計算機硬件系統(tǒng)和常用接口

1、計算機硬件系統(tǒng)和常用接口青年路小學主講人：李 海2016.4.14主要內(nèi)容 1、認識計算機硬件設(shè)備； 2、了解計算機硬件系統(tǒng)； 3、掌握對計算機輸入輸出設(shè)備的分類； 4、掌握存儲容量單位換算和大小比較； 5、認識計算機常用接口； 6、掌握計算機外部設(shè)備與主機的拔插方法（連接與斷開）；小知識 “計算機”，俗稱“電腦”，個人使用的電腦也稱“微機”。認識計算機硬件設(shè)備認識計算機硬件設(shè)備 從外觀上來看，微機由主機箱和外部設(shè)備組成。主機箱內(nèi)主要包括CPU、內(nèi)存、主板、硬盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、各種擴展卡、連接線、電源等;外部設(shè)備包括鼠標、鍵盤等。認識計算機硬件設(shè)備普通PC硬件配置： 主機箱 顯示器 鼠標

2、鍵盤 音響 認識計算機硬件設(shè)備認識計算機硬件設(shè)備外部設(shè)備主機箱以外的設(shè)備 使用手冊內(nèi)容認識計算機硬件設(shè)備掃描儀認識計算機硬件設(shè)備主機箱內(nèi)部設(shè)備主板Intel AMDCPU認識計算機硬件設(shè)備內(nèi)存認識計算機硬件設(shè)備硬硬 盤盤磁頭磁頭盤片盤片認識計算機硬件設(shè)備光驅(qū)、光盤光驅(qū)、光盤認識計算機硬件設(shè)備顯卡，分辨率越高，光點越細膩，色彩越豐富，其清晰度也越高。顯卡，分辨率越高，光點越細膩，色彩越豐富，其清晰度也越高。顯卡認識計算機硬件設(shè)備聲卡認識計算機硬件設(shè)備網(wǎng)卡認識計算機硬件設(shè)備電 源認識計算機硬件設(shè)備又一內(nèi)容約翰馮諾伊曼硬件系統(tǒng)約翰馮諾伊曼馮諾依曼（John von Neumann，19031957）

3、，20世紀最重要的數(shù)學家之一，在現(xiàn)代計算機、博弈論、核武器和生化武器等諸多領(lǐng)域內(nèi)有杰出建樹的最偉大的科學全才之一，被后人稱為“計算機之父”和“博弈論之父”。原籍匈牙利。布達佩斯大學數(shù)學博士。先后執(zhí)教于柏林大學和漢堡大學。1930年前往美國，后入美國籍。歷任普林斯頓大學、普林斯頓高級研究所教授，美國原子能委員會會員。美國全國科學院院士。早期以算子理論、共振論、量子理論、集合論等方面的研究聞名，開創(chuàng)了馮諾依曼代數(shù)。第二次世界大戰(zhàn)期間為第一顆原子彈的研制作出了貢獻。為研制電子數(shù)字計算機提供了基礎(chǔ)性的方案。1944年與摩根斯特恩（Oskar Morgenstern）合著博弈論與經(jīng)濟行為，是博弈論學科的

4、奠基性著作。晚年，研究自動機理論，著有對人腦和計算機系統(tǒng)進行精確分析的著作計算機與人腦。主要著作有量子力學的數(shù)學基礎(chǔ)（1926）、計算機與人腦（1958）、經(jīng)典力學的算子方法、博弈論與經(jīng)濟行為（1944）、連續(xù)幾何（1960）等。硬件系統(tǒng)馮馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)諾依曼體系結(jié)構(gòu) 體系結(jié)構(gòu)指的是構(gòu)成系統(tǒng)主要部件的體系結(jié)構(gòu)指的是構(gòu)成系統(tǒng)主要部件的總體布局、部件的主要性能以及這些總體布局、部件的主要性能以及這些部件之間的連接方式。部件之間的連接方式。馮馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)的要點：諾依曼體系結(jié)構(gòu)的要點：計算機由運算器、控制器、存儲器、計算機由運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成

