微型計算機的硬件系統(tǒng)

1、教案首頁第 4 次課講課題目微型計算機的硬件系統(tǒng)學時2累積學時8編寫時間授課時間目 的 要 求識別微型計算機的硬件并說出其功能。重 點 八、 難 點 八、重點：微型計算機硬件系統(tǒng)組成。難點：存儲器的功能與組成。方 法 步 驟理論講授根據前課所講的計算機系統(tǒng)組成中硬件部分的內容，對照微型計算機的硬件逐一進行講解。教 學 場 所 準 備1、安裝Windows XP操作系統(tǒng)的計算機一臺；2、準備黑板、投影儀等教學設備。審批意見：（教研室或部系主任簽字）年月日教學內容備注【復習提問】復習上節(jié)課內容復習提問【引課】上一講大家對計算機有了一個初步的了解，我們還系統(tǒng)的導入學習了計算機系統(tǒng)的組成，了解到一個完

2、整的計算機系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，這節(jié)課我們就以微型計算機為例，詳細的了解一下它的硬件系統(tǒng)。微型計算機的硬件系統(tǒng)微型計算機是計算機的一種。微機系統(tǒng)的硬件資源指計算機系統(tǒng)中可以看得見摸得著的物理裝置，即機械器件、電子線路等設備。一、微型計算機硬件的典型結構通過系統(tǒng)總線把 CPU存儲器、輸入設備和輸入設備連接起來，實現信息交換。二、微型計算機的硬件組成下面分別介紹微機硬件的組成：細致講解計算機硬1.微處理器件組成中的各部微型計算機的中央處理器（CPU）習慣上稱為微處理器件，讓學員形成良（Microprocessor ），是微型計算機的核心，由運算器和控制器兩部分組好的框圖。成：運算器（也稱執(zhí)行

3、單元）是微機的運算部件；控制器是微機的指揮控制中心。隨著大規(guī)模集成電路的出現，使得微處理器的所有組成部分都集成在一塊半導體芯片上，目前廣泛使用的微處理器有：In tel公司的80486、Pentium （奔騰）、Pentium Pro （高能奔騰）、Pentium MM（多能奔騰）、Pentium U （奔騰二代）、Pentium川（奔騰三代）、Pentium 4 （奔騰四代）以及 AMD公司的 AMDK5 AMDK6 AMDK7、AMDAthlon、AMDDuron等。表征微機運算速度的指標是微機 CPU勺主頻，主頻是CPU的時鐘頻率，主頻的單位是MHZ（兆赫茲），目前微機CPU主頻已達到2

4、GMH或更教學內容備注高。主頻越高，微機的運算速度越快。2 存儲器（1） 內存儲器（主存）存儲容量的表示：最小單位：b 一個二進制的位基本單位：B（ Byte）=8b1KB=1024B=2B1MB=1024KB=fe1GB=1024MB=B1TB=1024GB=2B目前，微型計算機的內存由半導體器件構成。內存按功能可分為兩 種：只讀存儲器（ReadOnly Memory簡稱ROM和隨機存取存貯器（Random Access Memory，簡稱RAM）。ROM勺特點是：存儲的信息只能讀出（取 出），不能改寫（存入），斷電后信息不會丟失。一般用來存放專用的或 固定的程序和數據。RAM的特點是：可以

5、讀出，也可以改寫，又稱讀寫 存儲器。讀取時不損壞原有存儲的內容，只有寫入時才修改原來所存儲 的內容。斷電后，存儲的內容立即消失。內存通常是按字節(jié)為單位編址 的，一個字節(jié)由8個二進制位組成。目前微機內存一般有 64MB 128MB 256MF甚至更多。隨著微機CPU工作頻率的不斷提高，而RAM的讀寫速度相對較慢， 為解決內存速度與CPU速度不匹配，從而影響系統(tǒng)運行速度的冋題，在 CPU與內存之間設計了一個容量較小（相對主存）但速度較快的高速緩 沖存儲器Cache，簡稱快存。CPU訪冋指令和數據時，先訪冋Cache,如 果目標內容已在Cache中（這種情況稱為命中），CPU則直接從Cache 中讀

