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微型计算机硬件资源

 微型计算机是计算机的一种。微机系统的硬件资源是指计算机系统中可以看得见摸得着的物理装置,即机械器件、电子线路等设备。

1.微处理器

微型计算机的中央处理器(CPU)习惯上称为微处理器,是微型计算机的核心,由运算器和控制器两部分组成:运算器是微机的运算部件;控制器是微机的指挥控制中心。

随着大规模集成电路的出现,使得微处理器的所有组成部分都集成在一块半导体芯片上, 目前广泛使用的微处理器有:Intel公司的80486、Pentium (奔腾)、Pentium Pro(高能奔腾)、Pentium MMX(多能奔腾)、Pentium II (奔腾二代)、Pentium III (奔腾三代)、Pentium IV(奔腾四代);AMD公司的AMD K5、AMD K6、AMD K7等。[我们熟知的286、386、486,指的是80286、80386、80486处理器。因为在美国数字不能申请为商标,所以从80486以后,Intel开始用Pentium作为处理器的名称。]

表征微机运算速度的指标是微机CPU的主频,主频是CPU的时钟频率,主频的单位是MHz(兆赫兹)。主频越高,微机的运算速度越快。

2.内存储器(主存)

目前,微型计算机的内存由半导体器件构成。内存按功能可分为两种:只读存储器(Read Only Memory,简称ROM)和随机(存取)存储器(Random Access Memory,简称RAM)。ROM的特点是:存储的信息只能读出(取出),不能改写(存入),断电后信息不会丢失。一般用来存放专用的或固定的程序和数据。RAM的特点是:可以读出,也可以改写,又称读写存储器;读取时不损坏原有存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后,存储的内容立即消失。目前微机内存一般有32MB、64MB、128MB、256MB,甚至更多。

随着微机CPU工作频率的不断提高,RAM的读写速度相对较慢,为解决内存速度与CPU速度不匹配,从而影响系统运行速度的问题,在CPU与内存之间设计了一个容量较小(相对主存)但速度较快的高速缓冲存储器(Cache),简称快存。CPU访问指令和数据时,先访问Cache,如果目标内容已在Cache中(这种情况称为命中),CPU则直接从Cache中读取,否则为非命中,CPU就从主存中读取,同时将读取的内容存于Cache中。Cache可看成是主存中面向CPU的一组高速暂存存储器。这种技术早期在大型计算机中使用,现在应用在微机中,使微机的性能大幅度提高。随着CPU的速度越来越快,系统主存越来越大,Cache的存储容量也由128KB、256KB扩大到现在的512KB或2MB。Cache的容量并不是越大越好,过大的Cache会降低CPU在Cache中查找的效率。

3.外存储器(辅助存储器)

外存储器(简称外存)又称辅助存储器。外存储器主要由磁表面存储器和光盘存储器等设备组成。磁表面存储器可分为磁盘、磁带两大类。

(1)软磁盘存储器(软盘)

软磁盘(Floppy Disk)简称软盘。软磁盘是一种涂有磁性物质的聚酶塑料薄膜圆盘。在磁盘上信息是按磁道和扇区来存放的,软磁盘的每一面都包含许多看不见的同心圆,盘上一组同心圆环形的信息区域称为磁道,它由外向内编号。每道被划分成相等的区域,称为扇区,如图所示。

在微机中使用的软盘,按尺寸可分为3.5英寸和5.25英寸两种,5.25英寸软盘基本上已经不再使用。

3.5英寸软盘封装在塑料硬套内,如图所示。它可以分为高密盘和低密盘。例如在DOS环境下,3.5英寸低密盘的每个盘面划分为0~79(80)个磁道,每个磁道分割为9个扇区,每个扇区存放512个字节,存储容量为720KB。3.5英寸高密度磁盘的盘面划分为80个磁道,每个磁道又分割为18个扇区,存储容量为1.44MB。存储容量的具体计算如下:

0.5KB×80×9×2=720KB(512B=0.5KB)

0.5KB×80×18×2=1440KB=1.44MB(512B=0.5KB)

软磁盘必须置于软盘驱动器中才能正常读写。在把软盘插入驱动器时应把软盘的正面朝上,需要注意的是在驱动器工作指示灯亮时不得插入、抽取软盘,以防损坏软盘。

在微机的使用中,软盘和软盘驱动器是一个使用率和故障率都很高的部件。因此,在使用软盘时必须注意以下几点:

  ·不要触摸裸露的盘面。

  ·不要用重物压片。

  ·不要弯曲或折断盘片。

  ·远离强磁场。

  ·防止阳光照射。

软盘、软盘驱动器和软盘控制器是三个不同的概念。软盘就是软盘片,是存储介质。软盘驱动器是一种存储设备。而软盘控制器则是计算机内的接口电路,通过软盘控制器,CPU才能访问软盘驱动器。

(2)硬磁盘存储器

硬磁盘存储器(Hard Disk)简称硬盘。硬盘是由涂有磁性材料的合金圆盘组成,是微机系统的主要外存储器(或称辅存)。硬盘按盘径大小可分为3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸等。目前大多数微机上使用的硬盘是3.5英寸的。

一个硬盘一般由多个盘片组成,盘片的每一面都有一个读写磁头。硬盘在使用时,要对盘片格式化成若干个磁道(称为柱面),每个磁道再划分为若干个扇区。

硬盘的存储容量计算:

存储容量=磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数(512B)

常见硬盘的存储容量有:500MB、1GB、3GB、4GB、8GB、10GB、15GB、20GB、30GB、40GB、60GB等。

(3)磁带存储器

磁带存储器也称为顺序存取存储器,即磁带上文件依次存放。磁带存储器存储容量很大,但查找速度慢,在微型计算机上一般用做后备存储装置,以便在硬盘发生故障时,恢复系统和数据。

(4)光盘存储器

光盘存储器是一种利用激光技术存储信息的装置。目前用于计算机系统的光盘有三类:只读型光盘、一次写入型光盘和可抹型(可擦写型)光盘。

① 只读型光盘CD-ROM(Compact Disk-Read Only Memory)

CD-ROM一种小型光盘只读存储器。它的特点是只能写一次,而且是在制造时由厂家用冲压设备把信息写入的(微机上使用刻录机也可写入)。写好后信息永久保存在光盘上,用户只能读取,不能修改和写入。CD-ROM最大的特点是存储容量大,一张CD-ROM光盘,其容量为650MB左右。计算机上用的CD-ROM有一个数据传输速率的指标:倍速。一倍速的数据传输速率是150Kbps;24倍速的数据传输速率是150Kbps×24=3600Kbps。CD-ROM适合于存储容量固定、信息量庞大的内容。

② 一次写入型光盘WORM(Write Once Read Memory,简称WO)

可由用户写入数据,但只能写一次,写入后不能擦除修改。

③ 可擦写光盘(Magnetic Optical,简称MO)

能够重写的光盘,它的操作完全和硬盘相同故称磁光盘。MO可反复使用一万次、可保存50年以上。MO磁光盘具有可换性、高容量和随机存取等优点,但速度较慢,一次投资较高。

以上介绍的外存的存储介质,都必须通过机电装置才能进行信息的存取操作,这些机电装置称为驱动器。例如软盘驱动器(软盘片插在驱动器中读/写)、硬盘驱动器、磁带驱动器和光盘驱动器等。

4.输入设备

输入设备是用户和计算机之间进行对话的主要设备,声、光、图、像等信息都需要输入设备才能被计算机所接受。键盘和鼠标器是微机上常用的输入设备,目前扫描仪和光电笔等输入设备的应用也越来越广泛。

(1)键盘(Keyboard):键盘是计算机最常用的输入设备,它主要用来输入文字。

(2)鼠标(Mouse):利用鼠标,我们可以方便快捷地指定光标在显示器屏幕上的位置。尤其是在Windows环境里,操作几乎离不开鼠标。

鼠标按结构分类,有分辨率较低的机械式鼠标和分辨率较高的光电式鼠标。机械式鼠标的底部有一个滚动球,在普通桌面上就可以使用;光电式鼠标的底部没有滚动球,但有一个光电探测器,需要在专用的反光板上移动才能使用。鼠标分两键鼠标和三键鼠标。两键鼠标又叫MS Mouse,是Microsoft公司设计的;三键鼠标又叫PC Mouse,是IBM公司设计的,中间的一个键很少使用,一般情况下两键和三键鼠标使用方法基本相同,其它厂家生产的鼠标都是与这两种兼容的。

