信息技術與計算機硬件綜述

信息技術概述本章備考要點本章差不多概念比較多，而且相互聯(lián)系比較緊密，需要考生理解概念并建立起概念之間的聯(lián)系。本章?？贾R點要緊有：1.信息、信息處理、信息技術的概念2.微電子技術與集成電路3.現(xiàn)代通信的含義4.了解有線載波通信、光纖通信、微波通信、衛(wèi)星通信本章五基詳解信息技術差不多概念信息信息是指事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式，是認識主體所感知或所表述的事物運動及其變化方式的形式、內(nèi)容和效用。與信息處理相關的行為和活動：信息收集，信息加工（計算、分析、檢索等），信息存儲，信息傳遞和信息施用（操縱、顯示等）。信息技術信息技術：用來擴展人的信息器官功能、協(xié)助人們進行信息處理的一類技術。信息處理系統(tǒng)用于輔助人們進行信息獵取、傳遞、存儲、加工處理、操縱及顯示的綜合使用各種信息技術的系統(tǒng)。微電子技術現(xiàn)代信息技術中的三大核心技術：微電子技術、通信技術和計算機技術?，F(xiàn)代信息技術的要緊特征：以數(shù)字技術為基礎，以計算機為核心。差不多概念微電子技術：以集成電路為核心的電子技術，是在電子電路和系統(tǒng)的超小型化和微型化過程中逐漸形成和進展起來的。微電子技術的基礎元件演變基礎元件原理與應用電子管在那個時期產(chǎn)生了廣播、電視、無線電通信、儀器儀表、自動化技術和第一代電子計算機。晶體管1948年發(fā)明，再加上印制電路組裝技術的使用，使電子電路在小型化方面前進了一大步，產(chǎn)生了第二代計算機。集成電路(IntegratedCircuit，簡稱IC)20世紀50年代出現(xiàn)，以半導體單晶片作為材料，經(jīng)平面工藝加工制造，將大量晶體管、電阻等元器件及互連線構成的電子線路集成在基片上，構成一個微型化的電路或系統(tǒng)。現(xiàn)代集成電路使用的半導體材料通常是硅(Si)，也能夠是化合物半導體如砷化鎵(GaAs)等。小規(guī)模集成電路，使得電子電路進一步縮小，產(chǎn)生了第三代計算機。超大規(guī)模集成電路，使得電子電路微型化，產(chǎn)生了第四代計算機。我們目前所使用的計算機都屬于第四代計算機。集成電路的分類按晶體管數(shù)目分類小規(guī)模(SSI)：小于100個電子元件中規(guī)模(MSI)：100～3000大規(guī)模(LSI)：3000～10萬超大規(guī)模(VLSI)：10萬～100萬極大規(guī)模(ULSI)：大于100萬按結(jié)構、工藝分類雙極型(bipolar)、金屬-氧化物-半導體(MOS)型和雙極-MOS型(bi-MOS)。按功能分類數(shù)字集成電路和模擬集成電路。按用途分類通用集成電路和專用集成電路(ASIC，ApplicationSpecificIntegratedCircuit)。專用集成電路是指應特定用戶要求和特定電子系統(tǒng)的需要而設計、制造的集成電路。目前用CPLD（復雜可編程邏輯器件）和FPGA（現(xiàn)場可編程邏輯陣列）來進行ASIC設計是最為流行的方式之一，它們的共性是都具有用戶現(xiàn)場可編程特性，都支持邊界掃描技術，但兩者在集成度、速度以及編程方式上具有各自的特點。集成電路的制造集成電路是在硅襯底上制作而成的。單晶硅——硅拋光片——硅平面工藝過程——晶圓——芯片。集成電路的進展趨勢集成電路特點：體積小、重量輕、可靠性高。集成電路的工作速度要緊取決于組成邏輯門電路的晶體管的尺寸，晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高，門電路的開關速度就越快。芯片上電路元件的線條越細，相同面積的晶片可容納的晶體管就越多，功能就越強，速度也越快。提高集成度，關鍵在縮小門電路面積。Moore定律：單塊集成電路的集成度平均每18～24個月翻一番（Intel公司創(chuàng)始人GordonE.Moore，1965年）。然而，當晶體管的差不多線條小到納米（nm）級，線路的電流微弱到僅有幾十個甚至幾個電子流淌時，晶體管已逼近其物理極限，它將無法正常工作。在納米尺寸下，納米結(jié)構會表現(xiàn)出一些新的量子現(xiàn)象和效應。當前技術前沿是探究量子世界的“納米芯片技術”，同時進展光子學，研制集成光路，或把電子與光子并用，實現(xiàn)光電子集成。綜上，當前單塊集成電路的集成度是有極限的，因此，Moore定律不可能永久成立。通信技術差不多概念概念辨析從廣義角度來講，各種信息的傳遞均可稱之為通信?，F(xiàn)代通信則專指使用電波或光波傳遞信息的技術。如廣播、電視、電報、電話、傳真等。電信專指雙向通信。如網(wǎng)絡、電話等。通信系統(tǒng)也稱電信網(wǎng)，它連接著大量用戶，由終端設備（例如：電話機）、傳輸設備（例如：電話線）、交換設備（例如：程控交換機）等組成。通信三要素信源（信息的發(fā)送者），信宿（信息的接收者），信道（信息的載體與傳播媒介）。典型通信技術介紹調(diào)制與解調(diào)技術調(diào)制（Modulation）：將基帶數(shù)字信號的波形變換為適合于模擬信道傳輸?shù)哪M信號波形。（將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成模擬信號）解調(diào)（Demodulation）：將由調(diào)制器變換過的模擬信號波形恢復成原來的基帶數(shù)字信號波形。（將模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號）差不多調(diào)制方法：調(diào)幅（幅移鍵控法ASK），調(diào)頻（頻移鍵控法FSK），調(diào)相（相移鍵控法PSK）多路復用技術為了提高線路利用率，總是設法在一條傳輸線路上，傳輸多個模擬信號（例如，語音信息）或數(shù)字信號，這確實是多路復用。多路復用技術通常有：頻分復用，時分復用，波分復用頻分多路復用將傳輸線路的頻帶分成N部分，每一個部分均可作為一個獨立的傳輸信道使用。如此在一對傳輸線路上可有N對話路信息傳送，而每一對話路所占用的只是其中的一個頻段。頻分制通信又稱載波通信，它是模擬通信的要緊手段。時分多路復用把一個傳輸通道進行時刻分割以傳送若干話路的信息。把N個話路設備接到一條公共的通道上，按一定的次序輪流的給各個設備分配一段使用通道的時刻。當輪到某個設備時，那個設備與通道接通，執(zhí)行操作。與此同時，其它設備與通道的聯(lián)系均被切斷。