计算机硬件及基本工作原理

2、主存储器（内部存储器、内存） 、主存储器（内部存储器、内存） 2）分类： ）分类： 直接写入或读出信息， 1RAM：随机存储器，可由 ：随机存储器，可由CPU直接写入或读出信息，也 直接写入或读出信息 可由用户随机存取程序或数据。 可由用户随机存取程序或数据。 存储的信息将因断电或机器重新启动而丢失。 存储的信息将因断电或机器重新启动而丢失。 RAM可分为动态和静态两大类，即DRAM和SRAM 可分为动态和静态两大类， 可分为动态和静态两大类 和 2ROM：只读存储器，只能读出信息不能写入信息，所存 ：只读存储器，只能读出信息不能写入信息， 储的信息不会由于断电而丢失。 储的信息不会由于断电而丢失。 ROM芯片有三种：MROM（Mask ROM）、 芯片有三种： ）、PROM 芯片有三种 （ ）、 ）、EPROM（Erasable （Programmable ROM）、 ）、 （ Programmable ROM） ）
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 、辅助存储器（外部存储器、外存） 3）光盘：利用激光束在盘片上记录高密度信息的外存储器 ）光盘： 特点：体积小、重量轻、记录密度高、存储容量大（ 特点：体积小、重量轻、记录密度高、存储容量大（约 650MB）、寿命长、安全可靠 ）、寿命长 ）、寿命长、 分类：只读光盘CD-ROM、一次写入光盘 分类：只读光盘 、一次写入光盘CD-R、可重复擦 、 写型光盘CD-RW 写型光盘 光盘驱动器：用于对光盘进行读写。有单速、 倍速 倍速、 倍 光盘驱动器：用于对光盘进行读写。有单速、4倍速、8倍 倍速、 倍速等 倍速等。 速、24倍速、40倍速等。 倍速 4）闪盘：无需驱动、速度快、体积小、兼容性好、容量大等 ）闪盘：无需驱动、速度快、体积小、兼容性好、 组成： 接口、 组成：USB接口、电容和电阻、集成电路（IC）。 接口 电容和电阻、集成电路（IC）。
一、硬件系统的组成
1、运算器（Arithmetic Logic Unit）：算术逻辑单元或 ALU，用来进行加、减、乘、除等算术运算以及与、或、 非等逻辑运算。 2、控制器（Control Unit）：指挥中心，计算机的各部件 在它的指挥下协调工作。 3、存储器（Memory）：记忆部件，用来存放数据、程序 和计算结果。分为内部存储器和外部存储器。 4、输入设备（Input Equipment）：向计算机输入程序和数 据，将数据转换成二进制 5、输出设备（Output Equipment ）：输出计算机的处理结 果，将二进制代码转换成人们所熟悉的形式。
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 、辅助存储器（外部存储器、外存） 1）软盘（Floppy Disk）： ）软盘（ ）： 格式化：使用前必须格式化， 格式化：使用前必须格式化，进行磁道和扇区的划分 注意事项：不要划伤盘片，盘片不能变形、不能受高温、 注意事项：不要划伤盘片，盘片不能变形、不能受高温、 不能受潮、不要靠近磁性物质、 不能受潮、不要靠近磁性物质、不要强行取出盘片等等 软盘驱动器： 软盘驱动器：对软盘进行读写操作 软驱的主要组成：控制电路板、 软驱的主要组成：控制电路板、马 磁头定位器和磁头。 达、磁头定位器和磁头。 软驱的工作过程： 软驱的工作过程：马达带动软盘的 盘片转动， 盘片转动，磁头定位器负责把磁头移 动到正确的磁道， 动到正确的磁道，由磁头完成读写操 作。
五、输入设备
输入设备是指可将外界信息转换成计算机内部信息的设备。 1、键盘（Keyboard） ：101或102键的键盘或83键的键盘 主键区、数字键区、功能键区 正确的录入方法：ASDFG HJKL；‘ 2、鼠标（Mouse）：控制屏幕光标移动 1）机械式鼠标:橡胶球 2）光电型鼠标：光电检测器、光电感应平板 3、扫描仪（Scanner）：光电转换装置 4、数码相机、数码摄象机
2、CPU的组成：控制器和运算器 、 的组成： 的组成 2）运算器：由算术逻辑单元（ALU）、累 ）运算器：由算术逻辑单元（ ）、累 ）、 加寄存器、 加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存 器组成，是数据加工处理的部件。 器组成，是数据加工处理的部件。 功能： 功能： 执行所有的算术运算 执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试 执行所有的逻辑运算，
六、输出设备
输出设备是指输出计算机内部信息的设备 1、显示器（Monitor）：CRT显示器、LCD液晶显示器 1）工作原理：阴极射线管（Cathote Ray Tube）、电子束、 电磁场、荧光材料 2）帧、扫描线、象素 3）单色、彩色：CGA、EGA、VGA、SVGA 2、打印机（Printer） 1）针式打印机：打印头、色带、传动装置、驱动打印装置 2）喷墨打印机： 3）激光打印机：
