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1、第第3 3章硬件系统章硬件系统第1页，本讲稿共35页 冯冯诺依曼体系结构诺依曼体系结构 体系结构指的是体系结构指的是,构成系统主要部件的总体布局、部件的主要构成系统主要部件的总体布局、部件的主要性能以及这些部件之间的连接方式。性能以及这些部件之间的连接方式。冯冯诺依曼体系结构的要点：诺依曼体系结构的要点：计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5 5大大部分组成。部分组成。控制器和运算器是其核心，称为控制器和运算器是其核心，称为CPUCPU按存储程序原理进行工作按存储程序原理进行工作数据和程序以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，
2、存放数据和程序以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放的位置由地址确定的位置由地址确定控制器是根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并控制器是根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行。由一个程序计数器控制指令的执行。第2页，本讲稿共35页 冯冯诺依曼体系结构（续）诺依曼体系结构（续）控制器输入设备运算器（ALU）输出设备存储器第3页，本讲稿共35页计算机硬件体系结构的发展计算机硬件体系结构的发展 v适应串行的算法的体系结构改变为适应并行的算法的计算机体适应串行的算法的体系结构改变为适应并行的算法的计算机体系结构。系结构。v面向高级语言计算机和
3、直接执行高级语言的计算机。面向高级语言计算机和直接执行高级语言的计算机。v硬件系统与操作系统和数据库管理系统软件相适应的计算机。硬件系统与操作系统和数据库管理系统软件相适应的计算机。v从从传传统统的的指指令令驱驱动动型型改改变变为为数数据据驱驱动动型型和和需需求求驱驱动动型型的的计计算算机。机。v各种适应特定应用的专用计算机。各种适应特定应用的专用计算机。v高可靠性的容错计算机。高可靠性的容错计算机。v处理非数值化信息的计算机。处理非数值化信息的计算机。第4页，本讲稿共35页 体系结构的评价标准体系结构的评价标准评价计算机系统的标准有速度、容量、功耗、体积、灵活性、成本等指标。评价计算机系统的
4、标准有速度、容量、功耗、体积、灵活性、成本等指标。常用的计算机评测标准常用的计算机评测标准:v 时钟频率时钟频率(主频主频)v 指令执行速度指令执行速度v 等效指令速度等效指令速度v 数据处理速率数据处理速率(processing data rate(processing data rate，PDR)PDR)v 核心程序法核心程序法 整数测试程序整数测试程序(Dhrystone)(Dhrystone)浮点测试程序浮点测试程序(Linpack)(Linpack)Whetstone Whetstone基准测试程序基准测试程序 SPEC SPEC基准测试程序基准测试程序 TPC TPC基准程序基准程
5、序第5页，本讲稿共35页 微型计算机的硬件结构微型计算机的硬件结构 微型计算机硬件的系统结构与冯微型计算机硬件的系统结构与冯诺依曼结构无本质上的差诺依曼结构无本质上的差异，不过异，不过CPUCPU已被集成在一片大规模或超大规模集成电路上，称已被集成在一片大规模或超大规模集成电路上，称为为MPUMPU。此外，微型计算机内部的连接方式都是采用总线结构。此外，微型计算机内部的连接方式都是采用总线结构。v数数据据总总线线：数数据据总总线线是是传传送送数数据据和和指指令令代代码码的的信信号号线线，它它是双向总线。是双向总线。v地地址址总总线线：地地址址总总线线是是传传送送CPUCPU所所要要访访问问的的