待指定的使用時刻間隔一到，則通過時分多路轉(zhuǎn)換開關把通道聯(lián)接到下一個要連接的設備上去。波分多路復用在單一光纖內(nèi)同步傳輸多個不同波長的光波，使得數(shù)據(jù)傳輸速度和容量獲得倍增。交換技術交換：在任意兩個需要進行通信的計算機之間建立一個臨時的通信鏈路，通信結(jié)束后再拆除鏈路，稱為交換技術。由中轉(zhuǎn)節(jié)點參與的通信，中轉(zhuǎn)的節(jié)點稱為交換節(jié)點。電路交換（線路交換）為發(fā)送端和接收端建立一條臨時的實際物理通道，供通信雙方使用，通信完畢后，交換機內(nèi)的連線被拆除。 例如：電話交換機 優(yōu)點：交換方式簡單，適合遠距離成批數(shù)據(jù)傳輸，建立一次連接可傳送大量數(shù)據(jù)。 缺點：線路利用率低，通信成本高。分組交換（包交換）把需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)塊分割成若干小塊，然后為每個小塊數(shù)據(jù)加上有關的地址信息及分組信息，組成一個數(shù)據(jù)包（也稱為“分組”）。通信網(wǎng)絡中每個結(jié)點為其相連的每條鏈路預備了一個緩沖區(qū)，每個數(shù)據(jù)包按照去向不同送入各個緩沖區(qū)排隊，當某一條鏈路空閑時，就從相應的緩沖區(qū)中取出一個數(shù)據(jù)包發(fā)送到下一結(jié)點，下一結(jié)點再進行轉(zhuǎn)發(fā)，直至數(shù)據(jù)包到達接收端。接收端的計算機按照數(shù)據(jù)包的編號，將它們重新組裝成為原來形式的數(shù)據(jù)塊。 例如：互聯(lián)網(wǎng)絡 優(yōu)點：線路利用率高；收發(fā)雙方不需同時工作，當接收方忙碌時，整個網(wǎng)絡都能夠作為它的緩沖；能夠給數(shù)據(jù)包建立優(yōu)先級，使得一些重要應用的數(shù)據(jù)包能優(yōu)先傳遞。 缺點：延時長，不宜用于實時通信或交互通信。常見通信系統(tǒng)介紹有線載波通信采納的傳輸介質(zhì)：架空明線，對稱電纜，同軸電纜。通信原理：利用頻率分割原理，實現(xiàn)在有線信道上的多路復用。其過程是：發(fā)信端的各路信號對不同載波頻率進行調(diào)制，分不搬移到不同的頻帶后，同時在同一線路上傳輸。收信端對線路信號放大后，按上述相反順序用濾波器分開各路信號，通過解調(diào)恢復原來的信息。應用范圍：有線載波通信要緊用來傳輸電話、電報、傳真和數(shù)據(jù)，也能夠傳輸廣播、可視電話和電視節(jié)目。光纖通信利用光纖傳導光信號進行通信的一種技術。發(fā)端：實現(xiàn)信號的電-光轉(zhuǎn)換。收端：實現(xiàn)信號的光-電轉(zhuǎn)換。全光網(wǎng)（AON）：不進行光-電、電-光轉(zhuǎn)換，速度提高，成本降低，它是信息高速公路的基礎。優(yōu)點：可靠性強，傳輸頻帶特不寬，通信容量大（速度最快）；抗雷電和電磁干擾、抗輻射能力強；無串音干擾，保密性強，不易被竊聽或截取數(shù)據(jù)；傳輸損耗小，通訊距離長。缺點：精確連接兩根光纖比較困難。超長距離傳輸會有信號損耗，因此要加入光中繼器。無線通信系統(tǒng)微波通信無線電波能夠按頻率（或波長）分成中波、短波、超短波和微波。不用波段按照自身特性用于不同的通信系統(tǒng)。類型特點用途中波沿地面?zhèn)鞑?，繞射能力強廣播和海上通信短波較強的電離層反射能力環(huán)球通信超短波、微波沿地面?zhèn)鞑ツ懿?，容易被洗掉，容易透過電離層，進入宇宙空間，不易在電離層反射傳播。但頻率極高，波長專門短，可直線傳播，也可從物體上反射。地面微波接力通信，兩個中繼站之間的距離一般為50km左右。如移動通信、數(shù)字電視傳輸?shù)?。衛(wèi)星通信。對流層散射通信衛(wèi)星通信中、低軌道衛(wèi)星：相關于地面是運動的，覆蓋范圍小，地面天線必須跟蹤衛(wèi)星。但損耗小、延時少。同步定點衛(wèi)星：位于赤道上空大約36，000公里，相關于地面固定不動，覆蓋范圍大，三顆衛(wèi)星幾乎能夠覆蓋地球全部面積。衛(wèi)星通信的特點：通信距離遠，頻帶寬，容量大，干擾小，較穩(wěn)定。但造價高、技術復雜，有一定延時。移動通信系統(tǒng)移動通信是指處于移動狀態(tài)的對象之間的通信，它包括蜂窩移動、集群調(diào)度、無繩電話、尋呼系統(tǒng)和衛(wèi)星系統(tǒng)。第一代移動通信采納模擬技術。第二代移動通信廣泛采納數(shù)字技術（GSM，CDMA，JDC，IS-95）。第三代移動通信實現(xiàn)目標：全球漫游；適應多種環(huán)境；提供高質(zhì)量多媒體業(yè)務；提供大容量、高保密性和優(yōu)質(zhì)服務移動通信系統(tǒng)組成：移動臺：是移動的通信終端，是接收無線信號的接收機，包括手機，呼機，無繩電話等。基站：是與移動臺聯(lián)系的一個固定收發(fā)機，它接收移動臺的無線信號，每個基站負責與一個特定區(qū)域（10km～20km的區(qū)域）的所有的移動臺進行通信。移動交換中心：與基站之間通過無線微波、電纜或光纜交換信息，移動交換中心再與公共電話網(wǎng)進行連接。基站和移動交換中心之間通過微波或有線交換信息進行彼此聯(lián)系，移動交換中心再與共公電話網(wǎng)進行連接。每個基站的有效區(qū)域既相互分割，又彼此有所交疊，整個移動通信網(wǎng)就像是蜂窩，因此也稱為“蜂窩式移動通信”。計算機技術計算機的進展代不年代使用的要緊元器件配置的軟件要緊應用第1代20世紀40年代中期～50年代末期CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓使用機器語言和匯編語言編寫程序科學計算和工程計算第2代50年代中、后期～60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯使用FORTRAN等高級程序設計語言開始廣泛應用于數(shù)據(jù)處理領域第3代60年代中期～70年代初期CPU：SSI，MSI內(nèi)存：SSI，MSI半導體存儲器操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫治理系統(tǒng)等開始使用在科學計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)操縱等領域得到廣泛應用第4代20世紀70年代中期以來CPU：LSI、VLSI內(nèi)存：LSI、VLSI的半導體存儲器軟件工程、分布式計算、網(wǎng)絡軟件等開始廣泛使用深入到各行各業(yè)，家庭和個人開始使用計算機計算機中單位換算基礎位（bit，比特）：表示信息的最小單位。