5、。大部分組成。硬件系統(tǒng)馮諾依曼體系結(jié)構(gòu)控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備運算器運算器（ALU）輸出設(shè)備輸出設(shè)備存儲器存儲器硬件系統(tǒng)小練習 計算機硬件系統(tǒng)的組成部分有（ABCDE） A、運算器、運算器 B、控制器、控制器 C、存儲器、存儲器 D、輸入設(shè)備、輸入設(shè)備 E、輸出設(shè)備、輸出設(shè)備計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng) 一臺完整的計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，就好像一個完整的人一樣，有身體、有思想。硬件系統(tǒng)就好像人的身體，軟件系統(tǒng)就好像人的思想。 硬件是計算機系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，如同人的身體，看得見、摸得著；軟件是計算機硬件系統(tǒng)的指揮者和操作對象，如同人的思想。 沒有硬件，就不能構(gòu)成計算機設(shè)備，沒有軟件，硬件就不

6、能正常工作。提提 示示硬件系統(tǒng)1、運算器運算器 運算器是進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件。 運算器由算術(shù)邏輯部件（ALU），累加器和通用寄存器組，程序計數(shù)器（PC）、指令寄存器（IR）和譯碼器等組成。 硬件系統(tǒng)2、控制器控制器 控制器是統(tǒng)一控制和指揮計算機的各個部件協(xié)調(diào)工作的部件。 運算器和控制器合稱為中央處理器( Central Processing Unit , CPU )中央處理器是計算機的核心部件。 硬件系統(tǒng)3、存儲器 存儲器是用來存儲程序和數(shù)據(jù)的部件。 ( Memory )存儲器的存儲容量用B，KB，MB，GB，TB等存儲容量單位表示。 其中，存儲器又分為內(nèi)存儲器和外存儲器。硬件系統(tǒng)存儲

7、器容量單位1、位（bit）最小的數(shù)據(jù)單位（二進制數(shù)）2、字節(jié)（Byte,縮寫B(tài)）存儲容量的度量單位，其中有B、KB、MB、GB、TB。 3、字（WORD）一組二進制數(shù)，由若干個字節(jié)組成。 硬件系統(tǒng)1TB 1GB 1MB1KB1B1bitGB MBKBBbit102410241024102481個二進制位= = = = = = =存儲器容量單位換算硬件系統(tǒng)小練習3.1 內(nèi)存儲器（內(nèi)存） 內(nèi)存儲器又稱為主存儲器，一般由半導體構(gòu)成。 特點：存取速度快，但存儲容量相對于外存較小。內(nèi)存根據(jù)性能和特點分為只讀存儲器和隨機存儲器。硬件系統(tǒng) 只讀存儲器和隨機存儲器 只讀存儲器(Read Only Memory

8、,ROM)隨機存儲器(Random Access Memory,RAM）只能讀出其中數(shù)據(jù)，不能寫入新的數(shù)據(jù)。即使中斷電源，ROM中的數(shù)據(jù)也不會丟失。既可讀出其中的數(shù)據(jù)，也可修改其中的數(shù)據(jù)或?qū)懭胄碌臄?shù)據(jù)。一旦中斷電源，RAM中存放的數(shù)據(jù)將全部丟失。硬件系統(tǒng) 隨機存取存儲器隨機存取存儲器 RAM：既可讀又可寫，斷電：既可讀又可寫，斷電后信息丟失。后信息丟失。只讀存儲器只讀存儲器 ROM：只能讀不能寫，斷電：只能讀不能寫，斷電仍然能夠保持數(shù)據(jù)。仍然能夠保持數(shù)據(jù)。硬件系統(tǒng)3.2 外存儲器（外存）外存儲器（外存）又稱輔助存儲器，由磁性或感光性材料構(gòu)成。特點：存取速度慢，但存儲容量相對于內(nèi)存較大，并且不會