(3)扫描仪:扫描仪是一种图形、图像输入设备。它可以迅速地将图形、图像(包括文字)输入到计算机中,因而已成为图像处理、图文通信、出版系统等领域重要的输入设备。

(4)汉字书写板:汉字书写板是一种可以用手写的方式向计算机输入文字的设备。它由一支特殊的笔和相应的硬件及软件配合,可以实现手写输入操作。

(5)麦克风:麦克风是一种语音输入设备,与计算机声卡连接,将声音信息输入计算机。

(6)数码相机:数码相机是近年发展起来的一种新型照相机。它将图像存储在数字相机的存储器中,可以将图像输入到计算机中进行处理。数字相机的性能指标主要是分辨率,分辨率越高,所能处理的图像也越清晰。

(7)数码摄像机:数码摄像机的存储介质不再是录像带,它所摄取的影音信息可以直接输入计算机进行处理。

5.输出设备

输出设备是将计算机中所需的数据或处理的结果向外输出的设备。显示器和打印机是计算机系统最常用的输出设备。

(1)显示器和显示卡

① 显示器(Monitor)

显示器又称为监视器,它比电视机具有更高的分辨率,因此价格也高于电视机。

目前流行的显示器分为CRT和LCD两种。CRT显示器也叫阴极射线显示器,是目前台式机显示器的主流,其优点是价格低,但体积和耗电量比较大:LCD显示器也叫做液晶显示器或平板显示器,广泛应用在笔记本电脑上,它的优点是体积和耗电都很小,但价格比较高。

显示器的主要技术指标有分辨率、点间距、屏幕尺寸、扫描频率及安全规范等。分辨率是指显示器的屏幕上横向和纵向可显示光点数,是显示器重要的技术指标。过去常见的标准有低(CGA)、中(EGA)、高(VGA)分辨率三种。但目前已经流行的是更高的SVGA、TVGA等标准。屏幕尺寸是指荧光屏对角线的长度,单位为英寸。大多数显示器都符合“能源之星”的规范。该规范要求显示器在等待状态下耗电量不能超过30VA,并有自动进入等待状态的功能。

②显示卡

显示卡也叫做显示适配器。显示器与中央处理器之间由显示卡通过总线连接。显示卡将计算机要显示的信息转换成显示器能够接受的形式,以供显示器显示。

最早出现的微机显示卡只能显示黑白两种颜色,而且只能显示字符,不能显示图形。随后出现了CGA彩色显示标准,但只能显示四种颜色,分辨率也不高。后来出现了VGA显示卡,其分辨率和显示的颜色数有了较大的提高,因此曾广为流行。现在这些显示卡已经被淘汰了,取而代之的是PCI总线和新一代的AGP总线显示卡。新一代显示卡可以支持高达1600×1200的分辨率和16M种颜色,尤其是AGP显示卡,更增强了3D图像的处理功能。

(2)打印机(Printer)

打印机按印字的技术方式划分,可以分为击打式打印机和非击打式打印机两类。通过机械动作撞击色带,使字符印在纸上的打印机属击打式的,如点阵式打印机;采用喷墨、热敏式静电转印形式而使字符显于纸上的打印机属非击打式,如喷墨打印机和激光打印机。

① 针式打印机

现在广泛使用的击打式打印机是点阵式的,这类打印机上的关键部件是一个可沿水平方向运动的打印头,在打印头上有一组可按控制命令动作的钢针。通过电磁铁带动这组钢针撞击色带,将一组组的点阵打印在纸上,组成输出的文字和图像。

针式打印机的缺点是噪音大,但价格较便宜。

② 喷墨打印机

喷墨打印机是通过喷墨管和喷墨头将墨水喷射到打印纸上输出信息的。喷墨打印机的打印噪音和印字效果都优于针式打印机,还具有价格较低的优点,是目前较为流行的打印机。

③ 激光打印机

激光打印机是一种采用激光和电子照相技术在打印纸上输出信息的非击打式页式打印机。它具有打印无噪音、速度快、分辨率高等特点,其打印出的字符和图形的质量高于喷墨和点阵打印机,但价格较贵。

(3)声卡和音响

声卡和音响是计算机的声音输出设备。声卡是插在计算机主板上的一块电路卡,其作用是将计算机中存储的数字化声音转换成模拟信号输出给音箱。

2009-5-17

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