1bit簡寫為1b(注意是小寫英文字母b)。字節(jié)（Byte）：最常用的信息差不多單位。1Byte簡寫為1B（注意是大寫英文字母B）字長：計算機一次能處理的二進制的位數(shù)，或指運算器和寄存器的寬度，如字長是32位的CPU所在的計算機又稱為32位機，那個地點的32位確實是字長，通常也可稱為雙字。掌握以下差不多換算：1B=8b1字=2字節(jié)★★★字節(jié)（B）（Byte）1B=8bit千字節(jié)(KB)（千，KiloByte）字節(jié)1KB=1024Byte=210Byte兆字節(jié)(MB)（兆，MegaByte)字節(jié)1MB=1024KB=220Byte千兆字節(jié)(GB)（京，GigaByte）字節(jié)1GB=1024MB=230Byte兆兆字節(jié)(TB)（垓，TeraByte）字節(jié)1TB=1024GB=240Byte1kb=1000b1KB=8Kb1B/s=8bps（b/s）1KB/s=8Kbps（Kb/s）1MB/s=8Mbps（Mb/s）提示：字節(jié)與位之間進行單位換算的時候，要注意K與k的大小寫問題。補充：★★★通常存儲容量的單位用B（字節(jié)）為單位；網(wǎng)速的單位通常用bps，有時候在不同的地點也用Bps來表示網(wǎng)速；前者ISP常用，后者用戶常用。計算機硬件的帶寬（如總線帶寬．內(nèi)存帶寬等）單位通常用B/s。計算機硬件本章備考要點本章的名詞術語比較多，尤其是硬件設備及相關性能參數(shù)的概念，準確了解并掌握這些概念是學好本章知識的前提。幾乎所有本章的命題都涉及到對差不多概念的考查，只有做到差不多概念清晰、差不多原理明白才能保證本章應試的萬無一失。依照本章的知識特點以及命題預測，本章常考知識點要緊有：1.計算機系統(tǒng)的組成2.CPU的結(jié)構及其性能3.主板、芯片組與BIOS的結(jié)構及原理

4.內(nèi)存儲器的分類，其中高速緩沖存儲器和主存是重點5.總線的組成及其性能和標準6.差不多輸入/輸出設備的I/O接口類型7.差不多輸入/輸出設備的結(jié)構、性能及其參數(shù)本章五基詳解計算機的組成與分類計算機邏輯組成計算機系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)遵循馮?諾依曼提出的存儲程序與程序操縱的原理，由五部分構成：運算器、操縱器、存儲器、輸入設備和輸出設備。圖2-1是計算機的硬件組成示意圖，也稱計算機的五大部件。五大部件中，CPU、內(nèi)存儲器、總線等構成了計算機的主機；外存儲器、輸入設備、輸出設備構成了計算機的外圍設備，簡稱外設。中央處理器中央處理器外存儲器內(nèi)存儲器輸出設備系統(tǒng)總線輸入設備操縱器操縱器操縱器I/O端口I/O端口外存儲器接口圖2-1計算機的硬件組成計算機物理組成外觀上看：機箱、顯示器、鍵盤、鼠標、打印機等。機箱內(nèi)包含：主板、硬盤、軟驅(qū)、光驅(qū)、電源、風扇等。主板上包含：CPU插槽、CPU、內(nèi)存條插槽、內(nèi)存、總線、PCI插槽、AGP插槽、I/O操縱器、BIOS芯片、CMOS芯片等。計算機分類按內(nèi)部邏輯結(jié)構分為：單處理機、多處理機(并行機)。按字長分為：16位機、32位機或64位計算機等。按計算機的性能、用途和價格分為：類型用途巨型計算機（Supercomputer）采納大規(guī)模并行處理的體系結(jié)構，CPU由數(shù)以百計、千計、萬計的處理器組成，有極強的運算處理能力，速度達到每秒萬億次以上，大多使用在軍事、科研、氣象、石油勘探等領域。大型計算機（Mainframe）運算速度快、存儲容量大、通信聯(lián)網(wǎng)功能完善、可靠性高、安全性好、有豐富的系統(tǒng)軟件和應用軟件的計算機，CPU通常有4、8、16、32個甚至更多處理器。為企業(yè)或政府的數(shù)據(jù)提供集中的存儲、治理和處理，作為主服務器（企業(yè)級服務器）。小型計算機（Minicomputer）為多個用戶執(zhí)行任務，但它沒有大型機的高性能，支持的并發(fā)用戶數(shù)目比較少。小型機的典型應用是關心中小企業(yè)（或大型企業(yè)的一個部門）完成信息處理任務，如庫存治理、銷售治理、文檔治理等。個人計算機（PersonalComputer）以微處理器為中心的一個獨立完整的計算機系統(tǒng)。價格廉價，使用方便，軟件豐富，性能不斷提高，適合辦公或家庭使用。通常只用來處理一個用戶的任務，可獨立使用，也可與其他計算機互連。工作站（Workstation)具有高速運算能力和強大的圖形處理功能，通常運行UNIX操作系統(tǒng)，特不適合于工程與產(chǎn)品設計使用。SGI，SUN，HP，IBM等公司都有此類產(chǎn)品。表2-1計算機類型與功能計算機的要緊性能指標微處理器的進展標志：字長、結(jié)構、功能、晶體管數(shù)目和工作頻率。運算速度用于講明具有并行處理能力的巨型機的運算速度的度量單位：次／秒（每秒執(zhí)行加法運算的次數(shù)）；MIPS（每秒鐘可完成100萬次整數(shù)運算）。世界第一臺計算機ENIAC的運算速度：5000次/秒字長中央處理器中運算器和寄存器的寬度。即數(shù)據(jù)在運算器中做運算或存儲時的二進制位數(shù)。字長決定了計算的精度，字長通常是2的整數(shù)次冪。微處理器字長演變：Intel4004：4位（1971年，世界第一個微處理器）Intel8008，8080：8位Intel8086：16位Intel80386，80486，Pentium：32位CPU的結(jié)構和原理CPU概況微型計算機的中央處理器(CPU)適應上稱為微處理器(Microprocessor)，是微型計算機的核心，由運算器和操縱器兩部分組成：運算器(也稱執(zhí)行單元)是微機的運算部件；操縱器是微機的指揮操縱中心。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，使得微處理器的所有組成部分都集成在一塊半導體芯片上，目前廣泛使用的微處理器有：Intel公司的80486Pentium(奔騰)、PentiumPro(高能奔騰)、PentiumMMX(多能奔騰)、PentiumⅡ(奔騰二代)、PentiumⅢ(奔騰三代)、AMD公司的AMDK5、AMDK6、AMDK7等。