6、存存储储单单元元或或输输入入输输出接口地址的信号线，它是单向总线。出接口地址的信号线，它是单向总线。v控控制制总总线线：控控制制总总线线是是管管理理总总线线上上活活动动的的信信号号线线。控控制制总总线线中中的的信信号号是是用用来来实实现现CPUCPU对对外外部部部部件件的的控控制制、状状态态等等信信息息的的传传送以及中断信号的传送等。送以及中断信号的传送等。第6页，本讲稿共35页 系统主板与时钟频率系统主板与时钟频率v系统主板：又称为底板或母板系统主板：又称为底板或母板,它是整个计算机系统的通信网它是整个计算机系统的通信网,系统单元的每个元器件直接连接到系统主板系统单元的每个元器件直接连接到系
7、统主板,它们通过系统主它们通过系统主板进行数据的交换板进行数据的交换v系统时钟：控制计算机操作的速度，这个速度用兆赫系统时钟：控制计算机操作的速度，这个速度用兆赫（MHzMHz）表示。兆赫等于每秒一百万周期，时钟周期）表示。兆赫等于每秒一百万周期，时钟周期速度越快，则计算机处理信息的速度就越快速度越快，则计算机处理信息的速度就越快第7页，本讲稿共35页 电子数据与指令电子数据与指令电子数据与指令电子数据与指令数数据据与与指指令令是是通通过过两两种种状状态态的的信信号号表表示示,例例如如电电子子电电路路的的开开与与关。它们分别表示二进制关。它们分别表示二进制0 0或或1 1。vASCIIASCI
8、I码码：ASCIIASCII码码是是微微型型计计算算机机中中使使用用最最广广泛泛的的二二进进制制编编码码,使使用用7 7位位分分别别表表示示0 09 9、a az z、A AZ Z以以及及标标点点符号符号,用用8 8位表示特殊字符。主要用于微型计算机位表示特殊字符。主要用于微型计算机vEBCDICEBCDIC码码：用用一一个个字字节节表表示示数数字字和和字字母母等等。主主要要用用于于大大型型机系统机系统vUnicodeUnicode码码：它它是是一一种种1616位位的的编编码码，用用于于支支持持像像中中文文、日日文等国际语言文等国际语言第8页，本讲稿共35页 微处理器微处理器v控控制制单单元元
9、：计计算算机机的的“交交通通警警”，协协调调和和控控制制出出现现在在微微处处理器中的所有操作，还与输入理器中的所有操作，还与输入/输出设备进行通信。输出设备进行通信。v寄寄存存器器：寄寄存存器器的的硬硬件件组组成成相相似似于于内内存存的的单单元元，其其速速度度更更快以及使用方式不同。快以及使用方式不同。专用寄存器：指令寄存器、地址寄存器专用寄存器：指令寄存器、地址寄存器通用寄存器：暂存数据的寄存器通用寄存器：暂存数据的寄存器v算算术术/逻逻辑辑单单元元（ALUALU）：是是计计算算机机的的“计计算算器器”，完完成两种类型的操作。成两种类型的操作。算术操作：加、减、乘、除等运算算术操作：加、减、
10、乘、除等运算逻辑操作：比较操作逻辑操作：比较操作第9页，本讲稿共35页 微处理器芯片微处理器芯片微处理器芯片微处理器芯片vCISCCISC芯片：又称复杂指令集计算机芯片：又称复杂指令集计算机,其指令系统一般多达几其指令系统一般多达几百条指令百条指令,这种技术由这种技术由IntelIntel公司推广公司推广,并且是该公司主流微并且是该公司主流微处理器的基础。例如处理器的基础。例如PentiumPentium和和Pentium 4Pentium 4vRISCRISC芯片：又称简化指令集计算机，其使用较少的指令。芯片：又称简化指令集计算机，其使用较少的指令。MotorolaMotorola、IBMI
