ICode9

精准搜索请尝试: 精确搜索
首页 > 其他分享> 文章详细

计算机硬件系统

2022-09-07 13:31:05  阅读:405  来源: 互联网

标签:计算机硬件 存储器 总线 接口 系统 CPU 硬盘 内存


只有硬件系统而没有软件系统的计算机被称为“裸机”。

计算机一般由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成。

 

1.控制器(CU)

基本功能:从内存中读取指令、分析指令和向其他部件发出控制信号。控制器一般是由程序计数器(PC)、指令寄存器(IR),指令译码器(ID)、时序控制电路以及微操作控制电路等组成。

2.运算器(ALU)

运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件,它主要由算术逻辑单元和各种寄存器等组成。

运算器和控制器共同组成了中央处理器(CPU)。

智能处理器的新特性包括:采用睿频加速技术,按负载提升主屏,高效节能;采用超线程技术,提升CPU的并行处理能力;集成高清显卡,大幅提升3D性能。

3.存储器

计算机系统中的记忆设备,用来存放程序和数据。存储器可分为:内存储器和外存储器。

a.内存储器

内存储器是CPU能够直接访问的存储器,用于存放正在运行的程序和数据。可分为:随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)和高速缓冲存储器(Cache)。

 RAM就是人们通常所说的内存。RAM里的内容可安其地址随时进行存取,RAM的主要特征是数据存取速度较快,可读可写,但是掉电后数据不能保存。

PrintScreen 复制当前屏幕图像到剪贴板

Alt+PrintScreen复制当前窗口图像到剪贴板

b.ROM

ROM主要用于存放计算机启动程序。ROM的数据只能被读取而不能写入,如果要更改  ,一般需要紫外线来擦除。另外,掉电以后ROM中的数据不会消失。

BIOS即基本输入输出系统,实际上它是被固化到主板ROM芯片上的程序,是一组与主板匹配的基本输入输出系统程序。

启动的大致过程:开机——>自检——>执行ROM中的启动程序——>加载操作系统——>执行操作系统

c.高速缓冲存储器(Cache)

高速缓冲存储器(Cache)是位于CPU与内存之间的高速存储器,运行频率极高,一般是和CPU同频运作。Cache能减少CPU从内存读取指令或数据的等待时间。

在内存中有很多的存储单元,每个存储单元都有一个唯一的编号,这些编号称为内存地址。内存是按字节进行编址的,一个字节对应一个地址,一个地址所代表的存储单元的容量为一个字节。

我们也经常将CPU和内存合成为“主机”。

2.外存储器

它一般具有大容量、能长期保存数据的特点。

1.机械硬盘(HDD)

它的主要特点是存储容量很大,经济实惠。机械硬盘由许多盘片叠加组成,每个盘片上有很多磁道,每个磁道有很多扇区,扇区是最基本的读写单位。

主要技术指标有两个:存储容量和转速。

a.储存容量=盘面数*磁道数*扇区数*扇区容量

例如一个机械硬盘有128个盘面,800个磁道,1024个扇区,每个扇区512个字节,则它的容量是128*800*1024*512/1024/1024/1024=50GB

b.转速。转速是指硬盘盘片每分钟转动的圈数,单位为rpm(r/m)。转速越快,表示数据存取速度越快。机械硬盘的转速主要有3种:5400rpm、7200rpm、10000rpm.

2.固态硬盘(SSD)

与机械硬盘相比,固态硬盘读写速度快、容量小、价格高、使用寿命有限。

在实际应用中,硬盘中有一块区域用来存放用户临时删除的文档资料,该区域被称为回收站。

回收站的特点是:回收站的大小可以设置,其中的文件可以恢复。用户在删除文件后,文件一般直接被送到回收站,但若删除文件时配合shift(shift+delete)键,则不会被送到回收站中,而是直接删除。