處理器：能高速地進行算術運算和邏輯運算，負責對輸入信息進行各種處理的部件。微處理器：簡稱μP或MP，通常指使用單片大規(guī)模集成電路制成的、具有運算和操縱功能的處理器。并行處理和多處理器系統(tǒng)：使用多個CPU(CentralProcessingUnit)（2，4，8或更多）實現(xiàn)超高速計算的技術稱為“并行處理”，采納這種技術的計算機系統(tǒng)稱為“多處理器系統(tǒng)”。CPU的結(jié)構中央處理器要緊由三個部分組成，分不如下：要緊部件功能運算器對數(shù)據(jù)進行各種算術運算和邏輯運算。運算器由2個處理整數(shù)的算術邏輯元算部件（ALU）和1個處理實數(shù)的浮點運算器組成，它們能夠同時進行整數(shù)和實數(shù)的運算。操縱器取指令，解釋指令的含義產(chǎn)生操縱其它部件的操作操縱信號，記錄內(nèi)部狀態(tài)。寄存器組臨時存放參加運算的數(shù)據(jù)和得到的中間結(jié)果，由幾十個寄存器組成。表2-2中央處理器要緊組成部分CPU>Cache>內(nèi)存>（虛擬內(nèi)存）硬盤CPU的工作速度比內(nèi)存要快得多，為了匹配兩者的工作速度，發(fā)揮CPU的高速性能，CPU中增加了指令快存（cache）和數(shù)據(jù)快存（cache）兩個高速存儲器，使運算器所需要的數(shù)據(jù)大部分來自數(shù)據(jù)快存，所需要的指令也大半來自指令快存。為了加快CPU中指令的處理速度，CPU在執(zhí)行當前指令的同時，能夠使用指令預取部件提早向主存或快存去取出一些預備要執(zhí)行的指令。CPU采取“流水線”式的工作方式和結(jié)構，實現(xiàn)了“超標量結(jié)構”。指令和指令系統(tǒng)指令指令是對計算機進行程序操縱的最小單位。指令用二進制位表示，規(guī)定計算機執(zhí)行什么操作。指令系統(tǒng)CPU所能執(zhí)行的所有的指令的集合稱為計算機的指令系統(tǒng)或指令組（instructionset）。通常，指令系統(tǒng)中有數(shù)以百計的不同指令，例如：數(shù)據(jù)傳送指令、算術運算指令、邏輯運算指令、移位指令、位操作指令、操縱轉(zhuǎn)移指令、輸入/輸出指令。指令常識由于每種類型的CPU都有自己的指令系統(tǒng)，因此，某一類計算機的可執(zhí)行程序代碼未必能在其他計算機上運行，那個問題稱之為計算機指令系統(tǒng)的“兼容性”問題。同一公司的CPU產(chǎn)品通?！跋蛳录嫒荨薄滦吞柕奶幚砥髟谂f型號處理器指令系統(tǒng)基礎上進行擴充。指令執(zhí)行過程CPU的操縱器從存儲器讀取一條指令并放入指令寄存器。指令寄存器中的指令通過譯碼，決定該指令應該進行何種操作、操作數(shù)在哪里。依照操作數(shù)的位置從存儲器取得操作數(shù)。運算器按照指令操作碼的要求，對操作數(shù)完成規(guī)定的運算處理，并依照運算結(jié)果修改或設置處理器的一些狀態(tài)標志。把運算結(jié)果保存到指定的寄存器，需要時把結(jié)果從寄存器保存到內(nèi)存單元。修改指令計數(shù)器，決定下一條指令的地址。CPU的性能CPU的運算速度與CPU的工作頻率、cache容量、指令系統(tǒng)、運算器的邏輯結(jié)構等都有關系。工作頻率主頻：CPU內(nèi)部的時鐘頻率，是CPU進行運算時的工作頻率。一般來講，主頻越高，一個時鐘周期里完成的指令數(shù)也越多，CPU的運算速度也就越快。但由于內(nèi)部結(jié)構不同，并非所有時鐘頻率相同的CPU性能一樣。外頻：即系統(tǒng)總線，CPU與周邊設備傳輸數(shù)據(jù)的頻率，具體是指CPU到芯片組之間的總線速度。倍頻：CPU主頻的計算方式變?yōu)椋褐黝l=外頻×倍頻。也確實是倍頻是指CPU和系統(tǒng)總線之間相差的倍數(shù)，當外頻不變時，提高倍頻，CPU主頻也就越高。Cache容量隨著微機CPU工作頻率的不斷提高，RAM的讀寫速度相對較慢，為解決內(nèi)存速度與CPU速度不匹配，從而阻礙系統(tǒng)運行速度的問題，在CPU與內(nèi)存之間設計了一個容量較小(相對主存)但速度較快的高速緩沖存儲器(Cache)，簡稱快存。CPU訪問指令和數(shù)據(jù)時，先訪問Cache，假如目標內(nèi)容已在Cache中(這種情況稱為命中)，CPU則直接從Cache中讀取，否則為非命中，CPU就從主存中讀取，同時將讀取的內(nèi)容存于Cache中。Cache可看成是主存中面向CPU的一組高速暫存存儲器。這種技術早期在大型計算機中使用，現(xiàn)在應用在微機中，使微機的性能大幅度提高。隨著CPU的速度越來越快，系統(tǒng)主存越來越大，Cache的存儲容量也由128KB、256KB擴大到現(xiàn)在的512KB或2MB。Cache的容量并不是越大越好，過大的Cache會降低CPU在Cache中查找的效率。存儲體系存儲器概述概念存儲器：存儲程序和數(shù)據(jù)(包括原始數(shù)據(jù)、中間運算結(jié)果與最終結(jié)果等)的部件。計算機包括兩大存儲體系，分不是內(nèi)存儲器和外存儲器，它們各有不同的特點和功能。功能比較內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)存取速度快、容量相對小，價格相對高，一般使用DRAM芯片組成，速度大約比CPU慢10倍。直接與CPU相連接（CPU可直接訪問）。易失性，用于臨時存放CPU正在運行的程序、正被處理的數(shù)據(jù)以及產(chǎn)生的結(jié)果數(shù)據(jù)。存儲介質(zhì)：半導體芯片。外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度慢、容量相對大，價格相對低。不直接與CPU相連接（CPU不能直接訪問，其中存儲的程序及相關的數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存，才能被CPU使用）。非易失性，用于長期存放各類信息。存儲介質(zhì)：磁盤、光盤、磁帶等。內(nèi)存儲器專題圖2-2內(nèi)存儲器體系內(nèi)存儲器由稱為存儲器芯片的半導體集成電路組成。半導體存儲器芯片按照是否能隨機地進行讀寫，分為只讀存儲器(ReadOnlyMemory，簡稱ROM)和隨機存取存儲器(RandomAccessMemory，簡稱RAM)兩大類，如圖2-2所示。