第三章计算机硬件系统(1)
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大学计算机基础(科学版)电子教案
大学计算机基础(科学版)电子教案第一章：计算机概述1.1 计算机的发展史1.2 计算机的分类与特点1.3 计算机硬件系统1.4 计算机软件系统第二章：操作系统2.1 操作系统概述2.2 Windows操作系统2.3 Linux操作系统2.4 操作系统的基本操作第三章：计算机网络3.1 计算机网络概述3.2 网络协议与网络结构3.3 Internet的基本应用3.4 网络安全与防护第四章：程序设计基础4.1 程序设计概述4.2 算法与数据结构4.3 常见编程语言及其特点4.4 编程实践第五章：数据库系统5.1 数据库概述5.2 关系型数据库5.3 SQL语言5.4 数据库应用实例第六章：计算机组成原理6.1 计算机体系结构6.2 中央处理器（CPU）6.3 存储器层次结构6.4 输入输出系统第七章：计算机图形学7.1 计算机图形学概述7.2 图形表示与变换7.3 图形绘制算法7.4 计算机动画与虚拟现实第八章：算法设计与分析8.1 算法概述8.2 算法设计方法8.3 算法分析与评价8.4 常用算法及其实现第九章：软件工程9.1 软件工程概述9.2 软件开发过程与管理9.3 软件设计与测试9.4 软件项目管理第十章：计算机应用领域10.1 计算机在科学研究中的应用10.2 计算机在工程设计中的应用10.3 计算机在医学领域的应用10.4 计算机在教育与娱乐领域的应用第十一章：计算机编程语言11.1 编程语言概述11.2 高级编程语言的特点与分类11.3 面向对象编程11.4 编程语言的选择与使用第十二章：软件工具与开发环境12.1 软件工具的分类与作用12.2 集成开发环境（IDE）12.3 版本控制系统12.4 软件开发辅助工具的使用第十三章：数据库管理系统13.1 数据库管理系统概述13.2 关系型数据库的创建与管理13.3 数据库查询语言SQL13.4 数据库设计与管理第十四章：大数据与数据挖掘14.1 大数据概述14.2 数据挖掘技术14.3 常用大数据处理工具与技术14.4 大数据应用案例分析第十五章：网络安全与信息安全15.1 网络安全概述15.2 计算机病毒与恶意软件15.3 数据加密与安全协议15.4 信息安全策略与实践重点和难点解析本教案涵盖了计算机科学的基础知识，重点和难点如下：第一章至第五章主要介绍了计算机的基本概念、操作系统、计算机网络、程序设计基础和数据库系统。
第3章 计算机硬件系统 习题与答案
第三章习题（P90-92）一、复习题1．计算机由哪几部分组成，其中哪些部分组成了中央处理器？答：计算机硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成其中，运算器和控制器组成中央处理器（CPU）。
（P72）2．试简述计算机多级存储系统的组成及其优点。
答：多级存储系统主要包括：高速缓存、主存储器和辅助存储器。
把存储器分为几个层次主要基于下述原因：（1）合理解决速度与成本的矛盾，以得到较高的性能价格比。
（2）使用磁盘、磁带等作为外存，不仅价格便宜，可以把存储容量做得很大，而且在断电时它所存放的信息也不丢失，可以长久保存，且复制、携带都很方便。
(P76-P77)3．简述Cache的工作原理，说明其作用。
答：Cache的工作原理是基于程序访问的局部性的。
即主存中存储的程序和数据并不是CPU每时每刻都在访问的，在一段时间内，CPU只访问其一个局部。
这样只要CPU当前访问部分的速度能够与CPU匹配即可，并不需要整个主存的速度都很高。
Cache与虚拟存储器的基本原理相同，都是把信息分成基本的块并通过一定的替换策略，以块为单位，由低一级存储器调入高一级存储器，供CPU使用。
但是，虚拟存储器的替换策略主要由软件实现，而Cache的控制与管理全部由硬件实现。
因此Cache效率高并且其存在和操作对程序员和系统程序员透明，而虚拟存储器中，页面管理虽然对用户透明，但对程序员不透明；段管理对用户可透明也可不透明。
Cache的主要作用是解决了存储器速度与CPU速度不匹配的问题，提高了整个计算机系统的性能。
(P79)4．描述摩尔定律的内容，并说明其对于计算机的发展具有怎样的指导意义。
答：摩尔定律（Moore law）源于1965年戈登·摩尔（Gordon Moore，时任英特尔(Intel)公司名誉董事长）的一份关于计算机存储器发展趋势的报告。
根据他对当时掌握的数据资料的整理和分析研究，发现了一个重要的趋势：每一代新芯片大体上包含其前一代产品两倍的容量，新一代芯片的产生是在前一代产生后的18-24个月内。
计算机二级-计算机基础知识点
计算机基础第一章 计算机的发展§1.1计算机的发展史1.ENIAC（埃尼阿克）：战争催生了第一台电子计算机，30多吨重，170平方，速度却很低下，1946年（20世纪40年代）产于美国。
2.冯·诺依曼：现代计算机之父。
冯·诺依曼计算机原理：①采用二进制：在计算机内部，程序和数据采用二进制形式进行存储。
②程序储存，自动执行：程序和数据存放在存储中，无需人工进行干涉。
3.发展历程：采用不同元件：①电子管：稳定性好，功耗和体积大；②晶体管：体积小；③中小规模集成电路：集成度越高，体积越小功耗越低；④大规模超大规模集成电路：集成度越高，体积越小功耗越低。
4.电子计算机的发展过程：（年份&器件考的最多，其他不考）§1.2计算机的应用、特点和分类1.计算机的特点：（不常考）①高速精确的运算能力；②准确的逻辑判断能力；③强大的存储能力；④自动功能；⑤网络与通信功能。
2.计算机的应用：①早期：主要用于大型计算；②现在：应用广泛：a.科学计算：·进行数值运算；推动科研技术的发展；·应用领域：基因测序/轨道计算/天气预报/云计算。
b.数据/信息处理：·进行非数值运算；图像、文字、声音等信息处理；·典型应用：OA办公系统。
c.过程控制：（实时控制）应用于工业制造；d.计算机辅助：·让计算机代替人的部分工作·CAD计算机辅助设计；CAM计算机辅助制造；CAI计算机辅助教育；·CAT计算机辅助技术；CIMSS计算机集成制造系统。
e.网络通信：购物、聊天、搜索；f.人工智能：游戏中的人机对战模式；g.多媒体应用：文本、图像、声音、视频；h.嵌入式系统：mp3、相机、手机、电视。
§1.3未来计算机发展趋势（不考？了解一下即可）1.发展方向：①巨型化：计算速度更快、存储容量更大、功能更完善、可靠性更高、运算速度可达万万亿次/秒、存储容量超过几百T字节。
计算机硬件体系结构
3.2 微型计算机主机结构