3.光盘

光盘盘片是在有机塑料基地底上加各种镀膜制作而成的,数据通过激光刻在盘片上。光盘存储器具有体积小、容量大、易于长期保存等优点。CD光盘的容量一般为650MB,DVD光盘的容量为4.7G~50GB。

DVD-RW:可重写式DVD

FD:软磁盘(早期的移动存储器)

CD-ROM:只读CD光盘

基本传输速率(单倍/1倍/标准)150KB/S

4、移动存储

常用的移动存储设备有Flash存储器和移动硬盘等。

Flash存储器是一种新型半导体存储器,它的主要特点是在断电时也能长期保存数据,而且加电后容易擦除和重写,又有很高的存储速度。常见的Flash存储器有U盘和Flash卡。Flash卡一般用作数码相机和手机的存储器,如SD卡。

Flash存储器是一种新型半导体存储器

输入设备

如:键盘、鼠标、扫描仪、手写板、触摸屏、条形码阅读器、A/D转换器、麦克风、摄像头、游戏杆等。

输出设备

如:显示器、打印机、投影仪、音响、绘图仪、D/A转换器等。

显示器通常也被称为监视器,它可以分为CRT(阴极射线管显示器)、LCD(液晶显示器)、3D显示器、PDP(等离子显示器)等多种不同的种类。显示器的性能指标主要有分辨率、颜色质量和响应时间。

a.分辨率。显示器上像素的数量。

b.颜色质量。显示一个像素所占用的位数。单位时位(bit)。颜色位数决定了颜色数量,颜色位数多。如果颜色质量是24位(真彩色),则颜色的数量为224种,达到人眼分辨的极限,所以被称为真彩色。

c.响应时间。屏幕上的像素由亮转暗或由暗转亮所需要的时间,单位是毫秒(ms)。响应时间越短,显示器闪动就越少,在观看动态画面 时就不会由尾影。目前,液晶显示器的响应时间是16ms和12ms。

输入设备和输出设备统称为I/O设备,把外存和I/O设备合称为外部设备,简称外设。

 总线

总线的分类

1.根据数据传输方式

总线可分为串行总线和并行总线,二进制数据逐位通过一根数据线发送到目的部件(或设备),常用的串行总线有USB、PS/2等。在并行总线中,数据线有多少根,可以一次发送多个二进制位数据,常用的并行总线有PCI总线(连接计算机中的声卡、显卡、网卡)等。

2.根据连接部件

总线分为片内总线和系统总线。片内总线是指CPU芯片内部的总线,系统总线是指CPU、内存、外部设备(通过I/O接口)各功能部件之间的信息传输总线。计算机的系统总线安传输信息的不同分为3类:数据总线(Data Bus)、地址总线(Address Bus)、控制总线(Control Bus)。

a.数据总线(DB)。数据总线传送系统中的数据或指令,它是双向传输总线。数据总线的位数与CPU的字长有关。

b.地址总线(AB)。地址总线传送地址信息,它是自CPU向外传输的单向总线。它的位数反映了计算机的直接寻址能力。(N位地址总线,其寻址能力为2nB)

c.控制总线(CB)。控制总线传送控制信息,在控制总线中,有些是CPU送往存储器和I/O设备的,有些是其他部件向CPU发出请求信号的,对任一控制线而言,它的传输是单向的,但对于总体而言,它的信息传递是双向进行的。

总线的主要技术指标(bps、Bps、KBps、MBps)

1.总线带宽

总线带宽是指时间内总线上传送的数据量,表示总线数据传输速率。

2.总线位宽

总线位宽是指总线能够同时传送的二进制数据位数,如32位总线、64位总线等。总线位宽越宽,总线带宽越大。

3.工作频率

总线的工作频率以Hz为单位,工作频率越高,总线工作速度越快,总线带宽越大。

总线带宽与位宽和工作频率之间的关系是‘:

总线带宽=总线工作频率*总线位宽*传输次数/8

例如,某总线的工作频率为33MHz,总线位宽为64位,一个时周期内数据传输一次,则该总线带宽=33pMHz*64位*1次/8=264MBps

一个数据包含80位数据,分为两个时钟或四次传输,每个时钟传输两次,每次传输20位,其中有效位数为16位,其中4位用于冗余校验

QPI(快速通道互联)总线:UPC内核与内核之间,内核与内存之间的总线。

接口(GHz、MHz、KHz、Hz)(1GHz=1000GHz)

主板上常见接口有USB接口、HDMI(高清多媒体接口)接口和显示接口。

USB(通用串行总线)接口是一种串行总线接口,由于其支持热插拔、传输速率高等优点,成为目前外部设备的主流接口设备。USB接口目前有两个规范:USB2.0(黑色)(标准5V 900mA),理论上传输速率可达480Mbps;USB3.0(蓝色)(5V 500mA),理论传输速率可达5Gbps,USB3.0可以向下兼容USB2.0。

HDMI(高清晰度多媒体接口)是一种数字化视频/音频接口,可同时传送和音频信号,最高数据传输速度为18Gbps。HDMI接口是替代DVI(数字显示接口)的高清显示输出的新接口。

键盘鼠标 USB 打印机 USB

PS/2

网卡 RJ-45
显示器 VGA 硬盘 SATA
DVI 外围器件互联接口 PCI接口
HDMI

 

计算机性能指标

1.CPU的性能指标

a.主频

主频是指CPU的时钟频率,也是CPU的工作频率,单位是Hz。主频越高,运算速度越快。

b.字长

作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数的位数称为字长,字长等于通用寄存器的位数。通常所说的CPU位数就是CPU的字长,也是CPU中通用寄存器的位数。字长越长,计算精度越高,运算速度越快。

c.高速缓冲存储器容量

高速缓冲存储容量(Cache)是位于CPU和内存之间的高速存储器,一般和CPU同频工作。Cache能够减少CPU从内存读取指令或数据的等待时间。大容量的Cache可以大幅度地提高CPU内读取数据的命中率,从而提升系统性能。

d.多核和多线程

多核技术的开发是因为单一提高CPU的主频无法带来相应的性能提高,反而会使CPU更快地产生更多的热量,在短时间内就会烧毁CPU。在一个芯片上集成多个核心,通过提高程序的并发性从而提高系统的性能。CPU里的每个核心包含控制器和运算器,控制器在读取和分析指令时,运算器闲置。增加一个控制器,共享运算器,这样就组成另一个功能完整的核心,这就时多线程。多线程减少了CPU的闲置时间,提高了CPU的运行效率。

2.内存存储器的容量

内存的容量大小反映了计算机即使存储信息的能力,内存容量越大,系统功能就越强大,能处理的数据就越庞大。

3.硬盘的容量和转速

硬盘容量越大,可存储的信息越多,可安装的应用软件就越丰富;硬盘转速的快慢是决定硬盘内部传输率的关键因素之一,在很大程度上直接影响到硬盘的速度。

 

标签:计算机硬件,存储器,总线,接口,系统,CPU,硬盘,内存
来源: https://www.cnblogs.com/ao555/p/16609305.html

本站声明: 1. iCode9 技术分享网(下文简称本站)提供的所有内容,仅供技术学习、探讨和分享;
2. 关于本站的所有留言、评论、转载及引用,纯属内容发起人的个人观点,与本站观点和立场无关;
3. 关于本站的所有言论和文字,纯属内容发起人的个人观点,与本站观点和立场无关;
4. 本站文章均是网友提供,不完全保证技术分享内容的完整性、准确性、时效性、风险性和版权归属;如您发现该文章侵犯了您的权益,可联系我们第一时间进行删除;
5. 本站为非盈利性的个人网站,所有内容不会用来进行牟利,也不会利用任何形式的广告来间接获益,纯粹是为了广大技术爱好者提供技术内容和技术思想的分享性交流网站。

专注分享技术,共同学习,共同进步。侵权联系[81616952@qq.com]

Copyright (C)ICode9.com, All Rights Reserved.

ICode9版权所有