只讀存儲器只讀存儲器(ReadOnlyMemory，簡稱ROM)，是一種能夠永久或半永久地保存數(shù)據(jù)的存儲器，即使掉電（或關機）后，存放在ROM中的數(shù)據(jù)也可不能丟失，因此叫做非易失性存儲器。按照ROM的內(nèi)容是否能改寫，ROM可分為以下幾類：MaskROM（掩膜ROM），存儲的數(shù)據(jù)由工廠在生產(chǎn)過程中一次形成，此后也無法進行修改。PROM（ProgrammableROM）和EPROM（ErasableProgrammableROM），用戶可使用專用裝置寫入信息。前者不能改寫，后者能夠通過專用設備改寫其中的信息。FlashROM（快擦除ROM，或閃速存儲器），一種新型的非易失性存儲器，在低電壓下，存儲的信息可讀不可寫，而在較高電壓下，存儲的信息能夠更改和刪除。經(jīng)常用于PC中的BIOS程序，還可使用在數(shù)碼相機和優(yōu)盤中。隨機存儲器隨機存取存儲器(RandomAccessMemory，簡稱RAM)，多采納MOS(金屬氧化物半導體)型半導體集成電路芯片制成，屬于易失性存儲器。依照其保存數(shù)據(jù)的機理又可分為SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）和DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）兩類。SRAMSRAM芯片用于構造高速Cache（高速緩沖存儲器），簡稱緩存。它的速度幾乎與CPU一樣快。CPU需要的數(shù)據(jù)和指令首先從Cache中讀取，假如Cache中沒有，CPU再直接訪問內(nèi)存。Cache的一個重要指標確實是“命中率”，即CPU需要的指令或數(shù)據(jù)在Cache中能直接找到的概率。一般來講Cache容量越大越好，訪問Cache的命中率就越高。由于成本緣故，Cache的容量并不大，Cache分為一級緩存和二級緩存，應用的早期一級緩存被設計在CPU內(nèi)部，二級緩存被設計在主板上，隨著集成電路制造工藝的改進，現(xiàn)在一級緩存和二級緩存都被設計在CPU內(nèi)部。二級緩存的容量要大于一級緩存的容量。一級緩存（L1Cache）（容量：幾KB～幾十KB）二級緩存（L2Cache）（容量：128KB～1MB）DRAM一般使用DRAM芯片組成。由于DRAM存儲器芯片的電路、工藝、存儲操縱技術的不同，目前市場上有多個DRAM的品種。比較流行的是：SDRAM、DDRSDRAM、雙通道RDRAM。后者運算速率比前者更大。DRAM相關的重要概念和計算★★★存儲容量含義：指存儲器所包含的存儲單元的總數(shù)。★★★單位：MB（1MB＝220字節(jié)）或GB（1GB＝230字節(jié)）每個存儲單元（一個字節(jié)）都有一個地址，CPU按地址對存儲器進行訪問。存取時刻含義：在存儲器地址被選定后，存儲器讀出數(shù)據(jù)并送到CPU（或者是把CPU數(shù)據(jù)寫入存儲器）所需要的時刻。單位：ns（1ns=10-9秒）常見內(nèi)存條規(guī)格單列直插式內(nèi)存條（SingleIn-lineMemoryModules，SIMM）：72線，數(shù)據(jù)線寬度32位。雙列直插式內(nèi)存條（DoubleIn-lineMemoryModules，DIMM）：SDRAM，168線，數(shù)據(jù)線寬度64位；DDRSDRAM，184線，數(shù)據(jù)線寬度64位。Rambus內(nèi)存條模塊（簡稱RIMM內(nèi)存條）內(nèi)存帶寬計算內(nèi)存帶寬：指內(nèi)存與南橋芯片之間的數(shù)據(jù)傳輸率，單位一般為“MB/s”或“GB/s”。最高讀寫速率（帶寬）（MB/s）=（數(shù)據(jù)通路寬度/8）(B)×有效時鐘頻率（MHz）補充：CPU帶寬．內(nèi)存帶寬．總線帶寬．顯存帶寬，這四個帶寬的計算方法相似，差不多上頻率和數(shù)據(jù)通路寬度的乘積。內(nèi)存總線頻率：PC133PC100PC266PC200PC800PC1066CPU總線頻率：133100133100400533CPU尋址大小計算假如CPU的地址線寬為n，那么CPU的尋址大小是2n（B）★★★外存儲器專題軟盤存儲器軟盤存儲器的組成軟盤片、軟盤驅(qū)動器、軟盤操縱器、軟盤存儲器3.5英寸軟盤片的信息存儲模式與存儲容量兩個記錄面，即兩個讀寫磁頭(從0開始編號)每個記錄面有80個磁道(從0開始編號，0號磁道位于最外圈)每個磁道有18個扇區(qū)(從1開始編號)每個扇區(qū)存儲512字節(jié)二進制數(shù)據(jù)存儲容量=磁盤面數(shù)磁道數(shù)扇區(qū)數(shù)512字節(jié)★★★=28018512（字節(jié)）=1.44MB讀寫數(shù)據(jù)的最小單位：扇區(qū)操作系統(tǒng)在軟盤上為文件分配存儲區(qū)的單位：簇（2-8個扇區(qū)）格式化后軟盤上的數(shù)據(jù)區(qū)域引導扇區(qū)（系統(tǒng)盤）：位于軟盤0號記錄面、0號磁道、1號扇區(qū)，存儲啟動操作系統(tǒng)的引導程序。文件分配表(FAT)：位于0號磁道引導扇區(qū)之后，占據(jù)若干個連續(xù)扇區(qū)。一式兩份。FAT由多個表項組成，每個表項對應軟盤的一個簇，記錄該盤上所有簇的分配情況（分配、空閑、損壞）和鏈接信息。文件根目錄區(qū)：位于0號磁道FAT之后，占據(jù)若干個連續(xù)扇區(qū)。由若干表項組成，每個表項保存一個文件或下級文件夾的屬性信息（文件名、文件長度、起始簇號等）。數(shù)據(jù)區(qū)：根目錄區(qū)之后，存儲文件中的數(shù)據(jù)或子目錄（文件夾）表項的區(qū)域。軟盤寫愛護3.5英寸軟盤片封裝在一個開有讀寫窗的硬塑料愛護殼中，讀寫窗被一個可移動的金屬套（快門）愛護著，寫愛護口出有一塊能夠動的翼片，移動翼片，露出寫愛護口，信息就無法記錄到盤片上，因而實現(xiàn)了寫愛護。硬盤存儲器作用：長期保存各類信息特點：可讀寫，大容量，不便攜帶組成：磁盤片（存儲介質(zhì)）；主軸與主軸電機；移動臂和磁頭；操縱電路磁道磁道柱面磁盤盤片操縱電路主軸移動臂文件定位表磁頭圖2-3硬盤內(nèi)部結(jié)構圖工作原理硬盤的盤片由鋁合金（最新的硬盤盤片采納玻璃材料）制成，盤片上涂有一層專門薄的磁性材料，通過磁層的磁化來記錄數(shù)據(jù)。