3.2.3 主板
主板是电脑中各种设备的连接载体。它提供了CPU、各种 接口卡、内存条和硬盘、软驱、光驱的插槽，其它的外部设备 也会通过主板上的I/O接口连接到计算机上。
3.2 微型计算机主机结构
3.2.3 主板
主板上的主要部件： 1，三大芯片：
• • • 北桥芯片：主桥。负责CPU和内存及显卡之间的数据传输。 南桥芯片（包含了CMOS芯片） ：负责CPU和低速设备之间的数据 传输。 BIOS芯片：BIOS程序；CMOS参数设置程序；自检自举；。
Intel公司
• Intel公司创建于1968年，是生产 CPU的“老大”。
• Intel领导着CPU的世界潮流，从 286、386、486、Pentium、 Pentium Pro、PentiumⅡ、 PentiumⅢ， Pentium 4到现在主
流的酷睿2 ，可以说intel公司的
发展史就是pc机的发展史。
AMD公司
• AMD创办于1969年，AMD是目前惟一 能与Intel竞争的CPU生产厂家，AMD公 司的产品形成了以Duron(毒龙), Athlon (速龙), Sempron(闪龙)为核心的一系列产 品。速龙和奔腾一样是高端,闪龙和赛扬 一样是低端产品,毒龙以前的代号,现在 基本不用 • Intel的工艺更好，所以同档次的、同时 期的CPU当中，AMD比Intel稍微差一点。 不过AMD的性价比更好。
BIOS中主要存放：
● 主要I／O设备的驱动程序和中断服务：它是微机系统软、 硬件之间的一个可编程接口，用于程序软件功能与微机 硬件实现的衔接。 DOS/Windows操作系统对软、硬盘、 光驱与键盘、显示器等外围设备的管理即建立在系统 BIOS的基础上。 ● CMOS设置程序：引导过程中，用特殊热键启动，进行 设置后，存入CMOS RAM中；
第3章--计算机体系结构
1.则中断级屏蔽位如何设置？ 2.假设在用户程序执行过程中同时出现1，2，3， 4四个中断请求，请画出程序运行过程示意图？
第3章作业2
假设系统有4个中断级，则中断响应次序是 1 2 3 4，如果中断处理次序是4 2 3 1
1.则中断级屏蔽位如何设置？ 2.假设在用户程序执行过程中同时出现1，2，3， 4四个中断请求，请画出程序运行过程示意图？
0
习题3-5
(1)当中断响应次序为1 2 3 4时，其中断处 理次序是？
(2)如果所有的中断处理都各需3个单位时间，中断 响应和中断返回时间相对中断处理时间少得多。 当机器正在运行用户程序时，同时发生第2、3级 中断请求，过两个单位时间后，又同时发生第1、 4级中断请求，请画出程序运行过程示意图?
中断级屏蔽位的设置
中断 处理 程序 级别 第1级 第2级 第3级 第4级 第5级 中断级屏蔽位
1级 1
0 0 0 0
2级 1
1 0 1 1
3级 1
1 1 1 1
4级 1
0 0 1 0
5级 1
0 0 1 1
具体执行 过程如图:
第3章作业1
假设系统有4个中断级，则中断响应次序是 1 2 3 4，如果中断处理次序是1 4 2 3
中断的响应次序和处理次序
中断的响应次序
中断的响应次序是同时发生多个不同中断类的中断 请求时，中断响应硬件中排队器所决定的响应次序 中断响应的次序是用硬件---排队器---来实现的。
排队器重的次序是由高到低固定死的。
中断处理次序：
中断的处理要由中断处理程序来完成，而中断处理 程序在执行前或执行中是可以被中断的，这样，中 断处理完的次序（简称中断处理次序）就可以不同 于中断响应次序。
第三章 微型计算机系统
只读存储器（Read Only Memory ）简称ROM， 一般不能写入，即机器掉电，这些数据 也不会丢失。用于存放重复使用固定不 变的程序，典型的如ROM BIOS，用于存 放计算机启动所需指令。 另外，PROM为一次可编程ROM，EPRO M为可擦除可编程ROM。新型的FROM 为电可擦除可编程ROM。
声卡
投影机
实物投影机
外存储器
功能和特点：
外存储器用来存放需要永久保存的或相 对来说暂时不用的各种数据和程序。外存储 器不能被CPU直接访问，必须通过专门设备将 存储在外存中的信息先调入内存中才能为CPU 所利用。外存存取速度慢，但存储容量大， 价格低廉，而且大部分可以移动，便于不同 计算机之间进行信息交流。
内存一般采用半导体存储单元，包括随即
存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM ）和闪存和CMOS。
常见的几种内存条
随机存取存储器（Random Access Memory）简称RA M，信息既可以读取，也可以写入，当机器电源 关闭时，存于其中的数据就会丢失。负责临时存 放CPU处理的数据和处理这些数据的程序。 RAM可以分为动态RAM（DRAM）和静态RAM （SRAM），两者区别在于DRAM采用电容上的 电荷有无来表示1和0，所以需要定期刷新，而S RAM采用触发器的开关表示1和0，无需刷新， 速度比DRAM快。
常用输出设备：
微型计算机中常用的输出设备有显示器、 打印机、绘图仪、投影机等。
显示器
显示器由监视器和显示控制适配器（显示 卡）组成。显示器可以分为单色显示器和彩色 显示器两种。有CRT显示器和液晶显示器主要 性能指标为分辨率。目前常用显示器分辩率为 800 × 600、1024 × 768等。
大学计算机基础第三章-微型计算机硬件组成
外部设备
大学计算机基础
大学计算机基础
3.2 微型计算机硬件系统
3.2.1 CPU 3.2.2 主板 3.2.3 存储器 3.2.4 总线与接口 3.2.5 输入/输出设备
大学计算机基础
3.2.1 CPU
1. CPU分类 CPU组成：运算器、控制器和寄存器组，通过内部数 据总线传送信息。 CPU有通用CPU和嵌入式CPU。其区别主要在于应 用模式的不同。
- ④ 外存储器容量 指硬盘容量
- ⑤ 配置的外部设备
大学计算机基础
3. 微型计算机的发展方向
–① 高速化 处理器主频 –② 超小型化 典型的标志是笔记本电脑和PDA
的流行。 –③ 多媒体化 全新的多、虚拟现实技术 和发展多媒体通信等。 –④ 网络化 网络计算机、具有联网功能的 PDA以及各种类型的个人计算机等正在飞速发展。 –⑤ 隐形化 今后将摆脱显示屏、键盘加主机 的传统形象，电视计算机、影音计算机等将大量 出现。
• 通用CPU追求高性能，功能比较强，能运行复杂的 操作系统和大型应用软件；
• 嵌入式CPU则强调处理特定应用问题的高性能，主 要用于运行面向特定领域的专用程序，配备轻量级操 作系统，在功能和性能上有很大的变化范围。
大学计算机基础
2.衡量CPU性能的主要技术指标
