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計算機系統組成

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計算機系統的組成

1.計算機系統的基本組成

一個完整的計算機系統是由計算機硬體系統和計算機軟體系統兩部分組成的。件系統是計算機系統中的各種物理裝置,是由各種實在的器件組成的,它是計算機系統的基礎。軟體系統由兩部分組成:一部分是在硬體系統的基礎上執行的各種各樣的程式,另一部分是各類文件。僅有硬體而沒有配備軟體的計算機被稱為裸機。

硬體系統著重研究如何快速執行並保證運算結果的精度。軟體系統著重研究如何管理、維護好計算機,如何更好、更快、更合理、更準確地使用計算機,如何更好地發揮計算機軟、硬體資源效能的作用。硬體是軟體發揮作用的物質基礎,而軟體的正常工作則是硬體發揮作用的唯一途徑。計算機系統必須配備完善的軟體系統才能充分發揮其硬體的各種強大功能,兩者相輔相成,缺一不可。

2.計算機硬體系統的組成

計算機的硬體由控制器、運算器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置五部分組成,其中控制器、運算器及儲存器等組成中央處理器(CPU)。

3.計算機軟體系統的組成

數體系統包括系統軟體和應用軟性。系統軟體包括作業系統(OS)、程式設計語言、系統檢測診斷程式、編譯系統和通用資料庫管理系統等。應用軟體包括管理軟體、辦公軟體、應用資料庫管理軟體、圖形影象處理軟體及為使用者需求開發設計的軟體等。

應用軟體的使用決定了計算機發揮的作用,因而,目前應用軟體開發正向標準化、模組化方向發展。應用軟體是在系統軟體的支援下工作的。

計算機的工作原理

1.馮·諾依曼原理

美籍匈牙利科學家馮·諾依曼被人們稱為“現代電子計算機之父”,他提出了“程式儲存和程式控制”的計算機體系設計思想,該思想主要內容包括以下三個方面:

(1)計算機硬體裝置由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置五部分組成;

(2)計算機內部採用二進位制:

(3)程式儲存和程式控制。

資料或指令透過輸入裝置輸入計算機,儲存在儲存器中。在計算機執行過程中,資料從儲存器讀入運算器進行運算,中間結果也要存入儲存器中,最終將結果經輸出裝置輸出程式,即人們用機器自身所具有的指令編排的指令序列,也是以資料的形式由儲存器送入控制器,再由控制器向機器的各個部分發出相應的控制訊號。除資料或指令外,計算機中還有,種控制資訊,它由控制器發出,用來控制機器的各部件執行指令規定的各種操作。

2.計算機的工作過程

計算機工作的原理也同處理人們日常問題時的常用規則和方法相同。這種方法是把整個過程按照一定的規則一步一步地分解。這些分解出來的步驟就是一些基本的操作,然後按照一定的順序執行這些基本的操作就可以完成整個操作。

而計算機完成某個操作所發出的命令就稱為指令。使用者根據解決某一問題的步驟,選用一條條的指令進行有序的排列。計算機執行了這一播令序列,便可完成預定的任務。這一指令序列就稱為程式。

比如,從輸入裝置輸入兩個數2和8,要求計算機進行相加處理,並將結果10在螢幕上顯示出來。

微型計算機工作過程如下:

(1)CPU訪問輸入\/輸出介面(I\/O介面)。在微機儲存器(只讀儲存器ROM或可擦程式設計只讀儲存器EPROM)中已儲存了控制程式,它能指揮計算機正常工作。開機後,CPU自動從ROM中取出已存入的指令,進行掃描鍵盤、訪問I\/O介面等工作。

(2)讀入資料並執行。CPU掃描鍵盤,查詢有無鍵按下時,如果按下2和8鍵,則CPU就將鍵入的兩個數2和8經資料匯流排送到運算器中,並根據鍵入的“相加”要求,完成2+8=10的運算,得到和數10。

(3)暫存結果。將兩個數之和10暫存在CPU中的暫存器,也可以轉存在計算機記憶體儲器中。

(4)輸出結果。CPU 根據預先編制好的程式,將結果 10送出,經過譯碼,把二進位制數10轉換成 ASCII碼。控制器根據指令,指揮有關部件將10的字形碼資訊送至顯示器,最後就在顯示器上顯示結果10。