一般一塊硬盤由1-5張盤片（1張盤片也稱為1個單碟）組成，它們都固定在主軸上。主軸底部有一個電機，當硬盤工作時，電機帶動主軸，主軸帶動磁盤高速旋轉(zhuǎn)，其速度為每分鐘幾千轉(zhuǎn)、甚至上萬轉(zhuǎn)。盤片高速旋轉(zhuǎn)時帶動的氣流將盤片上的磁頭托起，磁頭是一個質(zhì)量專門輕的薄膜組件，它負責盤片上數(shù)據(jù)的寫入或讀出。移動臂用來固定磁頭，使磁頭能夠沿著盤片的徑向高速移動，以便定位到指定的磁道。硬盤信息記錄模式（同軟盤）與存儲容量：一個硬盤驅(qū)動器中包含多張盤片每個盤片有兩個記錄面（兩個磁頭）每個記錄面有若干磁道柱面cylinder：所有記錄面中半徑相同的所有磁道每個磁道有若干扇區(qū)每個扇區(qū)存儲512字節(jié)的二進制數(shù)據(jù)存儲容量=磁盤面數(shù)（磁頭數(shù)）磁道數(shù)（柱面數(shù)）扇區(qū)數(shù)512字節(jié)★★★硬盤讀寫某個扇區(qū)中數(shù)據(jù)的過程已知要讀寫的扇區(qū)地址：磁頭號（所在記錄面），例如，0號磁頭柱面號（所在的磁道），例如，0號柱面扇區(qū)號（所在的扇區(qū)），例如，1號扇區(qū)讀寫過程：磁頭尋道（由柱面號操縱）等待扇區(qū)到達磁頭下方（由扇區(qū)號操縱）讀寫扇區(qū)數(shù)據(jù)（由磁頭號操縱）平均等待時刻平均尋道時刻要緊性能指標存儲容量（單位：GB）平均等待時刻（AverageLatencyTime）指當磁頭移動到數(shù)據(jù)所在的磁道后，然后等待所要的數(shù)據(jù)塊接著轉(zhuǎn)動到磁頭下的時刻。它是盤片旋轉(zhuǎn)周期的1/2。平均尋道時刻（AverageSeekTime）指硬盤在盤面上移動讀寫頭至指定磁道查找相應目標數(shù)據(jù)所用的時刻，它描述硬盤讀取數(shù)據(jù)的能力，單位為毫秒。平均訪問時刻=平均尋道時刻+平均等待時刻。平均訪問時刻是評價硬盤讀寫數(shù)據(jù)所用時刻的最佳指標。Cache容量（單位KB或MB）與主板上的高速緩存（RAMCache）一樣，硬盤緩存的目的是為了解決系統(tǒng)前后級讀寫速度不匹配的問題，以提高硬盤的讀寫速度。數(shù)據(jù)傳輸速率（單位MB/s）硬盤的傳輸率也是硬盤重要參數(shù)之一。它要緊指硬盤的外部和內(nèi)部數(shù)據(jù)的傳輸率，它們的單位為Mb/s(兆位/秒)。硬盤的外部傳輸率即硬盤的突發(fā)數(shù)據(jù)傳輸率，它一般指硬盤的數(shù)據(jù)接口的速率；而硬盤的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率是指磁頭至硬盤緩存間的最大數(shù)據(jù)傳輸率。外部速率大于內(nèi)部速率，內(nèi)部速率是評價硬盤數(shù)據(jù)傳輸速率的最佳指標。硬盤常見操作硬盤分區(qū)：在一個物理硬盤上建立多個邏輯硬盤（C:、D:….）。作用：安裝多個操作系統(tǒng)，便于文件分類治理，利于預防病毒邏輯硬盤格式化：在邏輯盤上產(chǎn)生四個區(qū)域：引導扇區(qū)，文件分配表（FAT），根目錄區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。碎片整理等。格式化后邏輯盤上的數(shù)據(jù)區(qū)域主引導扇區(qū)：位于0號磁頭、0號柱面、1號扇區(qū)，不屬于任何分區(qū)，保存主引導程序和分區(qū)表（主引導程序：查看分區(qū)表找到活動分區(qū)，讀入該分區(qū)的引導程序到內(nèi)存執(zhí)行）分區(qū)表：每個區(qū)的起始、結(jié)束的扇區(qū)位置，總扇區(qū)數(shù)，是否活動分區(qū)，使用的文件系統(tǒng)格式（FAT16,FAT32,NTFS）引導扇區(qū)：每個分區(qū)的第一個扇區(qū)，存放引導程序和邏輯盤的有關參數(shù)文件分配表（FAT）：每個邏輯盤有各自的FAT，每個FAT由多個表項組成，每個表項對應該盤的一個簇，記錄該盤上所有簇的分配情況（分配、空閑、損壞）和鏈接信息。FAT16（win95及以下版本），F(xiàn)AT32（win98以上版本）。文件根目錄區(qū)：位于每個區(qū)的FAT之后，占據(jù)若干個連續(xù)扇區(qū)。由若干表項組成，每個表項保存一個文件或下級文件夾的屬性信息（文件名、文件長度、起始簇號等）數(shù)據(jù)區(qū)：存儲文件中的數(shù)據(jù)或文件夾表項的區(qū)域硬盤驅(qū)動器與主機的接口電路功能：在主機與硬盤驅(qū)動器之間提供一個數(shù)據(jù)、地址和操縱信號的高速通道，實現(xiàn)主機對硬盤驅(qū)動器的各種操縱，完成主機與硬盤之間的數(shù)據(jù)交換。接口電路：IDE接口（IntegratedDriveElectronics集成驅(qū)動電子設備）SCSI接口（SmallComputerSystemInterface，小型計算機系統(tǒng)接口）光盤光盤存儲器概述優(yōu)點：成本低，存儲密度高，容量大，可靠性高，不易受損，耐用，易于長期保存數(shù)據(jù)缺點：讀出速度和數(shù)據(jù)傳輸速度比硬盤慢得多光盤存儲器兩大類型：CD光盤存儲器，DVD光盤存儲器CD光盤存儲器系列CD光盤存儲器的組成：CD光盤片，CD光盤驅(qū)動器（光盤刻錄機）。如圖2-4所示。圖2-4CD光盤存儲器體系CD光盤片（CompactDisk,小型光盤）CD-ROM光盤片：只讀光盤。不能刪除也不能寫入，只能讀出盤中的信息。存儲容量650MB，700MBCD-R光盤片：只寫一次式光盤。只能寫一次，寫后不能刪除和修改，只能讀出。CD-RW光盤片：可擦寫型光盤。利用金屬合金材料的相變原理達到可重復讀寫的功能，用戶能夠自己寫入信息，也能夠?qū)懭氲男畔⑦M行擦除和改寫。CD-RW光盤片搭配CD-RW刻錄器使用可反復讀寫1000次以上。信息存儲原理。在盤片的信息記錄層上沿螺旋形軌道(光道)壓制出一系列凹坑，凹坑的兩個邊沿處均表示數(shù)據(jù)“1”；其它平坦處表示數(shù)據(jù)“0”。信息讀取原理。CD-ROM光盤片放入光盤驅(qū)動器中，當被激光束照耀時，凹坑的兩個邊沿處產(chǎn)生的反射光弱作為數(shù)據(jù)“1”看待；平坦處產(chǎn)生的反射光強作為數(shù)據(jù)“0CD光盤驅(qū)動器CD-ROM光盤驅(qū)動器（簡稱：光驅(qū)）。