6、取，否則為非命中，CPU就從主存中讀取，同時將讀取的內容存于 Cache中。Cache可看成是主存中面向CPU的組高速暫存存儲器。這 種技術早期在大型計算機中使用，現在應用在微機中，使微機的性能大通過步步推導講解，強化練習。幅度提高。隨著CPU的速度越來越快，系統(tǒng)主存越來越大，Cache的存儲容量也由128KB 256KB擴大到現在的512KB或2MB Cache的容量并不是越大越好，過大的Cache會降低CPU在 Cache中查找的效率。（2）.外存儲器（輔助存儲器）外存儲器（簡稱外存）又稱輔助存儲器。外存儲器主要由磁表面存儲器和光盤存儲器等設備組成。磁表面存儲器可分為磁盤、磁帶兩大類。軟磁

7、盤存儲器（軟盤）軟磁盤（Floppy Disk ）簡稱軟盤。軟磁盤是一種涂有磁性物質的聚酯 塑料薄膜圓盤。在磁盤上信息是按磁道和扇區(qū)來存放的，軟磁盤的每一面都包含許多看不見的同心圓，盤上一組同心圓環(huán)形的信息區(qū)域稱為磁道，它由外向內編號每道被劃分成相等的區(qū)域，稱為扇區(qū)。如圖所示0磁道n磁道扇區(qū)軟磁盤內部結構圖重點講解軟盤和磁 盤的結構，利用習 題強化理解。畫圖分析非保護保護寫保護口軟盤保護套驅動器軸讀寫孔保護讀寫窗口（a）3.5英寸軟盤外形圖（b） 3.5英寸軟盤結構圖軟盤外形結構圖教學內容備注在微機中使用的通常是3.5英寸軟盤，軟盤封裝在塑料硬套內，如通過習題強化練習圖所示。3.5英寸磁盤的盤

8、面劃分為80個磁道，每個磁道又分割為 18個扇區(qū)，存儲容量為1.44MB存儲容量的具體計算如下：0.5KBX 80X 18X 2=1440 1.44MB (512B=0.5kB)軟磁盤必須置于軟盤驅動器中才能正常讀寫。在把軟盤插入驅動器時應把軟盤的正面朝上，需要注意的是在驅動器工作指示燈亮時不得插入、抽取軟盤，以防損壞軟盤。在微機的使用中，軟盤和軟盤驅動器是一個使用率和故障率都很高的部件。因此在使用軟盤時必須注意：不要觸摸裸露的盤面；不要用重物壓片；不要彎曲或折斷盤片；遠離強磁場；防止陽光照射。硬磁盤存儲器硬磁盤存儲器(Hard Disk )簡稱硬盤。硬盤是由涂有磁性材料的合金圓盤組成，是微機

9、系統(tǒng)的主要外存儲器(或稱輔存)。硬盤有一個重要的性能指標是存取速度。影響存取速度的因素有：平均尋道時間、數據傳輸率、盤片的旋轉速度和緩沖存儲器容量等。一般來說，轉速越高的硬磁盤尋道的時間越短而且數據傳輸率也越高。.光盤存儲器光盤(Optical Disk)存儲器是一種利用激光技術存儲信息的裝置。目前用于計算機系統(tǒng)的光盤有三類：只讀型光盤、一次寫入型光盤和可利用特點分清三種抹型(可擦寫型)光盤。關盤的區(qū)別。.只讀型光盤 CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)是一種小型光盤只讀存儲器.它的特點是只能寫一次，而且是在制造時由廠家用沖壓設備把信息寫入的。寫好后信息將