11、BM和和AppleApple公司共同开发的公司共同开发的PowerPCPowerPC芯片就是利芯片就是利用了用了RISCRISC技术技术v专用芯片：用于智能卡的微型内置式微处理器。例如专用芯片：用于智能卡的微型内置式微处理器。例如交通卡、社保卡。交通卡、社保卡。第10页，本讲稿共35页存储体系结构存储体系结构通用寄存器堆指令和数据缓冲栈脱机外部存储器（磁带、光盘等）联机外部存储器（磁盘等）主存储器（DRAM）Cache（SRAM）存储容量越来越大速度越来越快第11页，本讲稿共35页 主存储器主存储器主存储器又称为内存储器或内存，是指能够通过指令中主存储器又称为内存储器或内存，是指能够通过指令中
12、的地址直接访问的存储器，它被用来存储正在被的地址直接访问的存储器，它被用来存储正在被CPUCPU使用使用的程序和数据。的程序和数据。随机存储器（随机存储器（RAMRAM）闪存闪存(flash RAM,Flash)(flash RAM,Flash)动态动态RAMRAM（DRAMDRAM）静态静态RAMRAM（SRAMSRAM）只读存储器（只读存储器（ROMROM）可编程只读存储器可编程只读存储器(PROM)(PROM)可删除编程只读存储器可删除编程只读存储器(EPROM)(EPROM)电可删除编程存储器电可删除编程存储器(EEPROM)(EEPROM)互补金属氧化物半导体（互补金属氧化物半导体（
13、CMOSCMOS）磁阻随机存取存储器磁阻随机存取存储器(MRAM)(MRAM)：第12页，本讲稿共35页 主存储器容量主存储器容量主存储器容量主存储器容量存存储储器器的的容容量量是是衡衡量量存存储储器器性性能能的的重重要要指指标标之之一一，以以字字或或字字节节为单位来表示存储器存储单元的总数，就得到了存储器的容量。为单位来表示存储器存储单元的总数，就得到了存储器的容量。v1KB1KB等于等于10241024字节。字节。v1MB1MB等于等于1024102410241024字节。字节。v1GB1GB等于等于102410241024102410241024字节。字节。v1TB1TB等于等于1024
14、1024102410241024102410241024字节字节 。第13页，本讲稿共35页 输入输出系统输入输出系统计算机系统的输入输出系统的基本功能：计算机系统的输入输出系统的基本功能：为数据传输操作选择输入输出设备。为数据传输操作选择输入输出设备。在在选选定定的的输输入入输输出出设设备备和和CPUCPU（或或主主存存储储器器）之之间间交交换换数数据。据。计算机系统有两种体系结构：计算机系统有两种体系结构：v独独立立体体系系结结构构：它它指指的的是是制制造造商商生生产产的的机机器器不不允允许许用用户户进行扩展，即用户不能够通过简单的方式增加新的设备。进行扩展，即用户不能够通过简单的方式增加
15、新的设备。v开开放放体体系系结结构构：它它允允许许用用户户通通过过系系统统主主板板上上提提供供的的扩扩展展槽槽增增加加新新的的设设备备。其其方方法法是是插插入入适适配配卡卡到到系系统统的的主主板板扩扩展展槽槽上上，然然后后通通过过适适配配卡卡的的端端口口和和连连接接电电缆缆连连接接适适配配卡卡和新的外部设备。和新的外部设备。第14页，本讲稿共35页 输入输出原理输入输出原理v程序控制输入输出方式：程序控制输入输出方式又称为应答输程序控制输入输出方式：程序控制输入输出方式又称为应答输入输出方式、查询输入输出方式、条件驱动输入输出方式等。入输出方式、查询输入输出方式、条件驱动输入输出方式等。v中断
16、输入输出方式：采用中断输入输出方式能够克服程序控制输入中断输入输出方式：采用中断输入输出方式能够克服程序控制输入输出方式中输出方式中CPUCPU与外围设备之间不能并行工作的缺点。与外围设备之间不能并行工作的缺点。v直接存储器访问方式：直接存储器服务方式在外围设备与主直接存储器访问方式：直接存储器服务方式在外围设备与主存储器之间建立直接数据通路。在存储器之间建立直接数据通路。在DMADMA方式中，方式中，CPUCPU不仅能够不仅能够与外围设备并行工作，而且整个数据的传送过程不需要与外围设备并行工作，而且整个数据的传送过程不需要CPUCPU干预。干预。第15页，本讲稿共35页 扩展槽与适配卡扩展槽