要緊性能指標：讀取數(shù)據(jù)速度；單速：150KB/S；4速（4X）：4×150KB/S；40速（40X）：40×150KB/S；（一般轉(zhuǎn)速也是單速光驅(qū)的40倍）CD-RW刻錄機。要緊性能指標：讀取數(shù)據(jù)速度，復寫數(shù)據(jù)速度，刻錄速度（例如，40X,12X,40X），數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的大小，兼容性（數(shù)據(jù)格式），有無刻不死功能等。CD光盤驅(qū)動器的接口類型SCSI接口、IDE接口、并行口和USB接口等多種DVD光盤存儲器DVD光盤存儲器的組成：DVD光盤片（DigitalVersatileDisk,數(shù)字多用途光盤，存儲容量一般為4.7GB，最大可達17GB），DVD驅(qū)動器。如圖2-5所示。圖2-5DVD光盤存儲器體系DVD光盤片DVD-ROM——DVD只讀光盤，用途類似CD-ROMDVD-R（或稱DVD-Write-Once)——限寫一次的DVD，用途類似CD-RDVD-RAM(或稱DVD-Rewritable)——可多次讀寫的光盤，用途類似CD-RWDVD-Video——家用影視光盤，用途類似LD或VCDDVD-Audio——音樂光盤，用途類似CD唱片DVD驅(qū)動器分類DVD播放機：專門用于播放DVD影碟的DVD影碟機DVD-ROM：安裝在PC機上使用的DVD-ROM（DVD光驅(qū)）DVD-RW刻錄機：刻錄DVD和CD光盤，并支持讀上述兩種光盤。PC機主板及要緊部件主板與芯片組主板部件CPU插座、芯片組、第2級高速緩存(有些已做在CPU中)、內(nèi)存儲器插座(SIMM或DIMM)、總線插槽、BIOSROM芯片、CMOS芯片、時鐘、電池、I/O操縱器、I/O端口、擴充卡等部件。為了便于不同PC機主板的互換，主板的物理尺寸差不多標準化。目前使用得比較多的是ATX規(guī)格的主板。處理器處理器I/O端口軟驅(qū)及IDE硬盤連接器存儲器插座電源連接器PCI總線槽CPU插座圖2-6主板組成示意圖芯片組（Chipset）功能芯片組集中了主板上幾乎所有的操縱功能，把往常復雜的操縱電路和元件最大限度地集成在幾個芯片內(nèi)，是構成主板電路的核心。CPU類型不同，通常需要使用不同的芯片組。CPU的系統(tǒng)時鐘及各種與其同步的時鐘均由芯片組提供。芯片組還決定了主板上所能安裝的內(nèi)存的最大容量、速度及可使用的內(nèi)存條的類型。一定意義上講，它決定了主板的級不和檔次。組成通常我們能夠在主板上找到2個芯片，這2個芯片確實是南橋芯片和北橋芯片。近CPU的那個芯片叫北橋芯片，我們平常講的815、845、865、915、945等確實是指北橋芯片的名稱。北橋芯片是主板上最重要的芯片，要緊負責與CPU．內(nèi)存．顯卡進行通訊，北橋芯片能夠看成是CPU、內(nèi)存、顯卡之間的橋梁。主板上另外一個確實是南橋芯片，南橋芯片負責連接硬盤、USB接口、PCI接口等其他接口。南橋芯片和北橋芯片之間也有通道進行數(shù)據(jù)通訊。BIOS與CMOS主板上還有兩塊特不有用的集成電路：一塊是只讀存儲器（ROM），其中存放的是差不多輸入/輸出系統(tǒng)（BIOS），它是PC機軟件中最基礎的部分。另一個集成電路芯片是CMOS存儲器，BIOS（BasicInput/OutputSystem）差不多輸入/輸出系統(tǒng)，是存放在主板上只讀存儲器芯片（ROM）中的一組機器語言程序，具有啟動計算機工作，診斷計算機故障及操縱低級輸入輸出操作的功能。是操作系統(tǒng)的最底層部分的可執(zhí)行程序代碼。由于BIOS存放在主板上只讀存儲器芯片（ROM）中，一般稱該芯片為BIOS芯片。BIOS包含4部分的程序，一般情況下是不能被修改的。POST(PowerOnSelfTest，加電自檢)程序(檢測計算機故障)。當接通計算機電源或按下Reset復位鍵時，系統(tǒng)首先執(zhí)行POST程序，并依照CMOS中的配置信息對系統(tǒng)中各部件進行測試和初始化，目的是測試系統(tǒng)各部件的工作狀態(tài)是否正常，從而決定計算機的下一步操作。測試中如發(fā)覺不正常現(xiàn)象，POST程序會在屏幕上報告錯誤信息。系統(tǒng)自舉（裝入）程序（啟動計算機）。自舉程序按照CMOS中預先設定的外存啟動順序，并從中讀出引導程序裝入到內(nèi)存，然后將操縱權交給引導程序，由引導程序接著安裝操作系統(tǒng)。CMOS設置程序。在PC機進行自舉程序前，用戶若按下某一熱鍵（如Del），就能夠啟動CMOS設置程序。進行相關信息的查看和修改。差不多外圍設備的驅(qū)動程序（實現(xiàn)常用外部設備輸入輸出操作的操縱程序）。以上工作過程中，鍵盤、顯示器、軟驅(qū)、硬盤等常用差不多外圍設備都需要參與工作。因此，它們的驅(qū)動程序必須存預先存放在BIOS中，成為BIOS的一個組成部分。CMOS芯片（互補金屬氧化物半導體存儲器）存放用戶對計算機硬件所設置的一些參數(shù)（稱為“配置信息”），包括當前的日期和時刻，開機口令，系統(tǒng)中安裝的軟盤、硬盤驅(qū)動器的數(shù)目、類型及參數(shù)，顯示卡的類型，Cache的使用狀況，啟動系統(tǒng)時訪問外存的順序等，這些數(shù)據(jù)特不重要，一旦丟失，系統(tǒng)將不能正常運行，甚至不能啟動。CMOS是一種半導體存儲器芯片，使用電池供電，是易失性存儲器，只要電池供電正常，即使計算機關機后它也可不能丟失所存儲的信息以及時鐘停走。在啟動過程中，若按下Del鍵（或其他鍵），進入CMOS設置程序，同意用戶修改系統(tǒng)硬件的部分配置信息。一般來講，在下列情況下需要啟動CMOS設置程序?qū)ο到y(tǒng)進行設置：PC機組裝好之后第一次加電。系統(tǒng)增加、減少或更換硬件或I/O設備。CMOS芯片因掉電、病毒侵害、放電等緣故造成其內(nèi)容丟失或被錯誤修改。用戶希望更改或設置系統(tǒng)的口令。系統(tǒng)因某種需要而調(diào)整某些設置參數(shù)?？偩€與總線帶寬總線的分類總線的英文名字是“bus”，它指的是計算機各部件之間傳輸信息的一組公用信號線。采納總線結(jié)構便于部件和設備的擴充，使用統(tǒng)一的總線標準，不同設備間互連將更容易實現(xiàn)。從總線的層次角度來看總線分為內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。內(nèi)部總線指微機內(nèi)部各外圍芯片與處理器之間的總線，用于芯片一級的互連。