1. CPU字长 CPU内部各寄存器之间一次能够传送的数据位。即同一时间能一次处理的 二进制数的位数。下一步的主流CPU是64位。
大学计算机基础
微机主板结构图 CPU插槽
内存插槽
芯片组 电池 总线插槽
鼠标插口 键盘插口
大学计算机基础
图3-2.2 微机主板图
并行接口
USB接口
串行接口
1. CPU插槽
《计算机的硬件系统》教案
根据功能和特点，输入输出设备可以 分为多种类型，如接触式和非接触式 输入设备、有线和无线输出设备等。
输出设备
用于将计算机处理后的数据和信息输 出的设备，如显示器、打印机、音响 等。
常见的输入设备
键盘
键盘是最常见的输入设备之一 ，通过按键输入字符、数字和
命令。
鼠标
鼠标用于选择、拖动、点击等 操作，是图形界面中常用的输 入设备。
升级硬件
根据需要升级硬件设备，如增加 内存、更换硬盘等，以提高计算
机的性能和存储能力。
硬件故障的诊断与排除
01
02
03
观察法
通过观察计算机的外观、 指示灯等状态，初步判断 硬件故障的原因。
替换法
用正常工作的部件替换可 能存在故障的部件，以确 定故障所在。
诊断工具
使用专业的硬件诊断工具 ，如诊断卡、软件诊断工 具等，对硬件故障进行定 位和排查。
详细描述
计算机硬件系统是计算机中实现各种功能的物理基础，包括 中央处理器、内存储器、输入输出设备等。这些硬件设备通 过特定的电路和接口相互连接，协同工作，以实现数据存储 、处理和传输等功能。
计算机硬件系统的分类
总结词
根据功能和结构的不同，计算机硬件系统可以分为多种类型，如通用计算机、服务器、工作站、嵌入式计算机等 。
《计算机的硬件系统》教案
汇报人： 202X-01-07
目录
• 计算机的硬件系统概述 • 中央处理器 • 存储器 • 输入输出设备 • 计算机硬件系统的维护与优化
01
计算机的硬件系统概述
计算机硬件系统的定义与组成
总结词
计算机硬件系统是计算机中看得见、摸得着的物理装置的总 称，由运算器、控制器、存储器、输入输出设备等组成。
计算机的基本组成部分及其工作原理
辅助教学软件（CAI）等
3.1.2 应用软件
❖ 系统软件与应用软件： 系统软件是以利用计算机本身的逻辑功 能，合理地组织用户使用计算机的硬件 和软件资源，以充分利用计算机的资源， 最大限度地发挥计算机效率，便于用户 使用、管理为目的。
而应用软件是用户利用计算机和它所提 供的系统软件，为解决自身的、特定的 实际问题而编制的程序和文档。
③．扇区(sector)：将各个磁道分成的若干个扇形的区域。 扇区是软盘的基本存储单位，一个扇区称为一个记录，计算 机在读、写数据时总是以一个或几个完整的扇区为单位。
扇区的编号从1开始。每个磁道上的扇区数可为8、9、 15或18。每个扇区存储512个字节。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 编译方式是用编译程序把用户高级语言源程序 整个地翻译成机器指令表示的程序，然后再执 行这个目标程序，最后得到计算机结果。 解释方式是用解释程序把用户高级语言源程序 逐句地进行翻译，译出一句即执行一句，边解 释边执行。 高级语言的出现是计算机发展中“最惊人的成 就”，高级语言不再依赖于机器，具有通用性。
3.1.2 系统软件
❖ 2)支撑软件 是支持其他软件的编制和维护的软件，是为 了对计算机系统进行测试、诊断和排除故障， 进行文件的编辑、传送、装配、显示、调试， 以及进行计算机病毒检测、防治等的程序。
3.1.2 系统软件
❖ 3)编译系统 要使计算机能够按照人的意图去工作， 就必须使计算机能接受人向它发出的各 种命令和信息，这就需要有用来进行人 和计算机交换信息的“语言”。 计算机语言有： 机器语言 汇编语言 高级程序设计语言。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 一种接近于自然语言，又可以使用数学表达式，还 相对独立于机器的工作方式。 高级语言并不能被机器所识别，必须要有一个能将 高级语言程序“翻译”成计算机所能识别的机器语 言目标程序的翻译程序。 被编译的程序叫源程序或源代码，经过翻译程序 “翻译”出来的结果程序称为目标程序。翻译程序 通常有编译和解释两种典型的实现途径。
3.1.2 应用软件
❖ 系统软件与应用软件： 系统软件是以利用计算机本身的逻辑功 能，合理地组织用户使用计算机的硬件 和软件资源，以充分利用计算机的资源， 最大限度地发挥计算机效率，便于用户 使用、管理为目的。
而应用软件是用户利用计算机和它所提 供的系统软件，为解决自身的、特定的 实际问题而编制的程序和文档。
③．扇区(sector)：将各个磁道分成的若干个扇形的区域。 扇区是软盘的基本存储单位，一个扇区称为一个记录，计算 机在读、写数据时总是以一个或几个完整的扇区为单位。
扇区的编号从1开始。每个磁道上的扇区数可为8、9、 15或18。每个扇区存储512个字节。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 编译方式是用编译程序把用户高级语言源程序 整个地翻译成机器指令表示的程序，然后再执 行这个目标程序，最后得到计算机结果。 解释方式是用解释程序把用户高级语言源程序 逐句地进行翻译，译出一句即执行一句，边解 释边执行。 高级语言的出现是计算机发展中“最惊人的成 就”，高级语言不再依赖于机器，具有通用性。
3.1.2 系统软件
❖ 2)支撑软件 是支持其他软件的编制和维护的软件，是为 了对计算机系统进行测试、诊断和排除故障， 进行文件的编辑、传送、装配、显示、调试， 以及进行计算机病毒检测、防治等的程序。
3.1.2 系统软件
❖ 3)编译系统 要使计算机能够按照人的意图去工作， 就必须使计算机能接受人向它发出的各 种命令和信息，这就需要有用来进行人 和计算机交换信息的“语言”。 计算机语言有： 机器语言 汇编语言 高级程序设计语言。
3.1.2 系统软件
❖ (3)计算机高级语言 一种接近于自然语言，又可以使用数学表达式，还 相对独立于机器的工作方式。 高级语言并不能被机器所识别，必须要有一个能将 高级语言程序“翻译”成计算机所能识别的机器语 言目标程序的翻译程序。 被编译的程序叫源程序或源代码，经过翻译程序 “翻译”出来的结果程序称为目标程序。翻译程序 通常有编译和解释两种典型的实现途径。
微型计算机硬件组成
CPU
早期使 用过的 微处理 器
CPU
Pentium 4微处理器和 Itanium微处理器内部
结构照片
国产CPU——龙芯
标志着我国在现代通用微处 理器设计方面实现了“零” 的突破，打破了我国长期依 赖国外CPU产品的无芯的历
