的数据按功能和存取速度分类按功能和存取速度分类寄存器型存储器寄存
19、器型存储器CPUCPU内部的寄存器组内部的寄存器组高速缓冲存储器高速缓冲存储器L1 Cache,L2 CacheL1 Cache,L2 Cache主存储器主存储器内部存储器内部存储器辅助存储器辅助存储器外部存储器外部存储器基本要求：存取时间短、存储容量大、价格低基本要求：存取时间短、存储容量大、价格低4.3 存储系统23计算机硬件系统 3.3.层次结构层次结构4.3 存储系统CPU寄存器寄存器高速缓存高速缓存主存储器主存储器辅助存储器辅助存储器海量存储器海量存储器存储容量更大单位价格更高存取速度更快内存外存半导体静态存储器半导体静态存储器半导体动态存储器半导体动态存储器硬盘和软盘硬盘和软盘光盘
20、和磁带光盘和磁带24计算机硬件系统 4.4.性能指标性能指标 存储容量存储容量：存储器可以容纳的信息量。：存储器可以容纳的信息量。例如：半导体存储器例如：半导体存储器64-256MB64-256MB 硬盘硬盘60-160GB60-160GB 存取时间存取时间：指存储器从接到读或写命令：指存储器从接到读或写命令开始，到读写操作完成为止所需时间。开始，到读写操作完成为止所需时间。数据传输率数据传输率：外存与内存交换数据的能：外存与内存交换数据的能力。如硬盘的数据传输率：力。如硬盘的数据传输率：1.25-10MB/s1.25-10MB/s4.3 存储系统25计算机硬件系统二、半导体存储器二、半导体存
21、储器 1.1.分类分类 按制造工艺分类按制造工艺分类双极型半导体存储器双极型半导体存储器TTLTTL型存储器型存储器ECLECL型存储器型存储器高速缓冲存储器高速缓冲存储器MOSMOS存储器存储器SRAMSRAM存取速度快存取速度快高速缓存高速缓存DRAMDRAM集成度高集成度高主存储器主存储器4.3 存储系统按工作性能分类按工作性能分类高速缓冲存储器高速缓冲存储器容量小，速度高。双极型半导体存储器容量小，速度高。双极型半导体存储器主存储器主存储器随机存取存储器随机存取存储器-RAM(SRAM-RAM(SRAM、DRAM)DRAM)只读存储器只读存储器-ROM-ROM辅助存储器辅助存储器半导体
22、盘半导体盘(固态盘固态盘)26计算机硬件系统 2.2.随机存取存储器随机存取存储器-RAM-RAM RAMRandomRAMRandom Access Memory Access Memory 特点特点：存放数据可以随时读写，但断电：存放数据可以随时读写，但断电后后RAMRAM存放的数据全部丢失。存放的数据全部丢失。静态随机存取存储器静态随机存取存储器SRAMSRAM：以反相器交：以反相器交叉耦合构成的触发器作为存储单元，不需定叉耦合构成的触发器作为存储单元，不需定时刷新，存取速度快时刷新，存取速度快高速缓存高速缓存 动态随机存取存储器动态随机存取存储器DRAMDRAM：用开关电容：用开关电容
23、作存储单元作存储单元,定时刷新定时刷新,集成度高集成度高主存储器主存储器4.3 存储系统27计算机硬件系统 3.3.只读存储器只读存储器 ROMReadROMRead Only Memory Only Memory 特点特点：存放的数据只能读出不能写入，：存放的数据只能读出不能写入，但断电后但断电后ROMROM存放的数据仍存在。存放的数据仍存在。系统主板上装有系统主板上装有ROM-BIOSROM-BIOS。4.3 存储系统 MROM-MROM-掩膜掩膜ROMROM PROM-PROM-可编程可编程ROMROMROM EPROM-ROM EPROM-可擦除可擦除可编程可编程ROMROM E E2
24、 2PROM-PROM-电电可擦除可擦除可编程可编程ROMROM flash EPROM-flash EPROM-快可擦除快可擦除可编程可编程ROMROM28计算机硬件系统三、磁表面存储器三、磁表面存储器 1.1.存储原理存储原理 4.3 存储系统 写入时，数据经写入时，数据经编码电路产生相应的编码电路产生相应的电流变化，当数据位电流变化，当数据位为为“1 1”时时,电流发生电流发生极性变换；数据位为极性变换；数据位为“0 0”时时,电流极性不电流极性不变。电流送到磁头线变。电流送到磁头线圈，在磁表面形成与圈，在磁表面形成与数据对应的磁化区。数据对应的磁化区。读出时，把磁头读出时，把磁头的感应