10、永久保存在光盤上，用戶只能讀取，不能修改和寫入。CD- ROMR大的特點是存儲容量大，一張 CD- ROM光盤，其容量為650MB左右。一次寫入型光盤CD-R可由用戶寫入數據，但只能寫一次，寫入后不能擦除修改。一次寫入多次讀出適用于用戶存儲不允許隨意更改文檔。 可用于資料永久性保存，也可用于自制多媒體光盤或光盤拷貝。可擦寫光盤CD-RW/是能夠重寫的光盤，它的操作完全和硬盤相同， 故稱磁光盤。可反復使用一萬次、可保存 50年以上。MO磁光盤具有可 換性、高容量和隨機存取等優(yōu)點，但速度較慢，一次投資較高。 .DVD光盤 .移動存儲設備根據圖例講解以上介紹的外存的存儲介質，都必須通過機電裝置才能進

11、行信息的 存取操作，這些機電裝置稱為驅動器。例如軟盤驅動器（軟盤片插在驅 動器中讀/寫）、硬盤驅動器、磁帶驅動器和光盤驅動器等。另外， 一般 機器上配置的光驅只能讀取光盤（只讀光驅），而刻錄機的光盤驅動器， 才具有對光盤的讀寫功能。3. 輸入設備.鍵盤根據幻燈圖片展示講解鍵盤（Keyboard）是用戶與計算機進行交流的主要工具，是計算機 最重要的輸入設備，也是微型計算機必不可少的外部設備。鍵盤結構通常鍵盤由三部分組成：主鍵盤，小鍵盤，功能鍵。主鍵盤即通常的英文打字機用鍵（鍵盤中部）小鍵盤即數字鍵組（鍵盤右側與計算器類似）功能鍵組（鍵盤上部、標 F1- F12）注意：這些鍵一般都是觸發(fā)鍵，應 一

12、觸即放，不要按下不放。f 1F9L jF10 FU1,J.JpILJMU軸 Uck縈邊講解邊操作。激發(fā)學員學習興趣。:Ji* ?A*q j LT V V F rrj1 Njm I 1T詁Q IIIi i ju0 PI?J*跖pCapsA SD FGHJ L ：p Enter* i:T+0 Shift ZX I廠 BnmrF F -JZJ LShiftiiL3啲；1CtrlL,AltAltICtvl1je*圖1-7鍵盤結構鼠標鼠標（Mouse又稱為鼠標器，也是微機上的一種常用的輸入設備， 是控制顯示屏上光標移動位置的一種指點式設備。在軟件支持下，通過 鼠標器上的按鈕，向計算機發(fā)出輸入命令，或完成

13、某種特殊操作。目前常用的鼠標器有：機械式和光電式兩類。機械式鼠標底部有一 滾動的橡膠球，可在普通桌面上使用，滾動球通過平面上的滾動把位置 的移動變換成計算機可以理解的信號，傳給計算機處理后，即可完成光 標的同步移動。光電式鼠標有一光電探測器，要在專門的反光板上移動 才能使用。平板上有精細的網格作為坐標。鼠標的外殼底部裝著一個光 電檢測器，當鼠標滑過時，光電檢測根據移動的網格數轉換成相應的電 信號，傳給計算機來完成光標的同步移動。鼠標器可以通過專用的鼠標器插頭座與主機相連接，也可以通過計 算機中通用的串行接口（ RS- 232 C標準接口）與主機相連接。其它輸入設備（掃描儀、光筆、麥克風、數碼相

14、機等等）4. 輸出設備輸出設備是用來輸出經過計算機運算或處理后所得的結果，并將結 果以字符、數據、圖形等人們能夠識別的形式進行輸出。常見輸出設備 有顯示器、打印機、投影機、繪圖儀、聲音輸出設備等。（1）.顯示器顯示器（Monitor ）是微型計算機不可缺少的輸出設備。 用戶可以通教學內容備注過顯示器方便地觀察輸入和輸出的信息。顯示器是用光柵來顯示輸出內容，光柵的像素應越小越好，光柵的密度越高，既單位面積的像素越多，分辨率越高，顯示的字符或圖形也就越清晰細膩。常用的分辨率有：640X 480、800X 600、1024 X 768、1280 X 1024等。像素色度的濃淡變化稱為灰度。顯示器按輸