17、与适配卡 连接系统主板与输入连接系统主板与输入/输出设备输出设备v网网络络适适配配卡卡：简简称称网网卡卡,用用来来连连接接一一台台计计算算机机到到其其他他计计算算机机，或或通通过网络总线连接多台计算机、打印机、服务器等设备。过网络总线连接多台计算机、打印机、服务器等设备。v小小型型计计算算机机接接口口卡卡（SCSISCSI）：它它使使用用计计算算机机的的一一个个扩扩展展槽槽连连接接最最多多达达七七个个设设备备，这种卡主要用于连接打印机、硬盘驱动器和这种卡主要用于连接打印机、硬盘驱动器和CD-ROMCD-ROM驱动器等设备。驱动器等设备。vTVTV调谐卡：利用调谐卡：利用TVTV调谐卡，计算机能
18、在浏览调谐卡，计算机能在浏览InternetInternet的同时，观看电视节目。的同时，观看电视节目。vPCPC卡：又称卡：又称PCMCIAPCMCIA卡，适合便携式计算机的尺寸。卡，适合便携式计算机的尺寸。v其其他他：常常用用的的适适配配卡卡还还有有用用于于匹匹配配各各种种彩彩色色显显示示器器的的视视频频适适配配卡卡、连连接接光光盘盘驱驱动动器器的的CD-ROMCD-ROM卡卡、记记录录和和回回放放数数字字声声音音的的声声卡卡以以及及用用于于连连接接计算机和电话插座的内置式计算机和电话插座的内置式MODEMMODEM卡等。卡等。第16页，本讲稿共35页 系统总线系统总线CPUCPU与外围设
19、备之间传输信息的一组信号线，一般与外围设备之间传输信息的一组信号线，一般PCPC系统系统的总线分为四层的总线分为四层v总线分层总线分层:片内总线是片内总线是CPUCPU内部各功能单元的连线。延伸到内部各功能单元的连线。延伸到CPUCPU外外,又称又称CPUCPU总线。总线。片总线是片总线是PCPC主板上以主板上以CPUCPU为核心与各部件间的直接连线。为核心与各部件间的直接连线。系统总线是主板上适配卡与适配卡之间连接的总线。系统总线是主板上适配卡与适配卡之间连接的总线。外总线是外总线是PCPC与与PCPC之间通信的数据线。之间通信的数据线。v总线性能：时钟频率、总线宽度以及传输速率。总线性能：
20、时钟频率、总线宽度以及传输速率。v总总线线类类型型：工工业业标标准准体体系系ISAISA、外外围围部部件件互互连连PCIPCI以以及及加速图像端口加速图像端口AGPAGP。第17页，本讲稿共35页 端口和连接电缆端口和连接电缆端端口口是是系系统统单单元元和和外外部部设设备备的的连连接接槽槽，连连接接电电缆缆是是端端口口与与输输入入/输出设备之间的连接线。输出设备之间的连接线。v串串行行口口：用用于于连连接接鼠鼠标标、键键盘盘、MODEMMODEM和和许许多多其其他他设设备备到系统单元到系统单元v并并行行口口：用用于于连连接接需需要要在在较较短短距距离离内内高高速速收收发发信信息息的的外外部部设
21、设备备,如打印机如打印机v增增强强并并行行口口（EPPEPP）:由由IntelIntel、XircomXircom、ZenithZenith等等公公司司开开发发的，它实现了外部设备进行双向通信的，它实现了外部设备进行双向通信v扩扩展展并并行行口口（ECPECP）:由由MicrosoftMicrosoft和和HPHP公公司司开开发发的的，它它具具有和增强并行口一样高的速率和双向通信能力有和增强并行口一样高的速率和双向通信能力第18页，本讲稿共35页 端口和连接电缆（续）端口和连接电缆（续）v加加速速图图形形端端口口AGPsAGPs：连连接接显显示示器器，支支持持高高速速图图像像和和其其他他视频的