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 、辅助存储器（外部存储器、外存） 2）硬盘（Hard Disk）：存取容量大，速度快 ）硬盘（ ）：存取容量大， ）：存取容量大 组成： 组成：磁道 (Tracks)、扇区 、 (Sectors)、柱面 (Cylinders)和磁头 、 和磁头 (Heads) 由很多个磁片叠在一起， 由很多个磁片叠在一起，柱面指的 就是多个磁片上具有相同编号的磁道， 就是多个磁片上具有相同编号的磁道， 它的数目和磁道是相同的。 它的数目和磁道是相同的。 硬盘的容量计算如下： 硬盘容量＝柱面数×扇区数× 硬盘的容量计算如下： 硬盘容量＝柱面数×扇区数× 每扇区字节数×磁头数（盘面数） 每扇区字节数×磁头数（盘面数）
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 、辅助存储器（外部存储器、外存） 1）软盘（Floppy Disk）： ）软盘（ ）： 信息存储：两面都可以存储信息，分别称为0面和 面和1面 信息存储：两面都可以存储信息，分别称为 面和 面， 每面被分成若干个磁道 被分成若干个磁道（ 每面被分成若干个磁道（Track） ，每个磁道又分为若干个 ） 扇区（Sector），每个扇区存储512个字节 扇区（ ） 每个扇区存储 个字节 磁道是一组同心圆，各磁道的编号从0开始，最外圈是 开始， 磁道是一组同心圆，各磁道的编号从 开始 最外圈是0 磁道。扇区是软盘存放信息的最小编址单位。 磁道。扇区是软盘存放信息的最小编址单位。 磁盘的存储容量=磁盘面数×每面磁道数× 磁盘的存储容量 磁盘面数×每面磁道数×每道扇区数 磁盘面数 ×扇区字节数 的软盘， 个磁道， 个扇区， 如： 1.44M的软盘，有80个磁道，每个磁道有 个扇区， 的软盘 个磁道 每个磁道有18个扇区 两面都可以存储数据。计算的容量如下： 两面都可以存储数据。计算的容量如下： 如下 80×18×2×512≈1440K≈1.44M × × ×
计算机硬件 （Hardware） 是指由电子 元器件和机 械部件构成 的机器实体， 也称为硬设 备、机器系 统或裸机。 计算机 系 统
计算机系统
中央处理器 主机 内部存储器 硬件 系统 运算器 控制器 随机存储器 只读存储器
软件 系统
外部存储器 外部 输入设备 设备 输出设备 计算机软件 操作系统 (Software)是 系统软件 语言处理程序 指各种各样的 各种工具软件 指挥计算机工 作的程序或指 令的集合。 应用软件 应用软件包 用户程序
计算机的工作原理
硬件系统主要包括运算器、控制器、存储器、 硬件系统主要包括运算器、控制器、存储器、输 运算器 五部分。 入设备和输出设备五部分 入设备和输出设备五部分。 输入设备 存储器 输出设备
中央处理器： 中央处理器：
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运 算 器 控 制 器
3、辅助存储器（外部存储器、外存） 、辅助存储器（外部存储器、外存） 由磁性材料或光反射材料制成，可长久地存放程序和数 由磁性材料或光反射材料制成， 只能和内存交换数据。 据，只能和内存交换数据。 1）软盘（Floppy Disk）：必须与软驱一同使用 ）软盘（ ）：必须与软驱一同使用 ）： 软盘的基本组成： 软盘的基本组成： 塑料基片：涂有磁性材料的塑料圆片 塑料基片： 塑料保护套： 塑料保护套：保护基片 金属挡板： 金属挡板：保护读写窗口 定位孔： 定位孔：检查磁盘扇区的起始位置 写保护：防止误操作、 写保护：防止误操作、避免病毒
存储器
1、高速缓冲存储器（Cache） 、高速缓冲存储器（ ） 可以直接做在CPU芯片里，工作过程完全由硬件电路控 芯片里， 可以直接做在 芯片里 数据存取速度很快。 制，数据存取速度很快。 容量较小，大多在 以下。 容量较小，大多在1MB以下。 以下 2、主存储器（内部存储器、内存） 、主存储器（内部存储器、内存） 1）主机的一部分，由CPU直接访问，通常由半导体的集 ）主机的一部分， 直接访问， 直接访问 成电路存储芯片构成。 成电路存储芯片构成。 2）分类：RAM（Random Access Memory） ）分类： （ ） ROM（Read Only Memory） （ ）
CPU：Central Processing Unit，中央处理器， 是硬件的核心 、ＣＰＵ的速度 一、ＣＰＵ的速度 ＣＰＵ的速度用每秒所能处理的指令条数来衡 ＣＰＵ的速度用每秒所能处理的指令条数来衡 百万条数／ 量。（百万条数／秒） ＣＰＵ的速度与 系统时钟”有直接的关系。 的速度与“ ＣＰＵ的速度与“系统时钟”有直接的关系。 系统时钟过一定时间发出信号， 系统时钟过一定时间发出信号，调节系统部件的 动作速度，使系统部件协调同步。 动作速度，使系统部件协调同步。 主频：ＣＰＵ在一秒钟内完成的工作周期数 在一秒钟内完成的工作周期数， 主频：ＣＰＵ在一秒钟内完成的工作周期数， 即标准工作频率，称为主频。 即标准工作频率，称为主频。
中央处理器
2、CPU的组成：控制器和运算器 、 的组成： 的组成 1）控制器：由程序计数器、指令寄存器、指令译 ）控制器：由程序计数器、指令寄存器、 码器、时序产生器和操作控制器组成， 码器、时序产生器和操作控制器组成，协调和指 挥整个计算机系统工作的部件。 挥整个计算机系统工作的部件。 功能： 从内存中取出一条指令，并指出下一条 功能： 从内存中取出一条指令， 指令在内存中的位置 对指令进行译码或测试， 对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制 信号， 信号，启动规定的动作 指挥并控制CPU、内存和I/O设备之间数据传送 、内存和 设备之间数据传送 指挥并控制 的方向