史。
存储器
01
内部存储器
02
访问速度快
03
信息暂时性
04
相对价格高
05
3.2.2 CPU
• CPU字长：内部各寄存器之间一次能够传递的数据位 • 位宽 与外部设备之间一次能够传递的数据位 • x位CPU 通常用CPU字长和位宽来称呼CPU。例如，Pentium CPU
字长是32位，位宽是64位，称为超32位CPU。 • CPU外频：CPU总线频率 • CPU主频：CPU内核电路的实际工作频率 • 生产工艺技术：通常用微米数字来描述
总线与接口
总线：微处理器与各部件和外围设备共用的连接线路
处理器
存储子 系统
I/O子 系统
总线分类
地址总线:传输地址信息 数据总线:传输数据信息 控制总线:传输控制信息
连接对象
内部总线：连接CPU的各个组成部 件（芯片内部） 系统总线：连接计算机中各大部件 外部总线：连接计算机和外部设备
传输对象
并行总线:通信速度快、实时性好 串行总线:简易、方便、灵活
CPU
Cache
RAM
外部存储器
软盘
用表面涂有磁性材料柔软的 聚酯材料制成 读写软盘时，磁头直接接触 盘面。常用软盘容量为 1.44MB
❖将盘片逻辑地划分成若干个同心圆，每个同心圆称为一 个磁道，最外面的一个同心圆为0磁道。 ❖磁道又等分成若干段，每段称为一个扇区。一个扇区一 般可存放512B的数据。 磁盘的存储容量可由下面的公式求出： 磁盘总容量 = 磁道数×扇区数×磁面数×扇区字节数
计算机硬件和软件
ASCII码基本规律如下： 41H~~5AH: “A”~~ “Z” 61H~~7AH: “a”~~ “z” 0AH: 换行符号LF 0DH: 回车符号CR 30H~~39H: “0”~~ “9”
或者
计算机硬件工作过程
3.2续
运算器
内存储器
控制台
电源
控制器
接通电源
启动控制器工作
发送指令地址
取出的指令
*
3.1 续
小型机 特点： 专用操作系统，常采用多CPU结构，具有较大容量的内在和多台 大容量硬盘，数据处理功能较强，实时处理性能比较好等。 适用范围： 作为联机事务处理系统有服务器，或作为有较大数据流量的局域 网服务器。 个人计算机PC 按所适用的业务范围分为：商用机、家用机。 按外形大小分为：台式机、便携机。 便携式分为笔记本型、掌上型 PDA(Personal Digital Assistant)
*
CPU & 主存
CPU
主存
数据总线 控制总线
输入 设备
输出 设备
辅助 存储
3.6辅助存储设备(外存）
辅助存储器又称外存储器（Secondary storage）简称外存，是挂接在计算机上的外部存储设备。它通过总线与主板相连，在关机时不会丢失信息 。 特点：数据存储容量大，可长期保存。读写速度比内存慢得多。 磁盘(magnetic disk) 软盘和硬盘；移动硬盘 磁带(magnetic tape) RAID（冗余独立磁盘阵列）系统 PC卡/内存卡 快速存储器(flash memmory) USB FLASH盘（又称优盘和闪盘） 光存储器(optical storage)或光盘(optical disk) 只读光盘CD-ROM；数字视频盘(DVD)；一次写光盘（WORM） 磁光盘
或者
计算机硬件工作过程
3.2续
运算器
内存储器
控制台
电源
控制器
接通电源
启动控制器工作
发送指令地址
取出的指令
*
3.1 续
小型机 特点： 专用操作系统，常采用多CPU结构，具有较大容量的内在和多台 大容量硬盘，数据处理功能较强，实时处理性能比较好等。 适用范围： 作为联机事务处理系统有服务器，或作为有较大数据流量的局域 网服务器。 个人计算机PC 按所适用的业务范围分为：商用机、家用机。 按外形大小分为：台式机、便携机。 便携式分为笔记本型、掌上型 PDA(Personal Digital Assistant)
*
CPU & 主存
CPU
主存
数据总线 控制总线
输入 设备
输出 设备
辅助 存储
3.6辅助存储设备(外存）
辅助存储器又称外存储器（Secondary storage）简称外存，是挂接在计算机上的外部存储设备。它通过总线与主板相连，在关机时不会丢失信息 。 特点：数据存储容量大，可长期保存。读写速度比内存慢得多。 磁盘(magnetic disk) 软盘和硬盘；移动硬盘 磁带(magnetic tape) RAID（冗余独立磁盘阵列）系统 PC卡/内存卡 快速存储器(flash memmory) USB FLASH盘（又称优盘和闪盘） 光存储器(optical storage)或光盘(optical disk) 只读光盘CD-ROM；数字视频盘(DVD)；一次写光盘（WORM） 磁光盘
计算机硬件系统 (1)
计算机硬件系统1.有关存储地址的说法，不正确的是（）o ［单选题］*A.地址与存储单元是一一对应的关系B.存储单元的地址编号是人为手工划分的（正确答案）C.将存储单元按顺序编号，这些编号称为地址D.存储数据时必须先通过地址找到存储单元2.计算机指令通常包含以下（）两部分。
［单选题I*A.数据和字符B.操作码和地址码（正确答案）C.运算符和数据D.被运算数和结果3.一条计算机指令中规定其执行功能的部分称为（）。
［单选题］*A.操作码（正确答案）B.数据码C.源地址码D.目标地址码4.（）是指示计算机执行某种操作的命令，它由一串二进制数码组成。
［单选题］*A.程序B.文档C.指令（正确答案）D.文件5.冯•诺依曼为现代计算机的结构奠定了基础，他的主要设计思想是（）o ［单选题］A.存储程序（正确答案）B.采用电子元件C.虚拟存储D.数据存储6.计算机中，运算器的主要功能是进行（）o ［单选题］*A.加减乘除运算B.与、或运算C.算术和逻辑运算（正确答案）D.初等函数运算7.控制器的主要作用是（）。
［单选题］*A.指挥和控制计算机各部分协调工作（正确答案）8.算术运算和逻辑运算C.进行存取数据D.可以从控制器输出数据8,随机存储器RAM的特点是（）。
［单选题］*A.RAM中既可写入信息，也可读出信息正确答案）B.RAM中只能写入信息C.RAM中只能读出信息D.RAM中既不可写入、也不可读出信息9.只读存储器ROM的特点是（）。
［单选题］*A.可以读且可方便地写入B.只可写入C.可以读出但不可写入（正确答案）D.不可读也不可写入10. U盘中的信息必须首先调入（），然后才能被计算机运行。
［单选题］*A.硬盘B.控制器C.内存（正确答案）D.运算器11.计算机中的Cache是（）o［单选题］*A.动态存储器B.高速缓冲存储器（正确答案）C.同步动态存储器D.可擦除可再编程12.计算机的主机包括（）。