25、信号转换成数的感应信号转换成数据输出。据输出。29计算机硬件系统 2.2.硬盘硬盘(Hard Disk)(Hard Disk)又称硬盘存储器，硬磁盘存储器。又称硬盘存储器，硬磁盘存储器。特点特点：存储容量大、存取速度快：存储容量大、存取速度快 可靠性高、每兆字节成本低可靠性高、每兆字节成本低 温彻斯特技术温彻斯特技术：工作时磁头悬浮在高速：工作时磁头悬浮在高速转动的盘片上方，不与硬盘直接接触。转动的盘片上方，不与硬盘直接接触。其精髓是密封、高速旋转的其精髓是密封、高速旋转的镀磁盘片，镀磁盘片，磁头沿盘片径向移动。磁头沿盘片径向移动。4.3 存储系统30计算机硬件系统 硬盘的工作原理硬盘的工作原
26、理4.3 存储系统 若从查找操作开始，驱动机构根据柱面若从查找操作开始，驱动机构根据柱面地址把磁头向目标磁道移动，并定位在目标地址把磁头向目标磁道移动，并定位在目标磁道上，等待有关信息区段旋转到磁头下，磁道上，等待有关信息区段旋转到磁头下，然后进行读写操作。然后进行读写操作。31计算机硬件系统 硬盘的性能指标硬盘的性能指标 平均访问时间平均访问时间：指磁头从起始位置到达：指磁头从起始位置到达目标磁道位置，并从目标磁道上找到要读写目标磁道位置，并从目标磁道上找到要读写的数据扇区所需的时间。的数据扇区所需的时间。平均访问时间平均寻道时间平均访问时间平均寻道时间 平均等待时间平均等待时间 磁道记录密
27、度磁道记录密度：道密度道密度沿盘片直径方沿盘片直径方向单位长度内的磁道数。向单位长度内的磁道数。位密度位密度磁道上单位长度的数据位数。磁道上单位长度的数据位数。4.3 存储系统32计算机硬件系统 数据传输率数据传输率：指硬盘读写数据的速度。：指硬盘读写数据的速度。其计算公式如下其计算公式如下 数据传输率位密度数据传输率位密度(位位/英寸英寸)转速转速(转转/秒秒)2R()2R(英寸英寸/转转)R R是最内圈磁道半径是最内圈磁道半径 转速转速：指硬盘盘片每分钟转动的圈数。：指硬盘盘片每分钟转动的圈数。也就是主轴转速，单位是也就是主轴转速，单位是rpmrpm。通常的硬盘转速为通常的硬盘转速为520
28、05200、54005400 7200 7200、10000rpm10000rpm4.3 存储系统33计算机硬件系统 硬盘的逻辑容量硬盘的逻辑容量：硬盘的存储格式是按：硬盘的存储格式是按柱面、磁道和扇区来衡量的，柱面是由一组柱面、磁道和扇区来衡量的，柱面是由一组盘片上的同一个磁道垂直形成的同心圆柱。盘片上的同一个磁道垂直形成的同心圆柱。硬盘容量柱面数硬盘容量柱面数磁道数磁道数 扇区数扇区数512B512B 例如例如：通过：通过BIOSBIOS检测发现，某型号硬盘检测发现，某型号硬盘逻辑上的面数为逻辑上的面数为255255，每面有，每面有10271027个磁道个磁道,每每磁道有磁道有6363个扇
29、区，则个扇区，则 硬盘容量硬盘容量255102763512B255102763512B 8.056GB8.056GB4.3 存储系统34计算机硬件系统 硬盘的外部结构硬盘的外部结构4.3 存储系统硬盘使用前要做：物理格式化、分区、高级格式化硬盘使用前要做：物理格式化、分区、高级格式化35计算机硬件系统三、光盘存储器三、光盘存储器 光盘存储器是由光盘、光盘驱动器和光光盘存储器是由光盘、光盘驱动器和光盘控制器组成。盘控制器组成。特点特点：存储容量大、非接触式读写、制：存储容量大、非接触式读写、制作成本低、不怕热和磁、保存携带方便。作成本低、不怕热和磁、保存携带方便。分类分类：只读型光盘：只读型光盘