中央處理器

中央處理器的英文縮寫是

CPUdCentral Processing Unit),是一塊體積不大而整合度非常高、功能非常強大的晶片,在微型計算機中也稱為微處理器。它主要由控制器,運算器和暫存器組成。CPU是計算機的大腦,計算機的運算、控制都是由它來完成所以它的效能直接影響了整個計算機的效能。

1.運算器

運算器是負責對資料進行算術運算和邏輯運算的部件,運算器由算術邏輯部件(ALU)、累加器、狀態暫存器、通用暫存器組等組成。

算術邏部件是用於完成加、減、乘、除等算術運算,與、或、非等邏輯運算,以及移位、求補等操作的部件。算術邏輯部件有兩個輸入口,其中一個輸入口和累加器連線,另一個輸入口和通用暫存器連線。算術邏輯部件有兩個輸出端:一個輸出運算結果輸送到累加器或指定部件,另一個輸出表示運算結果的狀態標誌位輸送到狀態暫存器。累加器用於暫存被操作的數和中間運算結果。通用暫存器組是一組暫存器,運算時用於暫存運算元和資料地址。狀態暫存器也稱標誌暫存器,它用於存放運算中產生的狀態資訊。

算術邏輯部件、累加器和通用暫存器的位數決定了CPUI的字長。

從運算器的組成可知道它的功能包括:

(1)實現對資料的算術和邏輯運算;

(2)暫時存放參與運算的資料和某些中間運算結果;

(3)挑選參加運算的資料,選中被執行的運算功能,並把運算結果輸送到所要求的部件中

2.控制器

控制器是計算機的控制中心,用來實現計算機本身運算過程的自動化,其作用是控制整個計算機的工作。它指揮計算機各部件按照指令功能的要求進行所需要的操作。它從儲存露甲取出指令,分析指令,產生一系列的控制訊號,去控制計算機各部件協調地工作,並控制程式的執行順序。因此說控制器是計算機指令的執行部件,其工作是取指令、解釋指令以及完成指令的執行。

控制器由指令指標暫存器、指令暫存器、控制邏輯電路和時鐘控制電路等組成。

指令指標暫存器用於產生及存放下一條待取指令的地址。

指令暫存器用於存放正在執行的指令。指令從記憶體取出後放入指令暫存器,在指令執行完成前指令暫存器中一直儲存著該指令。

控制邏輯電路用於產生執行微操作所需要的控制訊號。

時鐘控制電路用於產生指令執行過程中所需要的時間控制訊號。時鐘控制電路要與控制邏輯電路配合才能便指令正確執行。

3.暫存器

暫存器是CPU的一個重要組成部分,它是CPU內部的臨時儲存單元,用於儲存運算中的資料、中間結果、地址和狀態資訊等。CPU中暫存器數量對CPU執行速度有一定影響,暫存器數量增多可以使CPU執行程式時把較多的資料存放在暫存器,從而減少訪問儲存器的次數,提高CPU的執行速度。但是暫存器的數量不能太多,暫存器數量太多會使暫存器地址編碼位數增加,使指令長度增加。暫存器的位數、般和算術邏輯部件、資料匯流排的位寬是一致的。CPU中的暫存器通常分為資料暫存器、存放地址的暫存器、存放控制資訊的暫存器、存放狀態資訊的暫存器和其他暫存器。

儲存器

儲存器是計算機用來存放程式和資料的記憶部件,是計算機各種資訊存放和交流的中心。它的基本功能是在控制器的控制下按照指定地址存入和取出資訊。

計算機工作對儲存器的要求是儲存容量大、存取速度快、價格低。但由於技術上的原因,前兩者是矛盾的;另外,一般存取速度快的儲存器其價格必定偏高。目前的科學技術還沒有創造出一種能夠同時滿足計算機對存取速度、儲存容量的要求並且價格較低的儲存器件。為了解決存取速度、儲存容量、儲存器件價格這三個方面的矛盾,人們提出了多層次儲存系統的概念。按多層次儲存系統的概念,計算機的儲存系統由高速緩衝儲存器-Cache、隨機儲存器(RAM、只讀儲存器ROM) 軟盤儲存器、硬碟儲存器光碟儲存器.優盤等

儲存器從不同角度看有不同的分類方法。

按儲存介質的材料分類有半導體儲存器、磁表面儲存器和光儲存器。半導體儲存器用半導體器件製成。目前主儲存器採用平導體儲存器。軟盤在儲器和硬碟儲存器等屬於磁表面儲存器\/所謂磁表面儲存器,是指在塑膠碟片或非實質碟片或塑膠帶上噴塗磁性材料,利用改變磁性材料的磁化方向記錄資訊。CD-ROM屬於光儲存器,它利用鐳射讀寫資訊。