22、输入视频的输入v通通用用串串行行总总线线USBUSB口口：一一个个USBUSB能能同同时时连连接接多多个个设设备备，它它提供快速的即插即用和热插拔的连接提供快速的即插即用和热插拔的连接v “火火线线”口口：又又称称IEEE1394IEEE1394总总线线，用用于于连连接接高高速速打打印印机和数码相机，并且速度比机和数码相机，并且速度比USBUSB更快更快第19页，本讲稿共35页 键盘和终端键盘和终端v键键盘盘：键键盘盘上上除除了了英英文文的的2626个个字字母母和和0 0到到9 9数数字字等等与与打打字字机机相相同同内内容容外外，还增加了小键盘和一些特殊功能键还增加了小键盘和一些特殊功能键v终
23、端：一种连接大型计算机或计算机网络上的主机和服务器的输入输出设备终端：一种连接大型计算机或计算机网络上的主机和服务器的输入输出设备无处理能力终端：能输入和接收数据，但不能独立处理数据无处理能力终端：能输入和接收数据，但不能独立处理数据智能型终端：包括一个处理器、内存和辅助存储设备，例如智能型终端：包括一个处理器、内存和辅助存储设备，例如Net PCNet PC网络终端：功能和价格低于智能终端，一般依赖网上主机和应用软件进行工作网络终端：功能和价格低于智能终端，一般依赖网上主机和应用软件进行工作InternetInternet终终端端：又又称称WebWeb终终端端，访访问问InternetInt
24、ernet并并在在一一个个标标准准电电视视机机上上显显示示WebWeb页页v终终端端功功能能：信信息息交交换换、数数据据收收集集、查查询询和和事事物物处处理理、远远程程作作业业处处理理以以及及图图形形显示与设计显示与设计第20页，本讲稿共35页 定点输入设备定点输入设备使使用用定定点点设设备备在在显显示示屏屏、文文本本材材料料以以及及图图形形材材料料上上定定位位某某些些信信息息进进行输入行输入v鼠标：相似设备有跟踪球、触摸面和定位杆鼠标：相似设备有跟踪球、触摸面和定位杆v光笔：连接计算机并放置在显示屏旁的特殊的输入笔光笔：连接计算机并放置在显示屏旁的特殊的输入笔v游戏杆：用于计算机动感游戏的操
25、纵游戏杆：用于计算机动感游戏的操纵v触摸屏：覆盖一层塑料的特殊种类的显示屏触摸屏：覆盖一层塑料的特殊种类的显示屏v数字转换器：描绘或拷贝图画或照片的设备数字转换器：描绘或拷贝图画或照片的设备v数码相机：照相机的磁盘或内存中以数字形式记录图像数码相机：照相机的磁盘或内存中以数字形式记录图像 v数字摄像机：将场景以数字形式记录在磁盘或内存中数字摄像机：将场景以数字形式记录在磁盘或内存中 第21页，本讲稿共35页 扫描输入设备扫描输入设备扫描设备以图像形式输入文本、图画或特殊符号扫描设备以图像形式输入文本、图画或特殊符号v像扫描仪：平台式和手持式扫描仪，分辨率单位像扫描仪：平台式和手持式扫描仪，分辨
26、率单位DPIDPIv传传真真机机：传传真真机机将将图图像像转转换换成成一一系系列列的的线线，将将线线又又转转换换成成连连续的信息串进行发送续的信息串进行发送v条条形形码码阅阅读读器器：阅阅读读条条形形码码的的光光电电扫扫描描仪仪，条条形形码码是是垂垂直直斑纹标记，条形码系统有斑纹标记，条形码系统有UPCUPC和和code 39code 39v字符和标记识别设备：字符和标记识别设备：MICRMICR：银行中自动读取支票和存款条上的特殊数字：银行中自动读取支票和存款条上的特殊数字OCROCR：将将源源文文档档内内容容转转换换成成机机器器可可识识别别代代码码，如如公公用用事业和电话的帐单事业和电话的
27、帐单OMROMR：快快速速录录入入设设备备，标标准准化化考考试试和和各各种种统统计计中中得得到到广泛的应用广泛的应用 第22页，本讲稿共35页 语音输入设备语音输入设备将将讲讲话话转转换换成成数数字字代代码码并并输输入入到到计计算算机机，由由麦麦克克风风、声声卡卡和和语语音音输输入入软件系统组成。软件系统组成。v 语音输入系统分语音输入系统分:离离散散语语音音识识别别系系统统：用用户户的的发发音音必必须须是是一一个个单单词词接接着着一个单词，不能连读一个单词，不能连读连续语音识别系统：能根据上下文识别单独的单词和短语连续语音识别系统：能根据上下文识别单独的单词和短语v 语语音音输输入入应应用用
