計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和常用接口

計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)和常用接口青年路小學(xué)主講人：李海2016.4.14主要內(nèi)容1、認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備；2、了解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)；3、掌握對(duì)計(jì)算機(jī)輸入輸出設(shè)備的分類(lèi)；4、掌握存儲(chǔ)容量單位換算和大小比較；5、認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)常用接口；6、掌握計(jì)算機(jī)外部設(shè)備與主機(jī)的拔插方法（連接與斷開(kāi)）；小知識(shí)“計(jì)算機(jī)”，俗稱(chēng)“電腦”，個(gè)人使用的電腦也稱(chēng)“微機(jī)”。認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備從外觀上來(lái)看，微機(jī)由主機(jī)箱和外部設(shè)備組成。主機(jī)箱內(nèi)主要包括CPU、內(nèi)存、主板、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、各種擴(kuò)展卡、連接線(xiàn)、電源等;外部設(shè)備包括鼠標(biāo)、鍵盤(pán)等。認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備普通PC硬件配置：主機(jī)箱顯示器鼠標(biāo)鍵盤(pán)音響

……認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備外部設(shè)備——主機(jī)箱以外的設(shè)備使用《手冊(cè)》內(nèi)容認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備掃描儀認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備主機(jī)箱內(nèi)部設(shè)備主板IntelAMDCPU認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備內(nèi)存認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備硬盤(pán)磁頭盤(pán)片認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備光驅(qū)、光盤(pán)認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備顯卡，分辨率越高，光點(diǎn)越細(xì)膩，色彩越豐富，其清晰度也越高。顯卡認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備聲卡認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備網(wǎng)卡認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備電源認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)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（JohnvonNeumann，1903~1957），20世紀(jì)最重要的數(shù)學(xué)家之一，在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)、博弈論、核武器和生化武器等諸多領(lǐng)域內(nèi)有杰出建樹(shù)的最偉大的科學(xué)全才之一，被后人稱(chēng)為“計(jì)算機(jī)之父”和“博弈論之父”。原籍匈牙利。布達(dá)佩斯大學(xué)數(shù)學(xué)博士。先后執(zhí)教于柏林大學(xué)和漢堡大學(xué)。1930年前往美國(guó)，后入美國(guó)籍。歷任普林斯頓大學(xué)、普林斯頓高級(jí)研究所教授，美國(guó)原子能委員會(huì)會(huì)員。美國(guó)全國(guó)科學(xué)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(kāi)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(xiàn)。為研制電子數(shù)字計(jì)算機(jī)提供了基礎(chǔ)性的方案。1944年與摩根斯特恩（OskarMorgenstern）合著《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》，是博弈論學(xué)科的奠基性著作。晚年，研究自動(dòng)機(jī)理論，著有對(duì)人腦和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行精確分析的著作《計(jì)算機(jī)與人腦》。主要著作有《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》（1926）、《計(jì)算機(jī)與人腦》（1958）、《經(jīng)典力學(xué)的算子方法》、《博弈論與經(jīng)濟(jì)行為》（1944）、《連續(xù)幾何》（1960）等。硬件系統(tǒng)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)指的是構(gòu)成系統(tǒng)主要部件的總體布局、部件的主要性能以及這些部件之間的連接方式。

馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)的要點(diǎn)：

計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成。硬件系統(tǒng)馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)控制器輸入設(shè)備運(yùn)算器（ALU）輸出設(shè)備存儲(chǔ)器硬件系統(tǒng)小練習(xí)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成部分有（ABCDE）A、運(yùn)算器B、控制器C、存儲(chǔ)器D、輸入設(shè)備E、輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)一臺(tái)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成，就好像一個(gè)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(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，如同人的身體，看得見(jiàn)、摸得著；軟件是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的指揮者和操作對(duì)象，如同人的思想。沒(méi)有硬件，就不能構(gòu)成計(jì)算機(jī)設(shè)備，沒(méi)有軟件，硬件就不能正常工作。提示硬件系統(tǒng)1、運(yùn)算器運(yùn)算器是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯部件（ALU），累加器和通用寄存器組，程序計(jì)數(shù)器（PC）、指令寄存器（IR）和譯碼器等組成。硬件系統(tǒng)2、控制器控制器是統(tǒng)一控制和指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作的部件。

運(yùn)算器和控制器合稱(chēng)為中央處理器(CentralProcessingUnit,CPU)中央處理器是計(jì)算機(jī)的核心部件。

硬件系統(tǒng)3、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件。

(Memory)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)容量用B，KB，MB，GB，TB等存儲(chǔ)容量單位表示。