［单选题］*A.内存和CPU（正确答案）B.主机箱内的硬件C.运算器和控制器D.主机箱和CPU13.下列叙述中，错误的是（）。
《计算机的硬件系统》教案
《计算机的硬件系统》教案第一章：计算机硬件概述1.1 教学目标1. 了解计算机硬件的基本概念和组成2. 掌握计算机硬件的主要组成部分及其功能3. 理解硬件系统与软件系统的相互关系1.2 教学内容1. 计算机硬件的基本概念2. 计算机硬件的主要组成部分2.1 中央处理器（CPU）2.2 主板2.3 内存2.4 输入/输出设备3. 硬件系统与软件系统的相互关系1.3 教学方法1. 讲授法2. 案例分析法1.4 教学活动1. 导入：通过讲解计算机硬件的基本概念，引导学生了解计算机硬件的重要性。
2. 讲解：详细介绍计算机硬件的主要组成部分及其功能。
3. 互动：组织学生讨论硬件系统与软件系统的相互关系。
4. 总结：对本章内容进行归纳总结。
第二章：中央处理器（CPU）2.1 教学目标1. 了解中央处理器的概念和作用2. 掌握中央处理器的性能指标3. 理解中央处理器与计算机硬件系统的相互关系2.2 教学内容1. 中央处理器的概念和作用2. 中央处理器的性能指标2.1 核心频率2.2 核心数量2.3 缓存2.4 制程技术3. 中央处理器与计算机硬件系统的相互关系2.3 教学方法1. 讲授法2. 案例分析法2.4 教学活动1. 导入：通过讲解中央处理器的概念和作用，引导学生了解中央处理器的重要性。
2. 讲解：详细介绍中央处理器的性能指标。
3. 互动：组织学生讨论中央处理器与计算机硬件系统的相互关系。
4. 总结：对本章内容进行归纳总结。
3.1 教学目标1. 了解主板的定义和功能2. 掌握主板的主要组成部分3. 理解主板与计算机硬件系统的相互关系3.2 教学内容1. 主板的定义和功能2. 主板的主要组成部分2.1 芯片组2.2 内存插槽2.3 扩展槽2.4 电源接口2.5 硬盘接口3. 主板与计算机硬件系统的相互关系3.3 教学方法1. 讲授法2. 案例分析法3.4 教学活动1. 导入：通过讲解主板的定义和功能，引导学生了解主板的重要性。
第三章计算机硬件基础习题与参考答案
第三章计算机硬件基础一、选择题1. 64位微机中的64是指该微机（A）A.能同时处理64位二进制数B.能同时处理64位10进制数C.具有64根地址总线D.运算精度可达小数点后64位2.微型计算机的分类通常以微处理器的（C）来划分。
A.规格B.芯片名C.字长D.寄存器的数目3.微处理器处理的数据基本单位为字。
一个字的长度通常是（D）。
A.16个二进制位B.32个二进制位C.64个二进制位D.以微处理器芯片的型号有关4.ROM与RAM的主要区别是（B）。
A.断电后，ROM内保存的信息会丢失，而RAM则可长期保存信息，不会丢失。
B..断电后，RAM内保存的信息会丢失，而ROM则可长期保存信息，不会丢失。
C.ROM是外存储器，RAM是内存储器D.RAM是外存储器，ROM是内存储器5.计算机存储器主要由内存储器和（A ）组成。
A.外存储器B.硬盘C.软盘D.光盘6.在下面设备中，不能作为微机的输出设备的是（ D ）。
A.打印机B.显示器C.绘图仪D.键盘7.存储器是用来存放（ B ）信息的主要部件。
A.十进制B.二进制C.八进制D.十六进制8.SRAM存储器是（A）。
A.静态随机存储器B.静态只读存储器C.动态随机存储器D.动态只读存储器9.16根地址总线的寻址范围是（B）。
A.512KBB.64KBC.604KBD.1MB10.下面的叙述中错误的是（B）。
A.个人微机键盘上的Ctrl键起控制作用，他必须与其他键同时按下才有作用B.键盘属于输入设备，但显示器上显示的内容既有计算机输出的结果，又有用户通过键盘输入的内容，所以显示器即是输入设备，又是输出设备。
C.计算机指令是指挥CPU进行操作的命令，指令通常由操作码和操作数组成D.个人微机在使用过程中突然断电，内存RAM中保存的信息全部丢失，ROM中保存不受影响11.在微机中，VGA的含义是（C）A.微机的型号B.键盘的型号C.显示标准D.显示器型号12.CD-ROM是一种大容量的外部存储设备，其特点是（A）A.只能读不能写B.处理数据的速度低于软盘C.只能写不能读D.既能写也能读13.在CPU中，指令寄存器的作用是（B）A.保存后续指令地址B.保存当前正在执行的一条指令C.保存将被存储的下一个数据字节的地址D.保存CPU所访问的主存单元的地址14.数据一旦存入后，不能改变其内容，所存储的数据只能读取，但无法将新数据写入的存储器称为（B）A.磁芯B.只读存储器C.硬盘D.随机存取存储器15.电子计算机的算术逻辑单元、控制单元及存储单元统称为（C）A.UPSB.ALUC.CPUD.主机16.磁盘存储器的主要技术指标有4项，下面不属于这4项指标之一的是（C）A.存储容量B.盘片数C.磁道尺寸D.寻址时间17.微机外存是指（C）A.RAMB.ROMC.磁盘D.虚拟盘18.磁盘上的的磁道是（A）。
大学计算机基础知识点总结
大学计算机基础知识点总结第一章计算机及信息技术概述（了解）1、计算机发展历史上的重要人物和思想1、法国物理学家帕斯卡(1623-1662)：在1642年发明了第一台机械式加法机。
该机由齿轮组成，靠发条驱动，用专用的铁笔来拨动转轮以输入数字。
2、德国数学家莱布尼茨：在1673年发明了机械式乘除法器。
基本原理继承于帕斯卡的加法机，也是由一系列齿轮组成，但它能够连续重复地做加减法，从而实现了乘除运算。
3、英国数学家巴贝奇：1822年，在历经10年努力终于发明了“差分机”。
它有3个齿轮式寄存器，可以保存3个5位数字，计算精度可以达到6位小数。
巴贝奇是现代计算机设计思想的奠基人。
英国科学家阿兰 图灵(理论计算机的奠基人)图灵机：这个在当时看来是纸上谈兵的简单机器，隐含了现代计算机中“存储程序”的基本思想。
半个世纪以来，数学家们提出的各种各样的计算模型都被证明是和图灵机等价的。
美籍匈牙利数学家冯 诺依曼(计算机鼻祖)计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成；应采用二进制简化机器的电路设计；采用“存储程序”技术,以便计算机能保存和自动依次执行指令。
七十多年来，现代计算机基本结构仍然是“冯·诺依曼计算机”。
2、电子计算机的发展历程1、1946年2月由宾夕法尼亚大学研制成功的ENIAC是世界上第一台电子数字计算机。
“诞生了一个电子的大脑”致命缺陷：没有存储程序。