按儲存器的工作方式分類,儲存器可以分為隨機讀寫儲存器、順序讀寫儲存器和只讀儲存器等。主機中的RAM、Cache、軟盤儲存器、硬碟在儲器和優盤等都是隨機讀寫儲存器。前機讀寫儲存器可以按照要求對儲存器中指定單元或指定區域進行讀寫。頂民讀寫儲存器工作時只能按某一運動方向查詢資訊然後再讀寫資訊,如磁帶儲存器。只讀儲存器的特點是隻能讀出,不能寫入,主存中的ROM和CD-ROM都是隻讀儲存器。

按計算機系統結構分類有記憶體儲器和外儲存器

硬碟儲存器、光碟儲存器和磁帶儲存器組成輔助儲存器,輔存儲存器的作用是儲存當前讓算機執行中不使用的程式和資料。一般光碟儲存器和磁帶儲存器用於儲存需要長期儲存的資料。

1.記憶體儲器

記憶體儲器又稱主存,由隨機儲存器(RAM)、高速緩衝儲存器(Cache)和只讀儲存器(ROM)組成。記憶體儲器的作用是在計算機工作中儲存正在執行的程式和程式所需要的資料。記憶體儲器是CPU可直接訪問的儲存器,是計算機儲存各種資訊的部件。

記憶體儲器一般採用半導體儲存器件,由儲存單元構成,每個儲存單元由若干個二進位制位(8位,16位,32位)組成。為了查詢儲存單元,每個儲存單元有一個地址

對於記憶體儲器,除了容量以外,它的訪問速度也是一個重要的效能指標。記憶體速度用進行一次讀或寫操作所花費的“訪問時間”來描述。從工作速度上看,記憶體儲器總是比CPU要慢得多,從計算機問世之初直到現在,始終是計算機資訊流動的一個“瓶頸”。目前一次儲存器“訪問時間”大約為幾納秒(ns)。

記憶體的容量與效能已成為衡量計算機整效能的一個決定性因素。計算機的內在儲器採用大規模及超大規模積體電路製造工藝,具有體積小、重量輕和存取速度快等特點

記憶體容量是指RAM的容量。RAM用於臨時存放使用者輸入的各種程式、資料等資訊。由於計算機程式必須先放入記憶體後才能執行,因而記憶體容量的大小直接影響程式的執行速度。

(1)隨機儲存器(RAM)。

隨機儲存器(RAM)是構成記憶體儲器的主要部分。其內容可以根據需要隨時按地址讀出或寫入,讀出後儲存單元內容不變,寫入後的儲存單元中是新寫入的內容。RAM用於儲存執行中的程式和資料,斷電後RAM中的內容全部丟失。目前使用的RAM多數為 MOS型半導體積體電路。

根據製造原理的不同,RAM可分為靜態隨機儲存器和動態隨機儲存器兩種。

①靜態隨機儲存器(SRAA4)SRAM儲存單元的基本結構是一個雙穩態電路,由寫電路控制讀、寫的轉換。只要寫電路有電,其開關元件的狀態就保持不變,不需要電流重新整理。由於開關元件由電晶體代替,而電晶體的轉換時間一般都小於20ns,因此,SRAM的讀寫速度很快。由於這種開關電路的元件較多,一個儲存單元由4個電晶體和2個電阻組成,因而整合度低,生產成本高。

-般把SRAM用在比記憶體小得多的高速緩衝儲存器等場合。

②動態隨機儲存器(DRAM)、DRAM即通常所說的記憶體。只要不斷電,SRAM中儲存的資料就不會丟失,不需要進行重新整理;而DRAM的特點是在器件加有電源的情況下,其儲存單元中的內容也不能儲存較長時間,一般只能儲存2ms。為了儲存儲存的資訊,對DRAM中的內容由硬體定時自動地重新寫入,這種寫入稱為“重新整理”。DRAM中儲存的資料需要不斷重新整理。一個DRAM單元由一個電晶體和一個小電容組成,DRAM的電晶體透過小電容的電壓有無來保持斷開、接通的狀態。當小電容有電時,電晶體接通;當小電容沒電時,電晶體斷開。由於電容的放電特性,充電後的小電容上的電荷很快丟失,因此,需要不斷地充電,即“重新整理”。