其中，存儲(chǔ)器又分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。硬件系統(tǒng)存儲(chǔ)器容量單位1、位（bit）——最小的數(shù)據(jù)單位（二進(jìn)制數(shù)）2、字節(jié)（Byte,縮寫(xiě)B(tài)）存儲(chǔ)容量的度量單位，其中有B、KB、MB、GB、TB。3、字（WORD）——一組二進(jìn)制數(shù)，由若干個(gè)字節(jié)組成。硬件系統(tǒng)1TB1GB1MB1KB1B1bitGBMBKBBbit102410241024102481個(gè)二進(jìn)制位======存儲(chǔ)器容量單位換算硬件系統(tǒng)小練習(xí)3.1內(nèi)存儲(chǔ)器（內(nèi)存）內(nèi)存儲(chǔ)器又稱(chēng)為主存儲(chǔ)器，一般由半導(dǎo)體構(gòu)成。特點(diǎn)：存取速度快，但存儲(chǔ)容量相對(duì)于外存較小。內(nèi)存根據(jù)性能和特點(diǎn)分為只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器。硬件系統(tǒng)只讀存儲(chǔ)器和隨機(jī)存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器(ReadOnlyMemory,ROM)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory,RAM）只能讀出其中數(shù)據(jù)，不能寫(xiě)入新的數(shù)據(jù)。即使中斷電源，ROM中的數(shù)據(jù)也不會(huì)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)⑴隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

RAM：既可讀又可寫(xiě)，斷電后信息丟失。⑵只讀存儲(chǔ)器

ROM：只能讀不能寫(xiě)，斷電仍然能夠保持?jǐn)?shù)據(jù)。硬件系統(tǒng)3.2外存儲(chǔ)器（外存）外存儲(chǔ)器（外存）又稱(chēng)輔助存儲(chǔ)器，由磁性或感光性材料構(gòu)成。特點(diǎn)：存取速度慢，但存儲(chǔ)容量相對(duì)于內(nèi)存較大，并且不會(huì)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(jìn)行處理。如：硬件系統(tǒng)4、輸入設(shè)備輸入設(shè)備是用來(lái)向計(jì)算機(jī)主機(jī)輸入程序和數(shù)據(jù)的設(shè)備。(InputDevice)常用的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)鼠標(biāo)硬件系統(tǒng)5、輸出設(shè)備輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)主機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)處理后的結(jié)果顯示，打印出來(lái)的設(shè)備。(OutputDevice)常用的輸入設(shè)備有顯示器打印機(jī)硬件系統(tǒng)小練習(xí)2.4.81.7.103.5.6.9主機(jī)外部接口介紹電源接口

電源接口（黑色）：負(fù)責(zé)給整個(gè)主機(jī)電源供電，有的電源提供了開(kāi)關(guān)，筆者建議在不使用電腦的時(shí)候關(guān)閉這個(gè)電源開(kāi)關(guān)（圖1）。PS/2接口PS/2接口（藍(lán)綠色）：PS/2接口有二組，分別為下方（靠主板PCB方向）紫色的鍵盤(pán)接口和上方綠色的鼠標(biāo)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(jìn)行熱拔插，否則會(huì)損壞相關(guān)芯片或電路。USB接口USB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(jì)，反向?qū)⒉荒懿迦搿OM接口

COM接口（深藍(lán)色）：平均分布于并行接口下方，該接口有9個(gè)針腳，也稱(chēng)之為串口1和串口2。可連接游戲手柄或手寫(xiě)板等配件。顯卡接口顯卡接口（藍(lán)色）：也稱(chēng)作VGA接口，藍(lán)色的15針D-Sub接口是一種模擬信號(hào)輸出接口（圖4），用來(lái)雙向傳輸視頻信號(hào)到顯示器。該接口用來(lái)連接顯示器上的15針視頻線(xiàn)，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：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(xiàn)的水晶頭插入，正常情況下網(wǎng)卡上紅色的鏈路燈會(huì)亮起，傳輸數(shù)據(jù)時(shí)則亮起綠色的數(shù)據(jù)燈。LINEIN接口LINEOUT接口麥克風(fēng)接口(麥克風(fēng))MIC接口耳機(jī)接口并口小練習(xí)下列計(jì)算機(jī)外部接口中可以用于連接音箱的是（）AMIC接口Blinein接口Clineout接口DUSB接口了解主機(jī)內(nèi)部接線(xiàn)使用《手冊(cè)》熱插拔（hot-plugging或HotSwap）即帶電插拔，熱插拔功能就是允許用戶(hù)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(pán)、電源或板卡等部件，從而提高了系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的及時(shí)恢復(fù)能力、擴(kuò)展性和靈活性等，例如一些面向高端應(yīng)用的磁盤(pán)鏡像系統(tǒng)都可以提供磁盤(pán)的熱插拔功能。具體用學(xué)術(shù)的說(shuō)法就是：熱替換（Hotreplacement）、熱添加（hotexpansion）和熱升級(jí)（hotupgrade），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(shí)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(méi)有熱插拔功能，即使磁盤(pán)損壞不會(huì)造成數(shù)據(jù)的丟失，用戶(hù)仍然需要暫時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，以便能夠?qū)τ脖P(pán)進(jìn)行更換。而使用熱插拔技術(shù)只要簡(jiǎn)單的打開(kāi)連接開(kāi)關(guān)或者轉(zhuǎn)動(dòng)手柄就可以直接取出硬盤(pán)，而系統(tǒng)仍然可以不間斷地正常運(yùn)行。主機(jī)箱上