28、：办办公公室室环环境境下下桌桌面面计计算算中中的的一一系系列列应应用用、完完成成人人与与计算机的对话功能以及帮助人类不同语种之间的交流计算机的对话功能以及帮助人类不同语种之间的交流第23页，本讲稿共35页 显示器显示器显示器显示器特征是尺寸和清晰度，常用的特征是尺寸和清晰度，常用的2121寸、寸、1919寸、寸、1717寸、寸、1515寸寸v 标准：表示显示器的分辨能力标准：表示显示器的分辨能力SVGASVGA：高高级级视视频频图图形形阵阵列列，分分辨辨率率800600800600像像数数，用用在在1515寸寸显显示示器器XGAXGA：扩扩展展图图形形阵阵列列，分分辨辨率率1024768102
29、4768像像数数，用用在在1717寸寸和和1919寸显示器寸显示器SXGASXGA：高高级级扩扩展展图图形形阵阵列列，分分辨辨率率1280102412801024像像数数，用用在在1919寸寸和和2121寸示器寸示器UXGAUXGA：超超高高级级图图形形阵阵列列，分分辨辨率率1600120016001200像像数数，用用于于对对图图像像要要求较高的领域和求较高的领域和2121寸显示器中寸显示器中v 类型：类型：阴极射线管阴极射线管CRTCRT：通过光栅扫描方法产生图像：通过光栅扫描方法产生图像平面显示器：常用的等离子和液晶显示器平面显示器：常用的等离子和液晶显示器高清晰度电视机高清晰度电视机H
30、DTVHDTV第24页，本讲稿共35页 打印机打印机打印机打印机通通过过打打印印机机或或绘绘图图仪仪将将信信息息输输出出到到纸纸上上称称为为硬硬拷拷贝贝（显显示器输出称为软拷贝）示器输出称为软拷贝）v 非接触式打印机非接触式打印机喷喷墨墨打打印印机机：喷喷墨墨打打印印机机以以非非常常高高的的速速度度喷喷射射微微滴滴墨墨水水到到打打印印纸纸的的表表面面，不不仅仅产产生生字字符符质质量量的的图图像像，也能打印彩色的图像也能打印彩色的图像激激光光打打印印机机：激激光光打打印印机机使使用用与与复复印印机机相相似似的的技技术术，即利用激光束产生很高质量的字符和图像即利用激光束产生很高质量的字符和图像热热
31、学学打打印印机机：热热学学打打印印机机使使用用热热元元素素在在热热敏敏感感打打印印纸纸上产生字符和图像上产生字符和图像第25页，本讲稿共35页 打印机（续）打印机（续）打印机（续）打印机（续）v 接接触触式式打打印印机机：使使用用“锤锤子子”敲敲击击字字符符形形体体，字字符符形形体体进进一步敲击色带，引起色带上的字符图像印刷在打印纸上一步敲击色带，引起色带上的字符图像印刷在打印纸上点点针针打打印印机机：它它通通过过打打印印头头上上的的细细小小针针所所形形成成的的模模型型打打印字符和图形印字符和图形菊菊花花轮轮打打印印机机：使使用用一一个个塑塑料料或或金金属属打打印印元元素素，其其形形状相似于菊
32、花上的花瓣状相似于菊花上的花瓣行行式式打打印印机机：利利用用一一个个打打印印轮轮或或一一个个运运动动的的链链，一一次次能能够够打印整个一行打印整个一行 第26页，本讲稿共35页 绘图仪绘图仪绘图仪绘图仪绘绘图图仪仪是是用用于于产产生生直直方方图图、地地图图、建建筑筑图图纸纸以以及及三三维维图图表表的的专专用输出设备用输出设备v笔式绘图仪：通过在设计图纸上移动一个水笔或铅笔创建线图笔式绘图仪：通过在设计图纸上移动一个水笔或铅笔创建线图v喷墨绘图仪：通过喷射墨水微滴创建线图和彩色立体图像喷墨绘图仪：通过喷射墨水微滴创建线图和彩色立体图像v静静电电绘绘图图仪仪：使使用用静静电电电电荷荷在在特特殊殊处