常用的RAM一般是DRAM。DRAM包括地址暫存器,儲存單元、資料暫存器。地址暫存器用於暫時存放要訪回單元的地址。儲存單元是儲存器件的主體,RAM由若干個儲存單元組成。資料暫存器用於暫時存放讀出的內容或要寫入的內容。

目前DRAM的主要引數有兩傘,儲存容量和工作頻率。儲存容量指示了一個儲存器件內有多少個儲存單元,每個儲存單元有幾位;工作頻率反映了儲存器讀寫單元的速度。

(2)高速緩衝儲存器(Cache)。

由於CPU 工作的速度比 RAM讀寫速度快,CPU讀寫RAM時需要花費時間等待RAM進行讀寫,造成CPU工作速度下降。人們為了提高CPU讀寫程式和資料的速度,在RAM和CPU之間增加了快取記憶體部件。高速緩衝儲存器(Cache簡稱為快取記憶體)是CPU與主儲存器之間的一種規模較小但速度很快的儲存器,Cache的內容是隨機儲存器(RAM)中部分儲存單元內容的副本。CPU讀寫程式或資料時先訪問快取記憶體,若快取記憶體中沒有所需的資訊再訪問RAM,讀寫RAM的同時把所需資訊的副本送至快取記憶體。高速級存一般採用靜態隨機儲存器(SRAM)。與動態隨機儲存器相比,靜態隨機儲存器的特點是讀寫速度快,儲存容量小,價格高。計算機中增加快取記憶體部件不能增加主存容量,使用快取記憶體的目的是提高CPU 讀寫程式和資料的速度,進而提高計算機整體的工作速度。斷電後快取記憶體的內容全部丟失。早期,Cache=般整合在CPU晶片中。Cache雖然也是儲存器,但使用者不能直接訪問;Cache容量不大,只是存放記憶體中某部分內容的複製:為了保證CPU訪問時有較高的命中率,Cache中的內容按一定的演算法更換。Cache 中的內容應該與記憶體中對應的部分保持一致,如果記憶體中的內容在調入Cache之後發生變化,Cache中的相應內容也隨之改變。

隨著CPU效能的提高,整合在CPU晶片中的Cache 還不能滿足要求,因此出現了存在於CPU晶片外的內部的Cache 稱為一級Cache,它是CPU核心的一部分,負責在CPU內部的暫存器與外部Cache 之間的緩衝。CPU外部的Cache 是二級Cache,它相對CPU是獨立的部件,主要用於彌補CPU內部Cache的容量過小,負責整個CPU與記憶體之間的緩衝。早期的外部Cache 都安排在主機板上,稱為板載Cache。自Pentium Ⅲ開始,將板載的Cache與CPU 核心封裝在同一晶片中,不能隨意選擇大小,它也不屬於CPU。這種設計的Cache 稱片載,由於其工作頻率與CPU 核心相同,也稱為全速Cache。而主機板繼續使用的速度更高、容量更大的Cache就成了三級Cache。

(3)只讀儲存器(ROM)。

只讀儲存器(ROM)中的內容不能用普通方法寫人。當計算機執行時其內容只能讀出,不能寫入。其特點是資料不易丟失,即使計算機斷電後ROM儲存單元的內容依然儲存。只讀儲存器一般用於儲存計算機系統中固定的程式和資料。如主機板上的基本輸入輸出系統(BIOS)就存放在ROM中。

ROM根據它的資訊設定方法,可分為以下幾種型別:

①普通ROM.其中的資訊在晶片製造時由生產廠家寫入,內容寫入後不能被更改。

②可程式設計只讀儲存器(PROM):出廠時沒有寫入資訊,允許使用者用特定裝置將編寫好的程式固化在PROM中,內容寫人後不能被更改

③可擦可程式設計只讀儲存器(EPR的內容,因而可多次改寫。

晶片上有一個透明視窗,可透過紫外線擦除其中

④電可擦程式設計只讀儲存器(EEPROM):可透過加電擦除其內容,也可多次改寫且操作方便;可用一般計算機重新寫入新的內容。

⑤閃速儲存器(FlashMemory):本質上屬於EEPROM,由於ROM不易更改的特性讓更新資料變得相當麻煩,因此就發展出了閃速儲存器。閃速儲存器改寫電壓較高,使用安全可靠,速度快,功耗低。Pentium以上檔次的主機板上均採用Flaah ROM BIOS,使得BIOS升級非常方便。