30、：CD-ROMCD-ROM 一次写型光盘：一次写型光盘：WORMWORM、CD-RCD-R 可重写型光盘：可重写型光盘：CD-RWCD-RW4.3 存储系统36计算机硬件系统 1.1.工作原理工作原理 光盘存储器是利用激光的单色性和相干光盘存储器是利用激光的单色性和相干性性,通过调制激光把数据聚集到记录介质上通过调制激光把数据聚集到记录介质上,使介质的光照区使介质的光照区(直径小于直径小于1m)1m)发生物理和发生物理和化学变化，以写入数据。化学变化，以写入数据。读数据时，利用低功读数据时，利用低功率密度的激光扫描信息轨率密度的激光扫描信息轨道，其反射光通过光电检道，其反射光通过光电检测器检测
31、、解调，从而获测器检测、解调，从而获得所需要的信息。得所需要的信息。4.3 存储系统37计算机硬件系统 2.2.性能指标性能指标 存储容量存储容量：一张光盘的数据存储量。：一张光盘的数据存储量。CD-ROM650MBCD-ROM650MB DVD4.7-17GB DVD4.7-17GB 数据传输率数据传输率：标准速率：标准速率为为150150KB/sKB/s 2x300KB/s(2x300KB/s(倍速倍速)4x600KB/s(4 4x600KB/s(4倍倍速速)48x7200KB/s(48 48x7200KB/s(48倍速倍速)4.3 存储系统38计算机硬件系统 平均访问时间平均访问时间：指
32、光驱在盘上定位并读取一定量的数据指光驱在盘上定位并读取一定量的数据所需要的平均时间。该时间越短，光驱的启所需要的平均时间。该时间越短，光驱的启动速度越快。动速度越快。MPC-3 MPC-3规定：平均访问时间规定：平均访问时间250ms250ms。数据缓冲区数据缓冲区：指光驱内部缓冲存储器的容量。缓冲区指光驱内部缓冲存储器的容量。缓冲区越大，光驱的响应速度越快。越大，光驱的响应速度越快。其大小一般为：其大小一般为：128KB128KB、256KB256KB4.3 存储系统39计算机硬件系统 3.3.外部结构外部结构 光驱控制面板光驱控制面板：立体声耳机插孔、音量：立体声耳机插孔、音量控制、工作状
33、态指示灯、弹出孔、弹出开关控制、工作状态指示灯、弹出孔、弹出开关和光盘托盘。和光盘托盘。光驱控制接口光驱控制接口：电源插口、跳线设置、：电源插口、跳线设置、数据接口、数据接口、EIAJEIAJ插座、音频输出。插座、音频输出。4.3 存储系统40计算机硬件系统四、可移动存储器四、可移动存储器4.3 存储系统U U盘盘移动硬盘移动硬盘41计算机硬件系统4.4 输入设备一、输入设备概述一、输入设备概述 输入输入：指将预备进行处理的数据送入计：指将预备进行处理的数据送入计算机的过程。算机的过程。输入设备输入设备：把程序和原始数据等转变为：把程序和原始数据等转变为计算机能识别的信息存放到存储器中。计算机
34、能识别的信息存放到存储器中。分类分类：字符输入设备：键盘、磁卡机字符输入设备：键盘、磁卡机 指点输入设备：鼠标器、触摸屏指点输入设备：鼠标器、触摸屏 扫描输入设备：扫描仪、条形码扫描输入设备：扫描仪、条形码 语音输入设备：语音输入设备：IBM IBM ViaVoiceViaVoice42计算机硬件系统二、键盘二、键盘 1.1.键盘的结构键盘的结构 结构结构：电路板、按键、外壳。：电路板、按键、外壳。按键按键：用户使用键盘的区域。：用户使用键盘的区域。键盘上键位的排列有一定规律，一般可键盘上键位的排列有一定规律，一般可分为四个区域：分为四个区域：4.4 输入设备打字机键区打字机键区功能键区功能键
35、区编辑键区编辑键区数字键区数字键区43计算机硬件系统 2.2.键盘的工作原理键盘的工作原理 键盘电路大多采用键盘电路大多采用Intel 8048Intel 8048或或80498049单单片机控制的控制电路，该控制电路具有键扫片机控制的控制电路，该控制电路具有键扫描、消颤、生成键扫描码等功能。描、消颤、生成键扫描码等功能。键盘上的按键排列成矩阵形式，用软硬键盘上的按键排列成矩阵形式，用软硬件的方法分别对行、列进行扫描，以获取按件的方法分别对行、列进行扫描，以获取按键的位置，并生成键扫描码。键的位置，并生成键扫描码。单片机将键扫描码以串行方式传输给主单片机将键扫描码以串行方式传输给主机，主机接到