2、电子技术的发展促进了电子计算机的更新换代：电子管、晶体管、集成电路、大规模及超大规模集成电路3、计算机的类型按计算机用途分类：通用计算机和专用计算机按计算机规模分类：巨型机、大型机、小型机、微型机、工作站、服务器、嵌入式计算机按计算机处理的数据分类：数字计算机、模拟计算机、数字模拟混合计算机1.1.4 计算机的特点及应用领域计算机是一种能按照事先存储的程序，自动、高速地进行大量数值计算和各种信息处理的现代化智能电子设备。
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微机的硬件体系结构
数据总线 DBUS
中 央 处 理 器
存储器
I/O接口
I/O设备
地址总线
CPU
ABUS 控制总线
CBUS 微型计算机的组成框图
3.2计算机主要硬部件
3.2.1运算器（Arithmetic Unit) 运算器是计算机对各种数据和信息进行算术和逻辑运 算的部件。它主要包括寄存器、加法器、移位器、多 路选择器和一些控制电路组成。 3.2.2控制器（Control Unit) 控制器是统一指挥或控制计算机各部件按时序协调操 作的中心部件。它主要由程序计数器、指令寄存器、 指令译码器、地址产生器、时间发生器和微程序控制 部件组成。 运算器和控制器组合成中央处理器（Central Processing Unit—CPU），是计算机的核心部件。
内存条
DDR SDRAM-256M
DDR2-1G
主存储器的主要技术指标
存储容量
一般指存储体所包含的存储单元数量（N ），通常称为“实际 装机容量” 存储器容量越大，所能存放程序和数据就越多，计算机解题能 力就越强。
存取时间和存储周期
是表征存储器工作速度的两个技术指标。 取数时间（TA）是指存储器从接受命令到被读出数据稳定在数 据寄存器（MDR）的输出端所需之时间。 存储周期（TMC）是指两次独立的存取操作之间所需的最短时 间。通常，TMC要比TA时间长。
工作方式说明：
将事先编好的程序和数据通过输入设备输入 到计算机内存中，在控制器的控制下，从内 存中取出程序给控制器执行，在控制器的控 制下，从内存中取出数据给运算器进行处理 ，并把处理后的中间结果或最终结果放回到 内存中，再在控制器的控制下，将内存中的 结果通过输出设备输出。
3.1冯· 诺依曼体系结构
主存储器的组成框图器
地址总线，传送 指令和操作 数的地址码
DBUS 数据总线，传 送读出/写入数据
写信号，该信号将 数据写入存储 体 读信号，该信 号将数据 从存储体 读出
片选信号。该信号有效 ，表示存储器芯片 被选中；否则，该 芯片不工作
3.2计算机主要硬部件
● 由8个二进制位（bit)构成一个字节（ Byte）它是最小 的存储管理单位。（用b表示二进制位，B表示字节） 。常用的存储单位有字节（B）、千字节（KB） 、兆 字节（MB）千兆字节（GB）、千千兆字节（TB）等 。 1 KB=210B=1024B; 1MB=1024KB; 1GB=1024MB；1TB=1024GB ●每一个字节都有一个编号，称为该字节的地址。计算 机是按地址到存储器中读写数据的。 ●存储单元:存放一个数据所需要的字节数。存储单元的 地址是构成该存储单元的若干个字节的第一个字节的 地址。 ●存储器是由固定长度的二进制位（如8位）、顺序线性 编址的一维结构，存储器提供按地址访问的一级地址 空间，每个地址是唯一定义的。
3.2计算机主要硬部件
3.2.5输入/输出设备(Input/Output Device)
输入/输出设备起作将各种类型的数据、程序和控制信息输入计 算机或从计算机输出的作用。由于数据类型的的不同，因而输入 输出设备的品种有很多。其共性是将不同类型的数据、程序或控 制信息转化成计算机能认识的二进制形式，或将二进制形式的数 据转化成人能认识的 信息。
3.2计算机主要硬部件
4.主存储器 主存储器分为两类：只读存储器（Read Only Memory ROM）和随机存储器（Random Access Memory RAM）。 ROM中存放的是只能被读出的固定的程序 和数据（用来计算机启动用的），不能对它进行写入 操作。这种存储器中存储的内容不会随断电而消失。 RAM是可随时进行读写操作的存储器，用来存储工作 时的数据和程序，在关机断电后其中存储的内容会消 失。所以，它起到暂时“记忆”的作用。 主存储器主要由地址寄存器、地址译码及驱动器、存 储体、数据读写放大电路、数据寄存器等构成。
主机
3.1冯· 诺依曼体系结构
在冯· 诺依曼看来，数据和程序在逻辑上是相同的，都 用二进制码表示，提出存储程序的概念，并给出了计算 机的体系结构模型。以运算器为中心的体系结构模型如 下： 控制器
数据 结果
输入设备
程序
运算器 存储器
输出设备
控制信号线
数据信号线
改进后的计算机硬件体系结构,以存储器为中心
CPU
80286
Pentium
双核处理器
CPU的主要性能指标
主频：CPU内部工作的时钟频率,是CPU运行运算时的工作频
外频：主板上提供一个基准节拍供各部件使用，主板提供的节
拍称为外频。 倍频：CPU工作频率以外频的若干倍工作。CPU主频是外频的
倍数称为CPU的倍频。这样 CPU工作频率＝倍频×外频
•
扇区 磁道 n磁道 0磁道
上一页 下一页 返 回
•
柱面：所有盘面上相 同半径的磁道组合在一 起叫做一个柱面。
簇：要存取信息块的长 度。
•
小知识——磁盘空间的组织
磁盘面由若干个同心圆构成的磁道组成，每个磁道被 分成若干称为扇区的弧段，每个扇区为512B（块） 。 磁盘是块设备，即整个磁盘空间被划分成若干个大小 相等的块来进行管理，每一块的大小为512B，即一 个扇区。块的位置通过（柱面号，磁头号，扇区号） 三维的坐标来标识，此坐标称为块的地址。 计算机对磁盘的读写也是按块（称为簇）来进行的， 每次从磁盘中读写一个簇。随磁盘系统的不同，簇的 大小有所不同。有1个簇等于1个扇区，有1个簇等于2 个扇区的，现代的大容量磁盘有一个簇等于8个扇区 的。系统对每个簇也进行编号（地址），其编号用（ 柱面号，磁头号，扇区号）三维的坐标来表示。 当要对磁盘中的文件读写时，通过确定文件在磁盘中 存放的簇号地址（柱面号，磁头号，扇区号），文件 系统就可以准确地读到所要的文件。因此磁盘是一种 可直接存取的设备。
2.输出设备
输出设备把计算机处理结果以数字、字符、图像、声 音等形式输出。常见的有显示器、打印机、绘图仪、 影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备和光记录 设备等。 值得注意的是通常输入/输出设备与计算机之间并不能 直接进行数据交换，而是要通过输入/输出设备接口 来实现数据的输入/输出。
3.2计算机主要硬部件
CPU 的接口方式：指CPU 安装在电脑主板上时使用的插座类型