系統(tǒng)總線指連接CPU、存儲器和各種I/O模塊等要緊部件的總線，用于插件板一級的互連，由于這三個部件之間的互連時作用不同，系統(tǒng)總線又包括：CPU總線、存儲器總線、I/O總線。外部總線則是微機和外部設備之間的總線。從總線傳輸?shù)男盘柦嵌葋砜床还苁呛畏N層次的總線，都傳輸三類信號：數(shù)據(jù)信號、地址信號、操縱信號，相應的都具備數(shù)據(jù)總線、地址總線和操縱總線。從總線標準的角度來看內(nèi)部總線制定的標準有：I2C系統(tǒng)總線制定的標準有：ISA總線、EISA總線、PCI總線、CompactPCI總線，目前微機中流行的系統(tǒng)總線標準是PCI總線。ISA總線的位寬是16位，PCI總線的位寬宥32位和64位兩種。外部總線制定的標準有：RS-232-C總線、IEEE-488總線、USB總線。系統(tǒng)總線的性能指標總線的帶寬：指的是單位時刻內(nèi)總線上可傳送的數(shù)據(jù)量。總線的位寬：指總線能同時傳送的數(shù)據(jù)位數(shù)。總線的工作頻率：工作頻率越高，總線工作速度越快，總線帶寬越寬。總線帶寬（MB/s）=總線位寬/8×總線工作頻率★★★I/O操作、I/O接口、I/O操縱器I/O操作概念將輸入設備輸入的信息送入主存儲器的指定區(qū)域，或者將主存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設備。特點多數(shù)I/O設備在操作過程中包含機械動作，其工作速度比CPU慢得多。為了提高系統(tǒng)的效率，I/O操作與CPU的數(shù)據(jù)處理操作往往是并行進行的。多個I/O設備必須能同時進行工作除了鍵盤、顯示器、鼠標器等差不多的I/O設備之外，不同計算機所配置的I/O設備數(shù)量、品種和性能差不專門大，且經(jīng)常需要增減和更新I/O設備的種類繁多，性能各異，操作操縱的復雜程度相差專門大，與計算機主機的連接也各不相同過程I/O設備——I/O接口——I/O操縱器——I/O總線——內(nèi)存儲器I/O操作I/O操作過程中的若干操縱部件CPU——負責I/O操作的啟動。I/O操縱器——負責在I/O操作期間對I/O設備進行全程操縱。DMA（DirectMemoryAccess直接存儲器存取）操縱——負責數(shù)據(jù)傳輸?shù)牟倏v。程序中斷——負責向CPU報告I/O操作完成的情況，實現(xiàn)CPU處理與I/O操作之間的同步與通信。I/O操作是由許多部件協(xié)同完成的。I/O接口概念計算機中用于連接輸入/輸出設備的各種插頭/插座以及相應的通信規(guī)程及電器特性。分類從數(shù)據(jù)傳輸方式來分串行端口（一次只傳輸1位）：COM1,COM2并行端口（8位或者16位、32位一起進行傳輸）：LTP1從數(shù)據(jù)傳輸速率來分：高速；低速從是否能連接多個設備來分總線式（可連接多個設備，被多個設備共享，例如，USB接口）獨占式（只能連接1個設備）從是否符合標準來分標準接口（通用接口,例如USB）專用接口（專用接口例如VIDEO視頻口)名稱數(shù)據(jù)傳輸方式數(shù)據(jù)傳輸速率標準插頭/插座形式可連接的設備數(shù)目通常連接的設備串行口串行,雙向50～19200b/sRS-232E或RS-422DB25F或DB9F1鼠標器，MODEM并行口(增強式)并行,雙向1.5MB/sIEEE1284DB25M1打印機，掃描儀USB（1.1）串行,雙向0.1875Mb/s或1.5MB/sUSBA最多127鼠標器，數(shù)碼相機，移動盤，掃描儀等USB（2.0）串行,雙向60MB/sUSBA最多127外接硬盤，數(shù)字視頻設備等高速設備FireWire(i.Link)串行,雙向12.5,25,50MB/s最高400MB/sIEEE1394最多63數(shù)字視頻設備SCSI并行,雙向5,10,20,40,80或160MB/sSCSI-2SCSI-3UltraSCSIC50F最多7或15硬盤，掃描儀，光驅(qū)，磁帶機顯示器輸出接口并行,單向VGAHDB151顯示器PS/2接口IBM1鍵盤或鼠標器鍵盤接口串行,單向1鍵盤紅外線接口(IrDA)串行,雙向紅外線數(shù)據(jù)協(xié)會不需要1鍵盤，鼠標器，打印機等表2-3PC機常用I/O接口USB（UniversalSerialBus，通用串行總線）接口特點高速、可連接多個設備、串行傳輸使用4線連接器，體積小，符合即插即用規(guī)范（Plug&Play,即PnP）使用“USB集線器”擴展機器的USB接口，最多連接127個設備可通過USB接口由主機向外設提供電源（＋5V，100～500mA）支持熱拔插USB的兩個版本：1.1版，2.0版?zhèn)鬏斔俾剩篣SB1.1版：12MB/s；USB2.0版：480MB/sIEEE-1394（i.Link或FireWire）接口要緊用于連接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設備。數(shù)據(jù)傳輸速度特不快（高達400MB/s），連接器共有6線，采納級聯(lián)方式連接外部設備，在一個接口上最多能夠連接63個設備，設備間以菊花鏈方式進行轉(zhuǎn)接。速度高于USB接口。I/O操縱器I/O操縱器是一組電子線路，不同設備的I/O操縱器的結(jié)構與功能不同，復雜程度相差專門大。有些設備（如鍵盤、鼠標、打印機等）的I/O操縱器比較簡單，它們差不多集成在主板的芯片組中。有些設備（如顯示器、網(wǎng)絡設備等）的I/O操縱器比較復雜、，且設備的規(guī)格和品種也比較多養(yǎng)，這些I/O操縱器就制作成擴充卡（也叫適配器或操縱卡），插在主板的PCI或ISA擴充槽中。I/O操縱器的作用要緊是負責操縱I/O操作的全過程。并與CPU進行通信。輸入設備差不多概念輸入（input）：把信息（程序，數(shù)據(jù)，信息）送入計算機的過程，向計算機輸入的內(nèi)容輸入設備：用來向計算機輸入信息的設備。輸入到計算機中的信息都使用二進制中的“0”和“1”兩個符號來表示鍵盤作用：能夠?qū)⒆址蛎畹容斎氲接嬎銠C中。工作原理：當用戶按下一個按鍵時，鍵盤內(nèi)的操縱電路依照該鍵的位置就把該字符信號轉(zhuǎn)換為二進制碼（鍵掃描碼），通過電纜送給主機。按鍵的個數(shù)：104鍵盤（臺式PC機普遍采納），108鍵盤。I/O接口：PS/2接口，USB接口，無線接口（用于無線鍵盤）鼠標器作用：一種指示設備（pointingdevice）,能方便地操縱屏幕上的鼠標箭頭準確地