外儲存器也稱為輔助儲存器,它作為主儲存器的後備和補充而被廣泛使用。與主存相比,它的特點是儲存容量大,成本低,存取速度慢,可以永久地離線儲存資訊。常用的輔助儲存器有軟盤儲存器、硬碟儲存器、光碟儲存器、優盤和行動硬碟等。隨著優盤與行動硬碟等移動儲存器的廣泛使用,軟盤儲存器逐步被淘汰。

目前主流移動儲存器都採用USB介面,主要有優盤和行動硬碟。

優盤是利用閃速儲存器在斷電後還能保持資料不丟失的特點而製成的。它不僅具有RAM儲存器可擦、可寫、可程式設計的優點,而且所寫入的資料在斷電後不會消失。優盤一般只有拇指大小,攜帶方便,不怕震動,適溫範圍寬,運轉安靜沒有噪音,相容性好,速度快,容量大,任何帶有USB介面的計算機都可以使用,已成為最常用的移動儲存器。

行動硬碟的特點是體積小,重量輕,容量大,儲存速度快,使用方便。與優盤相比它最大的優點是容量大,資料儲存安全可靠性高。這類硬碟與膝上型電腦硬碟的結構類似,多采用.矽氧碟片。這是一種比鋁、磁更為堅固耐用的碟片材質,並且具有更大的儲存量和更好的可靠性,提高了資料的完整性。採用以矽氧為材料的磁碟驅動器,以更加平滑的盤面為特徵,有效地降低了碟片可能影響資料可靠性和完整性的不規則盤面的數量,更高的盤面硬度使行動硬碟具有很高的可靠性。

隨著數碼產品的高速普及,近年來快閃記憶體卡也成了一種較常見的移動儲存器。相機、掌上電腦、隨身聽用的快閃記憶體卡,透過一個轉接卡,可方便連線於計算機的通用序列匯流排(USB)介面,成為一個外儲存器。快閃記憶體卡有很多種類,常見的有CF卡、SD卡、MMC卡、記憶棒、SM卡、XD卡等。其中CF卡的使用已經有相當長的歷史,由於其建立標難的時間長、相容性巫容量大價格低等原因而得到廣泛的應用,是通用性非常強的儲存卡之一。

輸入、輸出裝置

輸入裝置是向計算機輸入資料和資訊的裝置,輸人裝置除了最常用的鍵盤、滑鼠外,還有很多種類,如掃描器、條形碼閱讀器、觸控式螢幕、手寫筆、語音輸入裝置,以及影象影片輸人裝置等。

輸出裝置的功能是將計算機處理後的資訊以能為人或其他裝置所接受的形式輸出。顯示器和印表機是計算機中最用的兩種輸出裝置;另外還有繪圖議一投影儀、音箱等。

以下對一些輸入、輸出裝置進行簡要的介紹。

1.條形碼閱讀器

條形碼是將寬度不等的多個黑條和空白按照一定的編碼規則排列,用以表達一組資訊的圖形識別符號。條形碼可以標出物品的許多資訊,因而在商品流通圖書管理、郵政管理等許多領域都得到了廣泛的應用。條形碼閱讀器是用於讀取條形碼所包含的資訊的一種輸入裝置,透過條形碼閱讀器可方便地將物品相關資訊採集到計算機中。

2.觸控式螢幕

觸控式螢幕由安裝在顯示器螢幕前面的檢測部件和觸控式螢幕控制器組成。當手指或其他物體觸控安裝在顯示器前端的觸控式螢幕時,所觸控的位置由觸控式螢幕控制器檢測,並將資訊輸入主機。觸控式螢幕將輸入和輸出集中到一個裝置上簡化了互動過程。它在公共場所展示、查詢等場合應用比較廣泛。

3.手寫筆

手寫筆的出現就是為了方便輸入中文及在計算機上繪圖,使用者不需要再學習其他的輸入法就可以很輕鬆地輸入中文。我們將手寫筆接上計算機,並配上專門的手寫識別軟體,就可以方便地輸入中文或在計算機上繪圖。同時,手寫筆還具有滑鼠的作用,可以代替滑鼠操作計算機。

4.顯示器

顯示器是最標準的輸出裝置。顯示器螢幕上所有的字元和圖形均是由一個個顯示點(畫素)組成的。顯示器的主要效能指標有:

(1)畫素;顯示器螢幕顯示出來的影象是由一個個的發光點(熒光點)組成的,我們稱這些發光點為畫素。每一個畫素包含一個紅色(或綠色,或藍色)的磷光體。

(2)解析度;定義顯示器畫面清晰度的標準,由可以在螢幕中顯示的畫素數目決定。二般表示為水平解析度(一個掃描行中畫素的數目)和垂直解析度(掃描行的數目)的乘積。如1024x768表示水平方向最多可以包含1024個畫素,垂直方向有768條掃描線,螢幕總畫素的個數是它們的乘積。常用的解析度有1024X768,等。解析度越高,畫面包含的畫素越多,影象就越細膩清晰。

(3)螢幕尺寸:指顯示器螢幕對角線的長度,單位為英寸。目前筆記本式計算機常用12英寸、13英寸、14英寸等,臺式計算機常用17英寸、19英寸、20英寸等。

(4)點間距:顯示器螢幕上畫素間的距離。點間距越小,可使解析度越高,影象越清晰。目前常用的點間距有和 等。”

(5)灰度級:指畫素的亮暗程度,彩色顯示器的灰度級指顏色的種類。灰度級越多,影象層次越逼真清晰。

(6)對比度:又稱反差,指影象(字元)和背景的濃度差。(7)幀頻:字元(影象)每秒在螢幕上出現的次數。(8)行頻:電子掃描束從螢幕左邊到右邊的掃描速度。

(9)掃描方式:有逐行掃描和隔行掃描兩種。隔行掃描指的是先掃描1,3,5,7等奇數行訊號,後掃描2,4,6,8等偶數行訊號,存在行間閃爍。隔行掃描的優點是可以用一半的資料量實現較高的重新整理率,但採用逐行掃描技術的影象更清晰、穩定,不易令人眼疲勞。

5.投影機視訊記憶體:圖形分率x色彩位數=B

投影機又稱投影儀,是一種可以將影象或影片投射到幕布上的裝置,可以透過不同的介面同計算機、DVD、DV等裝置相連,播放影片訊號。目前,投影機廣泛應用於家庭、辦公室、學校和娛樂場所。根據投影技術的不同,可以分為CRT,LCD,DLP,DLV四種型別。

(1)CRT(陰極射線管)投影機的工作原理與CRT顯示器類似,是由陰極射線電子束掃描擊射在成像面上,使成像面上的熒光粉發光形成影象後,再傳輸到投影面上。因此,CRT投影機具有CRT技術中成像的所有優點和缺點。其解析度高,對比度好,色彩飽和度佳,訊號的相容較強,技術十分成熟。同時,由於CRT投影機加上CRT投影機掃描式的成像特點和在解析度、亮度、對比度、飽和度、線性、枕形、梯形等方面具有調節功能,CRT投影機在航空航天、遙控監控行業中起到其他投影機無法替代的作用,所以應用於相對高階的專業領域。只是與其他型別的投影機相比,在亮度方面,CRT投影機要低得多,這一直是困擾 CRT投影機的主要因素。

(2)LCD(液晶顯示)投影機是液晶顯示技術和投影技術相結合的產物,它利用了液晶的電光效應,透過電路控制液晶單元的透射率及反射率,從而產生不同灰度層次及多達1670 萬種色彩的亮麗影象。LCD投影機的光源是專用大功率燈泡,發光能量遠遠高於利用熒光粉發光的CRT投影機,所以LCD投影機的亮度和色彩飽和度都高於CRT投影機。 LCD投影機的主要成像器件是液晶板,按內部液晶板的片數可分為單片式和三片式兩種,三片式LCD投影機比單片式LCD投影機具有更高的影象質量和更高的亮度。LCD投影機體積較小,重量較輕,製造工藝較簡單,亮度和對比度較高,解析度適中,現今LCD投影機佔有的市場份額佔總體市場份額的70%以上,是目前市場上佔有率最高、應用最廣泛的投影機

DLP(Digitn Ligh Processing,數字光學處理)投影機是一種基於 DMD(Digital Micromirror Device,數字微透鏡裝置)技術的全數字反射式投影裝置。DMD裝置的微鏡數日決定了一臺DLP投影機的物理解析度,平常我們說投影機的解析度為600x800的 SVGA模式,所指的就是DMD裝置上的微鏡數目就有600X800=480000個,相當複雜和精密。當今,DLP投影機按其中的DMD裝置的數目分為一片DLP投影系統、兩片DLP投影系統和三片DLP投影系統。配合先進的光學架構與高品質的光學鏡頭設計.DLP投影機可以產生清晰度高、畫面均勻、色彩還原性好的影象,亮度比LCD影象高,出現條紋和重影的情況也比LCD投影機少。DLP投影技術拋棄了傳統意義上的會聚,可以隨意變焦,調整十分方便,而且其光學路徑相當簡單,體積更小,所以該技術主要應用在超行動式系統中,