33、处理理的的纸纸张张上上创创建建高高分分辨辨率的率的“图像点图像点”v直接成像绘图仪：使用热感应纸和电加热针创建图像直接成像绘图仪：使用热感应纸和电加热针创建图像第27页，本讲稿共35页 软软 盘盘软盘主要用来存储和传输数据文件，包括电子文档、电软盘主要用来存储和传输数据文件，包括电子文档、电子表格以及小型数据库文件。子表格以及小型数据库文件。v软软盘盘：是是一一种种轻轻便便、移移动动式式的的存存储储媒媒体体，常常用用的的是是1.44MB 1.44MB 3 3 1 1/2 2英寸英寸软盘的格式：平面圆片在逻辑上划分成面、磁道和扇区软盘的格式：平面圆片在逻辑上划分成面、磁道和扇区大大容容量量软软盘
34、盘：盒盒式式软软盘盘是是大大容容量量软软盘盘的的标标准准，比比1.44MB 1.44MB 3 3 1 1/2 2英英寸寸软盘更厚，并且需要特殊驱动器软盘更厚，并且需要特殊驱动器ZipZip盘：容量可达盘：容量可达100MB100MB或或250MB250MB超超级级盘盘：容容量量为为120MB120MB，可可以以使使用用1.44MB 1.44MB 3 3 1 1/2 2英英寸寸软软盘盘驱驱动器，主要用于笔记本电脑动器，主要用于笔记本电脑HiFDHiFD盘盘：容容量量可可达达200MB200MB，可可以以使使用用1.44MB 1.44MB 3 3 1 1/2 2英英寸寸软软盘盘驱动器驱动器 第28
35、页，本讲稿共35页 硬硬 盘盘与软盘使用薄的、柔性的塑料盘不同与软盘使用薄的、柔性的塑料盘不同,硬盘使用厚的、刚性硬盘使用厚的、刚性的金属磁盘片。除此之外，硬盘能快速地存储和读取信息，的金属磁盘片。除此之外，硬盘能快速地存储和读取信息，并且其容量远远大于软盘并且其容量远远大于软盘v 硬盘种类：硬盘种类：内置硬盘：简称硬盘，安装在系统单元的内部内置硬盘：简称硬盘，安装在系统单元的内部盒盒式式硬硬盘盘：与与录录音音机机的的磁磁带带一一样样，可可以以方方便便的的移移动动，用用于于作作为为内置硬盘的补充内置硬盘的补充硬硬盘盘组组：存存储储大大容容量量信信息息、可可移移动动的的存存储储设设备备，其其容容
36、量量远远远远大大于上述两种硬盘于上述两种硬盘USBUSB移动硬盘：支持即插即用。移动硬盘：支持即插即用。v硬硬盘盘性性能能的的提提高高：磁磁盘盘缓缓冲冲、价价格格低低廉廉磁磁盘盘的的冗冗余余阵阵列列RAIDsRAIDs和文件压缩和文件压缩/解压缩解压缩第29页，本讲稿共35页 光光 盘盘光光盘盘技技术术中中，通通过过激激光光束束改改变变塑塑料料或或金金属属盘盘片片的的表表面面来来表表示示数数据据，即即二二进进制制的的1 1由由盘盘片片表表面面的的平平坦坦区区域域表表示示，0 0由由不不平平的的区区域表示域表示v 光盘光盘CDCD：最重要指标是旋转速度，如：最重要指标是旋转速度，如2424速、速
37、、3232速等速等CD-ROMCD-ROM：光盘：光盘-只读存储器，相似音乐只读存储器，相似音乐CDCD。只读。只读CD-RCD-R：又称：又称WORMWORM，它代表写一次、读多次，即空白光盘，它代表写一次、读多次，即空白光盘CD-RWCD-RW：可写光盘或可删除光盘：可写光盘或可删除光盘v 数字化视频光盘数字化视频光盘DVD:DVD:DVD-ROMDVD-ROM：数数字字化化视视频频光光盘盘-只只读读存存储储器器，能能存存放放二二小小时时高高质量视频质量视频DVD-RDVD-R：可记录的：可记录的DVDDVD，即写一次，读多次，即写一次，读多次DVD-RAMDVD-RAM：DVD-DVD-
38、随机存取存储器或随机存取存储器或DVD-RWDVD-RW（可写（可写DVDDVD）第30页，本讲稿共35页 闪存和闪存和U U盘盘闪闪存存不不仅仅具具有有RAMRAM内内存存可可擦擦除除、可可编编程程的的优优点点,而而且且还还具具有有ROMROM内内存存的的写写入入数数据据在在断断电电后后不不会会消消失失的的优优点点。USBUSB闪闪存存盘盘普普遍遍采采用用USBUSB接接口口，与与计计算算机机的的理理论论传传输输速速率可达率可达12MB/s12MB/s，具有易扩展、即插即用的优点。，具有易扩展、即插即用的优点。vCompactFlashCompactFlash又又称称CFCF卡卡，是是美美国