9、因斷電而丟失數(shù)據(jù)。外存中的程序和數(shù)據(jù)必須先裝入內(nèi)存，CPU才可以進行處理。如：硬件系統(tǒng)4、 輸入設(shè)備輸入設(shè)備是用來向計算機主機輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)備 。( Input Device )常用的輸入設(shè)備有鍵盤 鼠標硬件系統(tǒng)5、 輸出設(shè)備輸出設(shè)備是將計算機主機對數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果顯示，打印出來的設(shè)備。( Output Device )常用的輸入設(shè)備有顯示器 打印機硬件系統(tǒng)小練習2.4.81.7.103.5.6.9主機外部接口介紹電源接口電源接口 電源接口電源接口（黑色）：負責給整個主機電源供電，有的電源提供了開關(guān)，筆者建議在不使用電腦的時候關(guān)閉這個電源開關(guān)（圖1）。PS/2接口接口PS/2接口接口（藍綠

10、色）：PS/2接口有二組，分別為下方（靠主板PCB方向）紫色的鍵盤接口和上方綠色的鼠標接口（圖2），兩組接口不能插反，否則將找不到相應(yīng)硬件；在使用中也不能進行熱拔插，否則會損壞相關(guān)芯片或電路。 USB接口接口 USB接口接口（黑色）：接口外形呈扁平狀，是家用電腦外部接口中唯一支持熱拔插的接口，可連接所有采用USB接口的外設(shè)，具有防呆設(shè)計，反向?qū)⒉荒懿迦搿?COM接口接口 COM接口接口（深藍色）：平均分布于并行接口下方，該接口有9個針腳，也稱之為串口1和串口2?？蛇B接游戲手柄或手寫板等配件。 顯卡接口顯卡接口 顯卡接口顯卡接口（藍色）：也稱作VGA接口，藍色的15針D-Sub接口是一種模擬信號

11、輸出接口（圖4），用來雙向傳輸視頻信號到顯示器。該接口用來連接顯示器上的15針視頻線，需插穩(wěn)并擰好兩端的固定螺絲，以讓插針與接口保持良好接觸。 網(wǎng)卡接口網(wǎng)卡接口 網(wǎng)卡接口網(wǎng)卡接口：該接口一般位于網(wǎng)卡的擋板上（目前很多主板都集成了網(wǎng)卡，網(wǎng)卡接口常位于USB接口上端）。將網(wǎng)線的水晶頭插入，正常情況下網(wǎng)卡上紅色的鏈路燈會亮起，傳輸數(shù)據(jù)時則亮起綠色的數(shù)據(jù)燈。 LINE IN接口LINE OUT接口麥克風接口(麥克風) MIC 接口耳機接口并口小練習 下列計算機外部接口中可以用于連接音箱的是（ ） A MIC接口 B line in接口 C line out接口 D USB接口了解主機內(nèi)部接線 使用手冊

12、熱插拔熱插拔（hot-plugging或Hot Swap）即帶電插拔，熱插拔功能就是允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)，不切斷電源的情況下取出和更換損壞的硬盤、電源或板卡等部件，從而提高了系統(tǒng)對災(zāi)難的及時恢復能力、擴展性和靈活性等，例如一些面向高端應(yīng)用的磁盤鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤的熱插拔功能。具體用學術(shù)的說法就是：熱替換（Hot replacement）、熱添加（hot expansion）和熱升級（hot upgrade），熱插拔最早出現(xiàn)在服務(wù)器領(lǐng)域，是為了提高服務(wù)器易用性而提出的。在我們平時用的電腦中一般都有USB接口，這種接口就能夠?qū)崿F(xiàn)熱插拔。如果沒有熱插拔功能，即使磁盤損壞不會造成數(shù)據(jù)的丟失，用戶仍然需要暫時關(guān)閉系統(tǒng)，以便能夠?qū)τ脖P進行更換。而使用熱插拔技術(shù)只要簡單的打開連接開關(guān)或者轉(zhuǎn)動手柄就可以直接取出硬盤，而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運行。主機箱上面，可以熱