方面的缺陷,使DLP投影機的影片顯示效果有些失真。 現代最輕的 DLP超便攜投影機的重量可以小於。當然,縮小體積也帶來了影片顯示

DLV(Digital Light Valve,數碼光路真空管,簡稱數字光閥)是一種將CRT透射式投影技術與DLP反射式投影技術結合在一起的新技術。該技術的核心是將小管徑CRT作為投影機的成像面,並採用氙燈作為光源,將成像面上的影象射向投影面。因此,DLV投影機在充分利用CRT投影機的高解析度和可調性特點的同時,還利用了氙燈光源高亮度和色彩還原好的特點。DLV投影機不僅是一款解析度、對比度、色彩飽和度很高的投影機,還是一款亮度很高的投影機。其解析度普遍達到1250x1024,最高可達到2500X2000,對比度一般都在 250:1以上,色彩數目普遍為24位的1670萬種,投影亮度普遍在2000~12000 ANSI流明,可以在大型場所中使用。

(4)DLV投影機的亮度可以達到6000ANSI流明,解析度則可以達到2500X2000。這類投影機非常適合在光線較強、觀眾較多的場合中使用,如超大規模指揮中心、會議中心及大型娛樂場所等。當然,目前這類投影機的價格較高,體積也較大,而且光閥不易維修,銷量有限。

6.數碼相機

數碼相機(DC)的出現改變了以往將影象輸送到計算機的方法。利用數碼相機拍攝的照片儲存在儲存卡中,透過數碼相機與計算機直接連線,就可以將拍攝的照片輸入計算機中。也可以將數碼相機的儲存卡取出,透過轉接卡等形式與計算機的USB介面相連線,將照片輸入計算機中。數碼相機的主要部件也稱作CCD的光敏感測器。光線透過鏡頭作用到感測器上,再經過數碼相機處理器將光線轉換成數字訊號,數字訊號經過處理儲存在儲存器中。

7.數碼攝像機

數碼攝像機(DV)主要由五個部分組成,即取景系統、控制系統、成像系統、儲存系統和電源。取景系統是由DV獲取影象的相關部件構成的,其作用是使拍攝者透過它們看到所拍攝的影像。控制系統是由DV的可操作控制的部件構成的,其作用是透過對其操控使影象聚焦更清晰,曝光更準確,色彩更真實,並將其完整儲存下來。成像系統由DV的接收、瀏覽和儲存影象的部件組成,它擔負著為DV捕捉影像的任務,是DV最重要的部件之一,也是與傳統攝像機最本質的區別。儲存系統的功能是將成像儲存到儲存器中。在資料攝像機中,儲存器可分為兩部分:一是用於儲存影片的錄影帶(也稱影片磁帶),也有部分攝像機採用DVD-RAM、硬碟等新型記錄媒體;二是主要用於記錄數碼相片的儲存卡,這是DV用來拍攝靜物用的,與數碼相機的儲存卡一樣,能夠用它來儲存相片。DV所用的直流電源均為封閉型蓄電池。這種完全封閉的蓄電池,避免了漏液及逸出氣體等問題,而且使用起來十分安全。

匯流排的組成與型別

計算機中有許多部件,計算機工作時各部件之間需要經常進行資料交換,地址傳送,控制訊號和狀態訊號的傳送,這些資訊的傳遞需要資訊傳遞的通路。系統匯流排就是用於連線計算機中各部件的一組公共訊號線。

1.匯流排的分類(1)按功能分類。

按功能分,匯流排可分為內部匯流排、系統匯流排、外部匯流排。①內部匯流排:CPU內部連線各暫存器及運算部件的匯流排。

②系統匯流排:連線CPU和計算機內部其他高速功能部件的匯流排。

系統匯流排的構成包括資料匯流排、地址匯流排和控制匯流排。資料匯流排用來傳送資料,是雙向的,資料匯流排的寬度(根數)決定每次能同時傳輸資訊的位數,因此資料匯流排的寬度是決定計算機效能的主要指標。資料匯流排的寬度等於計算機的字長。目前,微型計算機採用的資料匯流排有16位、32位、64位等幾種型別。地址匯流排用來傳送主存與外設的地址資訊,是單向的。控制匯流排用來指明資料傳送的方向、中斷控制和定時控制等,控制匯流排中的每一根都是單向的。