15、出色彩可分為單色顯示器和彩色顯示器兩大類；按其顯示器件可分為陰極射線管（CRT顯示器和液晶（LCD顯示器；按其顯示器屏幕的對角線尺寸可分為14英寸、15英寸、17英寸和21英寸等幾種。目前微型機上使用彩色 CRT顯示器，便攜機上使用LCD顯示器。分辨率、彩色數目及屏幕尺寸是顯示器的主要指標。顯示器必須配置正確適配器（顯示卡），才能構成完整顯示系統(tǒng)。常見的顯示卡類型有： VGA（Video Graphics Array）:視頻圖形陣列顯示卡，顯示圖形分辨率為640X 480，文本方式下分辨率為 720X 400，支持16色。 SVGA（Super VGA）超級 VGA卡，分辨率提高到 800X6

16、00、1024X 768,而且支持16.7M種顏色，稱為“真彩色”。 AGP( Accelerate Graphics Porter)顯示卡，在保持了 SVGA勺顯示特性的基礎上，米用了全新設計的速度更快的 agps示接口，顯示性能更加優(yōu)良，是目前最常用的顯示卡。（2）.打印機打印機（Printer ）是計算機產生硬拷貝輸出的一種設備，提供用戶通過圖例分析保存計算機處理的結果。打印機的種類很多，按工作原理可粗分為擊打式打印機和非擊打式打印機。目前微機系統(tǒng)中常用的針式打印機（又稱點陣打印機）屬于擊打式打印機；噴墨打印機和激光打印機屬于非擊打式打印機。點陣式打印機：點陣式打印機打印的字符和圖形是以

17、點陣的形式構區(qū)別講解每種打印成的。它的打印頭由若干根打印針和驅動電磁鐵組成。打印時使相應的機的特點。針頭接觸色帶擊打紙面來完成。目前使用較多的是 24針打 印機。針式 打印機的主要特點是價格便宜，使用方便，但打印速度較慢，噪音大。.噴墨打印機：是直接將墨水噴到紙上來實現打印。 噴墨打印機價格 低廉、打印效果較好，較受用戶歡迎，但噴墨打印機使用的紙張要求較 高，墨盒消耗較快。.激光打印機：是激光技術和電子照相技術的復合產物。激光打印機 的技術來源于復印機，但復印機的光源是用燈光，而激光打印機用的是 激光。由于激光光束能聚焦成很細的光點，因此激光打印機能輸出分辨 率很高的色彩好的圖形。激光打印機正

18、以速度快、分辨率高、無噪音等 優(yōu)勢逐步進入微機外設市場，但價格稍高。（3）其它輸出設備5 其它設備總線連接計算機各個部件的一組物理信號線主板簡要介紹機箱底部的印刷線路板，板上有插槽、控制電路、接口、控制開關等 機箱包括外殼（分為臥式、立式），驅動器支架，面板開關、指示燈、電 源等三、計算機系統(tǒng)的性能指標通過實例簡單介紹衡量計算機性能的好壞，主要有以下幾項技術指標。字長（前面已講過，在此作為回顧）是指計算機運算器進行一次基本運算所能處理的二進制位數。字長 越長，計算機的運算速度就越快；可直接尋址的內存空間就越大；運算 精度就越高；計算機系統(tǒng)支持的指令數量越多，計算機性能就越強也就 越強。主頻是指計算機CPU的時鐘頻率。主頻的單位是 MHZ0匕赫茲）。主頻的 大小在很大程度上決定了計算機運算速度的快慢，主頻越高，微機的運 算速度就越快。所以主頻也是計算機的一個重要性能指標。286微機的主頻在4、10MH左間；386微機的主頻在16、40MHZ間；486微機的主 頻在25 J00MHZ間；