36、后进行如下操作：机，主机接到后进行如下操作：4.4 输入设备44计算机硬件系统 通过接口电路将串行数据转换为并行通过接口电路将串行数据转换为并行数据；数据；由并行接口送给由并行接口送给CPUCPU；由软件将扫描码转换为该键由软件将扫描码转换为该键ASCIIASCII码码.3.3.键盘的种类键盘的种类 机械式键盘、薄膜式键盘、无线键盘机械式键盘、薄膜式键盘、无线键盘 4.4.键盘的接口键盘的接口 ATAT、PS/2PS/2、USBUSB4.4 输入设备45计算机硬件系统三、鼠标器三、鼠标器 鼠标器是一种手持式屏幕定位装置，在鼠标器是一种手持式屏幕定位装置，在图形界面中大多数操作都可用鼠标来完成。
37、图形界面中大多数操作都可用鼠标来完成。机械式鼠标机械式鼠标：移动鼠标时，用滚动小球：移动鼠标时，用滚动小球来进行定位。来进行定位。光电式鼠标光电式鼠标：在特定的反射板上移动鼠：在特定的反射板上移动鼠标，用鼠标底部光电转换装置定位坐标点。标，用鼠标底部光电转换装置定位坐标点。4.4 输入设备46计算机硬件系统4.5 输出设备一、输出设备概述一、输出设备概述 输出输出：指将计算机处理的数据转换为用：指将计算机处理的数据转换为用户需要的形式。户需要的形式。输出设备输出设备：把计算机的处理结果以人们：把计算机的处理结果以人们或现场所接受的形式表达出来的设备。或现场所接受的形式表达出来的设备。分类分类：
38、显示器：字符方式、图形方式显示器：字符方式、图形方式 打印机：击打式、非击打式打印机：击打式、非击打式 绘图仪：平板式、滚筒式绘图仪：平板式、滚筒式 语音输出系统：语音输出、音乐输出语音输出系统：语音输出、音乐输出47计算机硬件系统二、显示设备二、显示设备主机主机显示卡显示卡显示器显示器总线扩展槽总线扩展槽多芯视频电缆多芯视频电缆 1.1.显示卡显示卡 显示卡显示卡(显示适配器、显示接口卡显示适配器、显示接口卡)显示卡是用于将主机中的数字信号转换显示卡是用于将主机中的数字信号转换成图像信号成图像信号并显示在显并显示在显示器上。示器上。4.5 输出设备48计算机硬件系统 显示卡的基本结构显示卡的
39、基本结构 显示卡是由显示芯片、显示内存、显示卡是由显示芯片、显示内存、RAM RAM DACDAC、VGA BIOSVGA BIOS、总线接口等组成。总线接口等组成。显示卡的工作原理示意图显示卡的工作原理示意图PCIPCI总线接口总线接口(数字信号数字信号)显示显示芯片芯片显显存存组组RAMRAMDACDACBIOSBIOSVGAVGA输出输出模拟信号模拟信号4.5 输出设备49计算机硬件系统 显示卡的性能指标显示卡的性能指标 分辨率分辨率：指在显示器屏幕上所能描绘的：指在显示器屏幕上所能描绘的像素个数像素个数(横纵比为横纵比为4:3)4:3)，如，如640*480640*480、800*60
40、0800*600、1024*7681024*768、1280*10241280*1024。颜色深度颜色深度：指能同屏显示的色彩数量，：指能同屏显示的色彩数量，如如8 8、1616、2424、32(24/8)32(24/8)、36(24/12)36(24/12)位。位。显存的容量大小决定了显卡支持的最高显存的容量大小决定了显卡支持的最高分辨率和颜色深度。分辨率和颜色深度。显存分辨率显存分辨率颜色深度颜色深度4.5 输出设备50计算机硬件系统 2.2.CRTCRT显示器显示器(阴极射线管阴极射线管)显示器的工作原理显示器的工作原理 CRTCRT是由电子枪、偏转线圈、荧光粉层、是由电子枪、偏转线圈、
41、荧光粉层、荫罩和玻璃外壳组成，彩色管荫罩和玻璃外壳组成，彩色管三基色。三基色。4.5 输出设备51计算机硬件系统 显示器的分类显示器的分类 按显示颜色按显示颜色：单色显示器、彩色显示器：单色显示器、彩色显示器 按器件材料按器件材料：阴极射线管、液晶显示器：阴极射线管、液晶显示器 等离子体显示器、发光二极管显示器等离子体显示器、发光二极管显示器 按屏幕形状按屏幕形状：球面屏幕、柱面屏幕：球面屏幕、柱面屏幕 平面直角屏幕、纯平面屏幕平面直角屏幕、纯平面屏幕4.5 输出设备52计算机硬件系统 显示器的性能指标显示器的性能指标 屏幕尺寸屏幕尺寸：衡量显示器屏幕大小。：衡量显示器屏幕大小。14 14、1