③外部匯流排:也稱I\/O匯流排、通訊匯流排,是微機系統之間或微機系統與其他系統之間資訊傳遞的通路。如RS-232序列匯流排、USB 匯流排等屬於外部匯流排。

(2)按傳送的資料格式分類。

按傳送的資料格式分,匯流排可分為序列匯流排和並行匯流排。(3)按時序控制方式分類,

按時序控制方式分,匯流排可分為同步匯流排和非同步匯流排。

①同步匯流排:資料收發雙方按統一的時間節拍傳送和接收匯流排上的資料。CPU和外圍裝置都利用統一的時鐘生成控制訊號,控制資料的傳送和接收操作。

②非同步匯流排:採用應答方式傳送資料。當CPU發出輸入命令後不急於從匯流排上取資料,不限定裝置傳送資料的時間,而是一直等待;當輸入裝置將資料放到資料匯流排上時,再給 CPU一個訊號,表示資料已準備好,通知CPU可以從匯流排上取資料。

2.常用的微機系統匯流排

微型計算機中常用的系統匯流排有ISA匯流排、PCI匯流排等。匯流排在使用中隨著計算機技術的發展也在不斷地發展,微型計算機匯流排技術隨著資訊交換數量和速度的提高也在從標準系統匯流排向標準區域性匯流排發展。所謂系統匯流排指用於連線整個計算機硬體系統的匯流排,所謂區域性匯流排指從CPU晶片上引出的訊號線。標準區域性匯流排指在CPU訊號線基礎上定義的訊號線使用標準,PCI是標準區域性匯流排。常用的主機與外部裝置連線的匯流排有美國電子工業協會(EIA)制定的序列匯流排RS232C、並行匯流排IEEE-488和通用序列匯流排USB等。

ISA 匯流排。ISA(Industry Standard Architecture)匯流排簡稱工業標準結構匯流排,是 IBM公司於1984年為推出PC\/AT機而建立的系統匯流排標準,所以也叫AT匯流排,是最早的通用型匯流排。ISA資料匯流排寬16位,後發展到EISA資料匯流排(擴充的工業標準結構匯流排)位寬32位。隨著PCI匯流排的出現與發展,ISA匯流排逐步被PCI匯流排所替代。

(2)PCI匯流排。PCI(Peripheral Component Interconnect)匯流排即外圍裝置互連匯流排,是當前流行的匯流排之一,它是由Inte公司推出的一種標準區域性匯流排。所謂區域性匯流排是指從 CPU晶片上引出的訊號線,而標準區域性匯流排指在CPU訊號線基礎上定義的訊號線使用標準。PCI採用32位高效能匯流排結構,可擴充套件到64位,與1SA匯流排相容。

(3)AGP匯流排。AGP(Accelerated Graphics Port)即加速影象介面,是Intel公司推出的一種3D標準影象介面它能夠在圖形與記憶體之間提供一條直接的訪問途徑,並能提供最高的匯流排頻寬。但隨著PCI-E匯流排的出現,使用AGP匯流排的產品逐漸被淘汰出市場。

(4)PCI-E匯流排。PCI-E(全稱為PCI-Express)是一種通用的匯流排規格,它由Intel提出,是目前最新的匯流排和介面標準,將全面取代PCL匯流排和AGP匯流排,實現現有電腦系統內部匯流排標準的統一。

PCI-E主要優點:一是資料傳輸速率高,遠超PCI匯流排的傳輸速率,如規範最高傳輸速率可達32Gbys;二是與PCI匯流排共享並行架構相比,PCI-E是一種點對點序列連線的裝置連線方式即每一個PCI-E裝置都擁有自已獨立資料連線,每個裝置之間併發的資料傳輸互不影響,克服PCI匯流排上掛接的裝置增多,每個裝置實際傳輸速率就會下降的問題;三是PCI-E裝置具有支援熱插拔以及熱交換等特性。

匯流排體現在硬體上就是計算機主機板(Mainboard),它也是配置計算機時的主要硬體之主機板上配有 CPU、記憶體條、顯示卡、音效卡、網絡卡、滑鼠和鍵盤等各類擴充套件槽或介面。主機板的主要指標是:所用的晶片組,工作的穩定性和速度,提供插槽的種類和數量等。

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