，主要有针脚式的Socket 和插卡式的Slot 两种。 工作电压：工作电压是指CPU正常工作时所需要的电压 协处理器：含有内置协处理器的 CPU 可以加快特定类型的数值 计算。某些需要进行复杂运算的软件系统需要协处理器支持。 Pentium以上的CPU都内置了协处理器。
3.2计算机主要硬部件
3.2.3存储器（Memory Unit)
1.存储器的类型及层次
存 储 容 量 越 来 越 大 ， 价 格 越 来 越 便 宜
寄存器（通用和专用） 指令和数据缓冲栈 Cache（高速缓存）
访 问 速 度 越 来 越 快
脱机外部存储器（磁带、光盘等）
CPU
内 部
主存储器（ROM和RAM）
联机辅助存器（硬盘）
3.2计算机主要硬部件
2.寄存器 寄存器是一种存取速度极快，存储容量小的暂时存放 的存储器，寄存器的二进制位数的长度与指令的二进 制位长度相等。目前，计算机的寄存器大多数是32位 或64位长。寄存器分为通用寄存器和专用寄存器。寄 存器不只在CPU中有，在计算机的许多地方都使用的 有寄存器。 3.缓冲栈和Cache 由于CPU的速度远高于主存储器的速度，为了更好地 调节两者之间的匹配，发挥出CPU的处理速度， 在 缓冲栈和Cache中先存放一定数量的所需数据，起到 缓冲作用。
磁盘存储器
1.磁盘机的结构(图)
• 由磁盘驱动器、磁盘机 接口板及磁盘所组成。
存储信息 的载磁 体
读取或写入该盘 面上的信息
实现读/ 写操 作
2.磁盘片(图)
• 磁道：磁盘的每一面 划分的若干个形如同心 圆的轨道，这些磁道是 磁头读写数据的路径。 扇区：每个磁道分为许 多成为扇区的小区段。
连接CPU与 磁盘驱 动器
1.输入设备主要有以下几类：
●字符输入设备：如键盘。 ●光学阅读设备：光学阅读机，如条形码阅读器、光盘驱动器等。 ●磁阅读设备：各种磁卡读卡机，磁盘驱动器等。 ●图形输入设备：鼠标、光笔等。 ●图像输入设备：扫描仪、摄像机、传真机等。 ●模拟输入设备：语音模数转换识别系统等。
3.2计算机主要硬部件
第三章 计算机硬件系统
第三章 计算机硬件系统
主要内容：
冯· 诺依曼体系结构、计算机主要硬部件、计 算机的工作方式
重
难
点：
点：
冯· 诺依曼体系结构、计算机主要硬部件、计 算机硬件系统的工作方式 计算机硬件系统的工作方式
3.1冯· 诺依曼体系结构
计算机硬件从构成上来看：
控制器 输入设备 运算器 存储器 输出设备 CPU(中央处理器)
控制器
数据
结果
输入设备
程序
存储器 运算器
输出设备
控制信号线
数据信号线
3.1冯· 诺依曼体系结构
改进后的计算机硬件体系结构,以存储器为中心
数据
输入设备
程序
输出设备
结果
外 部 设 备 接 口
主存储器
运算器
外部存储
指令或数据线
控 制 器
控制信号线
计算机的组成及各部件之间的逻辑关系
3.1冯· 诺依曼体系结构
3.2.6输入/输出设备接口（I/O Interface)
主机与外设之间通过“接口”交换信息。接口也称为 适配器、设备控制卡或输入/输出控制器。不同的外设 其接口组成和任务各不相同，但它们能够实现的功能 大致相同，主要有下列功能： ●实现数据缓冲。 ●“记录”外设工作状态，并通知主机，为主机管理外 设提供必要信息。 ●接收主机发来的各种控制信号，控制外设的动作。 ●判断主机是否选中该接口及其所连接的外部设备。 ●实现主机与外设之间的通信控制，包括同步控制、中 断控制等。
数据总线 DBUS
中 央 处 理 器
存储器
I/O接口
I/O设备
地址总线
CPU
ABUS 控制总线
CBUS 微型计算机的组成框图
3.2计算机主要硬部件
3.2.1运算器（Arithmetic Unit) 运算器是计算机对各种数据和信息进行算术和逻辑运 算的部件。它主要包括寄存器、加法器、移位器、多 路选择器和一些控制电路组成。 3.2.2控制器（Control Unit) 控制器是统一指挥或控制计算机各部件按时序协调操 作的中心部件。它主要由程序计数器、指令寄存器、 指令译码器、地址产生器、时间发生器和微程序控制 部件组成。 运算器和控制器组合成中央处理器（Central Processing Unit—CPU），是计算机的核心部件。
内存条
DDR SDRAM-256M
DDR2-1G
主存储器的主要技术指标
存储容量
一般指存储体所包含的存储单元数量（N ），通常称为“实际 装机容量” 存储器容量越大，所能存放程序和数据就越多，计算机解题能 力就越强。
存取时间和存储周期
是表征存储器工作速度的两个技术指标。 取数时间（TA）是指存储器从接受命令到被读出数据稳定在数 据寄存器（MDR）的输出端所需之时间。 存储周期（TMC）是指两次独立的存取操作之间所需的最短时 间。通常，TMC要比TA时间长。
工作方式说明：
将事先编好的程序和数据通过输入设备输入 到计算机内存中，在控制器的控制下，从内 存中取出程序给控制器执行，在控制器的控 制下，从内存中取出数据给运算器进行处理 ，并把处理后的中间结果或最终结果放回到 内存中，再在控制器的控制下，将内存中的 结果通过输出设备输出。
3.1冯· 诺依曼体系结构
主存储器的组成框图器
地址总线，传送 指令和操作 数的地址码
DBUS 数据总线，传 送读出/写入数据
写信号，该信号将 数据写入存储 体 读信号，该信 号将数据 从存储体 读出
片选信号。该信号有效 ，表示存储器芯片 被选中；否则，该 芯片不工作
3.2计算机主要硬部件
● 由8个二进制位（bit)构成一个字节（ Byte）它是最小 的存储管理单位。（用b表示二进制位，B表示字节） 。常用的存储单位有字节（B）、千字节（KB） 、兆 字节（MB）千兆字节（GB）、千千兆字节（TB）等 。 1 KB=210B=1024B; 1MB=1024KB; 1GB=1024MB；1TB=1024GB ●每一个字节都有一个编号，称为该字节的地址。计算 机是按地址到存储器中读写数据的。 ●存储单元:存放一个数据所需要的字节数。存储单元的 地址是构成该存储单元的若干个字节的第一个字节的 地址。 ●存储器是由固定长度的二进制位（如8位）、顺序线性 编址的一维结构，存储器提供按地址访问的一级地址 空间，每个地址是唯一定义的。
3.2计算机主要硬部件
3.2.5输入/输出设备(Input/Output Device)
输入/输出设备起作将各种类型的数据、程序和控制信息输入计 算机或从计算机输出的作用。由于数据类型的的不同，因而输入 输出设备的品种有很多。其共性是将不同类型的数据、程序或控 制信息转化成计算机能认识的二进制形式，或将二进制形式的数 据转化成人能认识的 信息。
3.2计算机主要硬部件