42、515、1717、2121英寸。英寸。点距点距：指荧光屏上两个相邻的相同颜色：指荧光屏上两个相邻的相同颜色磷光点之间的距离。点距越小，显示图像越磷光点之间的距离。点距越小，显示图像越细腻。细腻。0.28(14 0.28(14in/1024*768)in/1024*768)0.27 0.27、0.260.26、0.25mm0.25mm 分辨率分辨率：指屏幕上可容纳像素的个数，：指屏幕上可容纳像素的个数，它受到屏幕尺寸和点距的限制。它受到屏幕尺寸和点距的限制。4.5 输出设备53计算机硬件系统 扫描方式扫描方式：逐行扫描逐行扫描 隔行扫描隔行扫描 辐射和环保辐射和环保：电脑中多达电脑中多达30%3
43、0%塑料包装可能有含溴阻燃剂。这些材料和另塑料包装可能有含溴阻燃剂。这些材料和另一类环境毒素一类环境毒素PCBPCB有关，怀疑可能对哺乳动物生殖能力有损害。有关，怀疑可能对哺乳动物生殖能力有损害。石墨可以在显示屏、显像管和电容中找到。它损害神经系统石墨可以在显示屏、显像管和电容中找到。它损害神经系统并较高剂量可导致石墨中毒。镉在可充电电池和某些电脑显示器并较高剂量可导致石墨中毒。镉在可充电电池和某些电脑显示器的色彩显象层中存在。镉损害神经系统，高剂量时有毒。的色彩显象层中存在。镉损害神经系统，高剂量时有毒。4.5 输出设备54计算机硬件系统 3.3.液晶显示器液晶显示器(LCD)LCD)LCD
44、LCD是通过液晶材料和彩色过滤器过滤是通过液晶材料和彩色过滤器过滤光源，在平面面板上产生图像。光源，在平面面板上产生图像。优点优点：空间小、重量轻、低功耗：空间小、重量轻、低功耗 性能指标性能指标：屏幕尺寸屏幕尺寸13.313.3、14.1in14.1in 可视角度可视角度水平角度水平角度1401400 0 垂直角度垂直角度1201200 0 显示颜色显示颜色TFT-LCDTFT-LCD DSTN-LCD DSTN-LCD4.5 输出设备55计算机硬件系统三、打印机三、打印机 打印机是用于打印输出计算机的处理结打印机是用于打印输出计算机的处理结果，产生计算机输出的硬拷贝，以便在计算果，产生计算
45、机输出的硬拷贝，以便在计算机之外也可使用计算机的处理结果。机之外也可使用计算机的处理结果。1.1.分类分类4.5 输出设备热敏打印机热敏打印机打印机打印机击打式打印机击打式打印机非击打式打印机非击打式打印机激光打印机激光打印机喷墨打印机喷墨打印机串式打印机串式打印机行式打印机行式打印机56计算机硬件系统 2.2.性能指标性能指标 打印速度打印速度：CPS(CPS(字符字符/秒秒)LPM(LPM(行行/分分)印字质量印字质量：低质量：低质量(草稿质量草稿质量180DPI)400DPI)(400DPI)打印噪声打印噪声：规定不超过：规定不超过55dB55dB。4.5 输出设备57计算机硬件系统 3
46、.3.激光打印机激光打印机 工作过程工作过程：接受由主机发出的信息，然：接受由主机发出的信息，然后进行激光扫描，将要输出的信息在磁鼓上后进行激光扫描，将要输出的信息在磁鼓上形成静电潜像，并转换成磁信号，使碳粉吸形成静电潜像，并转换成磁信号，使碳粉吸附到纸上，经加热定影后输出。附到纸上，经加热定影后输出。特点特点：打印速度高、印字质量高：打印速度高、印字质量高 无噪音、但价格高无噪音、但价格高 典型打印机典型打印机：HP Laser JetHP Laser Jet系列系列 Canon Laser JetCanon Laser Jet系列系列4.5 输出设备58计算机硬件系统 4.4.喷墨打印机喷墨打印机 工作过程工作过程：靠墨水通过精制的喷头射到：靠墨水通过精制的喷头射到纸面上而形成输出的字符或图形。纸面上而形成输出的字符或图形。特点特点：价格便宜、体积小、无噪音：价格便宜、体积小、无噪音 打印质量高，对纸张要求高打印质量高，对纸张要求高 墨水消耗量大墨水消耗量大 典型喷墨打印机典型喷墨打印机：HP Desk JetHP Desk Jet系列系列 CanonCanon喷墨系列等喷墨系列等4.5 输出设备59