39、国SanDiskSanDisk公公司司于于19941994年年推推出出的的，它它广广泛泛应应用用于于笔笔记记本本计计算算机和数字产品中。机和数字产品中。vSmartMediaSmartMedia又又称称SMSM卡卡，是是东东芝芝和和TaecTaec公公司司于于19951995年年1111月发布的。月发布的。第31页，本讲稿共35页 闪存和闪存和U U盘（续）盘（续）Memory Memory StickStick又又称称记记忆忆棒棒，是是索索尼尼公公司司独独立立推推出出的的，它的体积非常小，广泛用于索尼公司的电子产品上。它的体积非常小，广泛用于索尼公司的电子产品上。vU U盘盘它它利利用用当当
40、前前最最为为先先进进的的闪闪存存芯芯片片为为存存储储介介质质，具具有有防防磁磁、防防震震、防防潮潮等等特特性性，其其重重量量15g15g左右，体积如口香糖大小。左右，体积如口香糖大小。第32页，本讲稿共35页 磁磁 带带磁带提供的是顺序化存取方式，即在定位指定文件或歌曲磁带提供的是顺序化存取方式，即在定位指定文件或歌曲位置是，必须访问前面几英寸的磁带。位置是，必须访问前面几英寸的磁带。vDC2000/TravanDC2000/Travan技技术术:这这种种技技术术的的工工作作原原理理称称为为“纵纵向向曲曲线线性性记记录录法法”，它它使使用用一一种种非非常常简简单单的的驱驱动动机机械械与与计计算
41、机的软驱接口相连接算机的软驱接口相连接v数数码码音音频频磁磁带带（DATDAT）技技术术：这这种种技技术术以以螺螺旋旋扫扫描描记记录为基础，将信息转化为数字后再存储下来录为基础，将信息转化为数字后再存储下来v磁道的性能磁道的性能第33页，本讲稿共35页 磁磁 带（续）带（续）QIC DC6000QIC DC6000技术：即通常所讲的数据流带机，技术：即通常所讲的数据流带机，使用非常简单的驱动装置进行纵向记录使用非常简单的驱动装置进行纵向记录v8MM技术：适用于网络和多用户系统的磁带技术技术：适用于网络和多用户系统的磁带技术v数数码码线线性性磁磁带带（DLTDLT）技技术术：DLTDLT技技术术
42、采采用用单单轴轴1/21/2英英寸寸磁磁带带仓仓，以以纵向曲线记录法为基础纵向曲线记录法为基础v线线性性磁磁带带开开放放（LTOLTO）技技术术：LTOLTO技技术术结结合合了了线线性性多多通通道道、双双向向磁磁带带格格式式的的优优点点，基基于于服服务务系系统统、硬硬件件数数据据压压缩缩、优优化化的的磁道面和高效率纠错技术，来提高磁道的性能磁道面和高效率纠错技术，来提高磁道的性能第34页，本讲稿共35页 本章小结本章小结计算机硬件的发展有两大趋势计算机硬件的发展有两大趋势:一是巨型机，即向超高速、大容量、实时和智能化方向发展；一是巨型机，即向超高速、大容量、实时和智能化方向发展；二是向微型化、
43、低功耗、低价格方向发展。二是向微型化、低功耗、低价格方向发展。本章以微型计算机为主线本章以微型计算机为主线,介绍了计算机的体系结构及运算介绍了计算机的体系结构及运算器、控制器、存储器和输入输出设备等基本部件。在后续课程器、控制器、存储器和输入输出设备等基本部件。在后续课程中，通过计算机组成与体系结构、微机原理及其应用、单片机中，通过计算机组成与体系结构、微机原理及其应用、单片机及应用、接口与通信等课程的学习，进一步掌握汇编语言编程、及应用、接口与通信等课程的学习，进一步掌握汇编语言编程、计算机的工作原理、输入输出方式以及并行处理等先进的计算计算机的工作原理、输入输出方式以及并行处理等先进的计算机体系，并能运用这些技术设计或开发计算机控制系统。机体系，并能运用这些技术设计或开发计算机控制系统。第35页，本讲稿共35页