4.主存储器 主存储器分为两类：只读存储器（Read Only Memory ROM）和随机存储器（Random Access Memory RAM）。 ROM中存放的是只能被读出的固定的程序 和数据（用来计算机启动用的），不能对它进行写入 操作。这种存储器中存储的内容不会随断电而消失。 RAM是可随时进行读写操作的存储器，用来存储工作 时的数据和程序，在关机断电后其中存储的内容会消 失。所以，它起到暂时“记忆”的作用。 主存储器主要由地址寄存器、地址译码及驱动器、存 储体、数据读写放大电路、数据寄存器等构成。
主机
3.1冯· 诺依曼体系结构
在冯· 诺依曼看来，数据和程序在逻辑上是相同的，都 用二进制码表示，提出存储程序的概念，并给出了计算 机的体系结构模型。以运算器为中心的体系结构模型如 下： 控制器
数据 结果
输入设备
程序
运算器 存储器
输出设备
控制信号线
数据信号线
改进后的计算机硬件体系结构,以存储器为中心
CPU
80286
Pentium
双核处理器
CPU的主要性能指标
主频：CPU内部工作的时钟频率,是CPU运行运算时的工作频
外频：主板上提供一个基准节拍供各部件使用，主板提供的节
拍称为外频。 倍频：CPU工作频率以外频的若干倍工作。CPU主频是外频的
倍数称为CPU的倍频。这样 CPU工作频率＝倍频×外频
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扇区 磁道 n磁道 0磁道
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柱面：所有盘面上相 同半径的磁道组合在一 起叫做一个柱面。
簇：要存取信息块的长 度。
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小知识——磁盘空间的组织
磁盘面由若干个同心圆构成的磁道组成，每个磁道被 分成若干称为扇区的弧段，每个扇区为512B（块） 。 磁盘是块设备，即整个磁盘空间被划分成若干个大小 相等的块来进行管理，每一块的大小为512B，即一 个扇区。块的位置通过（柱面号，磁头号，扇区号） 三维的坐标来标识，此坐标称为块的地址。 计算机对磁盘的读写也是按块（称为簇）来进行的， 每次从磁盘中读写一个簇。随磁盘系统的不同，簇的 大小有所不同。有1个簇等于1个扇区，有1个簇等于2 个扇区的，现代的大容量磁盘有一个簇等于8个扇区 的。系统对每个簇也进行编号（地址），其编号用（ 柱面号，磁头号，扇区号）三维的坐标来表示。 当要对磁盘中的文件读写时，通过确定文件在磁盘中 存放的簇号地址（柱面号，磁头号，扇区号），文件 系统就可以准确地读到所要的文件。因此磁盘是一种 可直接存取的设备。
2.输出设备
输出设备把计算机处理结果以数字、字符、图像、声 音等形式输出。常见的有显示器、打印机、绘图仪、 影像输出系统、语音输出系统、磁记录设备和光记录 设备等。 值得注意的是通常输入/输出设备与计算机之间并不能 直接进行数据交换，而是要通过输入/输出设备接口 来实现数据的输入/输出。
3.2计算机主要硬部件
CPU 的接口方式：指CPU 安装在电脑主板上时使用的插座类型
，主要有针脚式的Socket 和插卡式的Slot 两种。 工作电压：工作电压是指CPU正常工作时所需要的电压 协处理器：含有内置协处理器的 CPU 可以加快特定类型的数值 计算。某些需要进行复杂运算的软件系统需要协处理器支持。 Pentium以上的CPU都内置了协处理器。
3.2计算机主要硬部件
3.2.3存储器（Memory Unit)
1.存储器的类型及层次
存 储 容 量 越 来 越 大 ， 价 格 越 来 越 便 宜
寄存器（通用和专用） 指令和数据缓冲栈 Cache（高速缓存）
访 问 速 度 越 来 越 快
脱机外部存储器（磁带、光盘等）
CPU
内 部
主存储器（ROM和RAM）
联机辅助存器（硬盘）
3.2计算机主要硬部件
2.寄存器 寄存器是一种存取速度极快，存储容量小的暂时存放 的存储器，寄存器的二进制位数的长度与指令的二进 制位长度相等。目前，计算机的寄存器大多数是32位 或64位长。寄存器分为通用寄存器和专用寄存器。寄 存器不只在CPU中有，在计算机的许多地方都使用的 有寄存器。 3.缓冲栈和Cache 由于CPU的速度远高于主存储器的速度，为了更好地 调节两者之间的匹配，发挥出CPU的处理速度， 在 缓冲栈和Cache中先存放一定数量的所需数据，起到 缓冲作用。
磁盘存储器
1.磁盘机的结构(图)
• 由磁盘驱动器、磁盘机 接口板及磁盘所组成。
存储信息 的载磁 体
读取或写入该盘 面上的信息
实现读/ 写操 作
2.磁盘片(图)
• 磁道：磁盘的每一面 划分的若干个形如同心 圆的轨道，这些磁道是 磁头读写数据的路径。 扇区：每个磁道分为许 多成为扇区的小区段。
连接CPU与 磁盘驱 动器
1.输入设备主要有以下几类：
●字符输入设备：如键盘。 ●光学阅读设备：光学阅读机，如条形码阅读器、光盘驱动器等。 ●磁阅读设备：各种磁卡读卡机，磁盘驱动器等。 ●图形输入设备：鼠标、光笔等。 ●图像输入设备：扫描仪、摄像机、传真机等。 ●模拟输入设备：语音模数转换识别系统等。
3.2计算机主要硬部件
第三章 计算机硬件系统
第三章 计算机硬件系统
主要内容：
冯· 诺依曼体系结构、计算机主要硬部件、计 算机的工作方式
重
难
点：
点：
冯· 诺依曼体系结构、计算机主要硬部件、计 算机硬件系统的工作方式 计算机硬件系统的工作方式
3.1冯· 诺依曼体系结构
计算机硬件从构成上来看：
控制器 输入设备 运算器 存储器 输出设备 CPU(中央处理器)
控制器
数据
结果
输入设备
程序
存储器 运算器
输出设备
控制信号线
数据信号线
3.1冯· 诺依曼体系结构
改进后的计算机硬件体系结构,以存储器为中心
数据
输入设备
程序
输出设备
结果
外 部 设 备 接 口
主存储器
运算器
外部存储
指令或数据线
控 制 器
控制信号线
计算机的组成及各部件之间的逻辑关系
3.1冯· 诺依曼体系结构
3.2.6输入/输出设备接口（I/O Interface)
主机与外设之间通过“接口”交换信息。接口也称为 适配器、设备控制卡或输入/输出控制器。不同的外设 其接口组成和任务各不相同，但它们能够实现的功能 大致相同，主要有下列功能： ●实现数据缓冲。 ●“记录”外设工作状态，并通知主机，为主机管理外 设提供必要信息。 ●接收主机发来的各种控制信号，控制外设的动作。 ●判断主机是否选中该接口及其所连接的外部设备。 ●实现主机与外设之间的通信控制，包括同步控制、中 断控制等。