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第一章 计算机基本知识,第一节 计算机发展及应用领域第二节 计算机系统基本组成第三节 常用计算机设备第四节 信息安全与知识产权,返回,第一节 计算机发展及应用领域,一、计算机的基本概念 计算机是一种能自动、高速地进行数据处理和数值计算的电子设备。它具有存储功能，且无需人工干预就能根据程序的引导自动存取和处理数据，输出人们想要的信息。 随着科学技术的飞速发展，计算机的使用范围越来越广，与人们的关系越来越紧密，熟练操作计算机是现代人应具备的一项基本技能。目前，最常用的计算机是个人计算机(即PC),主要有台式机和笔记本电脑两种类型，如图1-1所示。,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,二、计算机的产生与发展 20世纪中期电子技术迅速发展，为现代电子计算机的产生创造了条件。二战期间各类高科技战略武器成为各国争相开发的热点，同时也出现了一些技术难题，基于科学计算的需要，在美国陆军部的主持下，宾夕法尼亚大学的约翰莫克利(John Mauchly)和普雷斯普尔埃克特(J. Presper Eckert )等人于1946年研制成功第一台现代意义上的电子数字计算机“埃尼阿克”( Electronic Numerical Integrator and Calculator, ENIAC )。这台电子数字计算机一共使用了18 800多个电子管、1 500多个继电器，占地170平方米，重30吨，每小时耗电150千瓦，内存储器容量17KB，字长12位，每秒可进行5 000次加法运算。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,第一台电子数字计算机交付使用后主要用于新武器的研制，它把过去需要100多名工程师一年才能解决的导弹弹道计算问题在两个小时内即完成，大大地提高了工作效率，促进了科学技术的发展。但是由于它的存储容量太小，没有完全实现“存储程序”的思想。1951年，在美籍数学家冯诺依曼(John von Neu-mann)的主持和参与下研制成的EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer)计算机，完全实现了冯诺依曼自己所提出的“存储程序”的思想，故EDVAC被称为“冯诺依曼计算机”。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,1.电子计算机的发展 根据电子计算机不同时期采用的物理器件的不同，一般将电子计算机的发展分成以下几个阶段: (1)第一代电子计算机第一代电子计算机是电子管计算机(1946-1957 )。此类电子计算机是采用电子管作为逻辑元件，数据表示主要采用定点数，用机器语言或汇编语言编写程序。由于当时电子技术的限制，每秒运算速度仅为几千次，内存容量仅有几KB。第一代电子计算机体积庞大，造价很高，仅限于军事和科学研究工作。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(2)第二代电子计算机第二代电子计算机是晶体管计算机(1958-1964 )。其逻辑元件逐步由电子管改为晶体管，存储所使用的器件大多为由铁淦氧磁性材料制成的磁芯存储器。有了磁盘、磁带等外存设备。运算速度提高到每秒几十万次，内存容量扩大到几十KB。与此同时，计算机软件也有了较大发展，出现了FORTRAN,COBOL和ALGOL等计算机高级语言。与电子管计算机相比，晶体管计算机体积小、成本低、功能强，可靠性大大提高。除了科学计算外，还用于数据、事务处理。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(3)第三代电子计算机第三代电子计算机是集成电路计算机(1965-1970 )。其逻辑元件采用小规模集成电路(Small Scale Integration, SSI)和中规模集成电路(Middle Scale Integration , MSI )。第三代电子计算机的运算速度可达每秒几十万次到几百万次，存储器也得以进一步发展，计算机的体积也日趋变小，造价也越发容易接受，伴随而来的还有软件的日趋完善。这一时期，计算机同时向标准化、多样化、通用化和机种系列化发展。高级程序设计语言在这个时期有了很大发展，并出现了操作系统和会话式语言，计算机开始广泛应用于各个领域。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(4)第四代电子计算机第四代电子计算机称为大规模集成电路计算机(1971年至今)。进入20世纪70年代以来，计算机逻辑器件开始采用大规模集成电路(Large Scale Integration,LSI)和超大规模集成电路(Very Large Scale Integration, VLSI )。一块硅半导体上可以集成1000一100 000个以上电子元器件，这种半导体存储器代替了磁芯存储器。计算机的速度可以达到每秒上千万次到十万亿次。操作系统不断完善，应用软件业已成为现代工业的一部分。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。 在计算机的四代发展进程中，计算机的性能越来越好，生产成本越来越低，体积越来越小，运算速度越来越快，耗电越来越少，存储容量越来越大，可靠性越来越高，软件配置越来越丰富，应用范围越来越广泛，而这一切变化也就在越来越短的周期内进行着。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,2.微型计算机的发展 20世纪70年代，计算机发展中最重大的事件莫过于微型计算机的诞生和迅速普及。 (1)第一代微处理器1972年，Intel公司研制成功了8位微处理器Intel 8008，它采用工艺简单、速度较低的P沟道MOS ( Metal Oxide Semiconductor，金属氧化物半导体)电路。这就是人们通常所说的第一代微处理器，用它装备的微型计算机称为第一代微型计算机。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(2)第二代微处理器1973年，出现了采用速度较快的N沟道MOS技术的8位微处理器，这就是第二代微处理器。具有代表性的产品有Intel公司的Intel 8085 , Motorola。公司的M6800,Zilog公司的Z80等。第二代微处理器的功能比第一代的明显增强，以它为核心的微型机及其外围设备都得到相应发展。由它装备起来的微型计算机称为第二代微型计算机。 (3)第三代微处理器1978年，16位微处理器的出现，标志着微处理器进入第三个发展时期。首先开发成功16位微处理器的还是Intel公司。由于它采用了H一MOS 新工艺，使新的微处理器Intel 8086在性能上比第二代的Intel 8085又得到了大幅度的提升。类似的16位微处理器还有Zilog公司的28000和Motorola公司的M68000等。由第三代微处理器装备起来的微型计算机称第三代微型计算机。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(4)第四代微处理器1985年起采用超大规模集成电路的32位微处理器问世，如Intel80386,Zilog公司的280000、惠普公司的HP -32,NS公司的NS一16032等，标志着第四代微处理器的诞生。新型的微型计算机系统完全可以与20世纪70年代大中型计算机相匹敌。用第四代微处理器装备的微型计算机称为第四代微型计算机。1993年，Intel公司推出32位微处理器芯片Pentium，它的外部数据总线为64位，工作频率为66一200 MHz，以后的Pentium Pro,Pentium MMX, Pentium ,Pentium , Pentium 都是更先进的高档微处理器。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,三、计算机的发展方向 1.巨型化 巨型化并不是指计算机的体积日趋巨大，而是指计算机的运算速度更快、存储容量更大、功能更强。为了满足如天文、气象、宇航、核反应等科学技术发展的需要，也为了使计算机能模拟人脑学习、推理等功能，必须发展超大型的计算机。目前的巨型计算机的运算速度可达每秒万亿次，内存容量可达几十TB(1 TB = MB)，而外存的容量无疑将更为庞大，这样的巨型计算机存储的信息量超过一般大型图书馆所具有的信息存储量。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,2.微型化 超大规模集成电路的出现，为计算机的微型化创造了有利条件。目前，微型计算机已广泛应用于仪器、仪表、家用电器等小型仪器设备中，同时也作为工业控制过程的“心脏”，使仪器设备实现“智能化”，从而使整个设备的体积大大减小，重量大大减轻。20世纪70年代微型计算机的问世，为计算机的普及做出了巨大的贡献。随着微电子技术的进一步发展，个人计算机将发展得更加迅速，其中笔记本型、掌上型等微型计算机必将以出色的性价比受到人们的欢迎。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,3.网络化 随着计算机应用的深入，特别是家用计算机越来越普及，众多用户希望能共享信息资源，也希望各计算机之间能互相传递信息进行通信。同时由于个人计算机的硬件和软件配置一般都不高，其功能也有限，因此，若大型与巨型计算机的硬件和软件资源以及它们所管理的信息资源能够为众多的微型计算机所共享，有限的资源也在最大限度上得到了利用。基于这些原因，计算机向网络化方向发展，分散的计算机连接成网，形成了计算机网络。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,计算机网络是现代通信技术与计算机技术相结合的产物。所谓计算机网络就是把分布在不同地理区域的计算机及专用外部设备用通信线路互联成一定规模、功能强大的网络系统，从而使众多的计算机可以方便地互相传递信息，共享硬件、软件、数据信息等资源。计算机网络技术是在20世纪60年代末、70年代初开始发展起来的。目前，已经出现了许多局部网络产品，应用比较普遍，尤其是在现代企业的管理中发挥着越来越重要的作用。实际上，像银行系统、商业系统、交通运输系统等单位，要真正实现自动化，具备快速反应能力，都离不开信息传输，离不开计算机网络。更加有利的条件。计算机网络与通信网的结合，可以使众多的个人计算机不仅能够及时处理文字、数据、图像、声音等信急，而且还可以使这些信急及时地与全国乃至全世界的信急进行交换。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,4.智能化 最初，计算机主要用于计算，但是，现代计算机早已突破了“计算”这一初级含义。 计算机人工智能的研究是建立在现代科学基础之上的。计算机智能化程度越高，就越能代替人的作用。因此，智能化是计算机发展的一个重要方向。正在研制的新一代计算机，能模拟人的感觉行为和思维过程的机理，使计算机不仅能够根据人的指令进行工作，而且“看”、“听”、“说”、“想”、“做”，具有逻辑推理、学习与证明的能力，不仅可以代替人进行一般工作，还能代替人的部分脑力劳动。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,四、计算机分类和应用 1.计算机的分类 目前国内外多数书刊均采用国际上通用的分类方法，它是根据美国电气和电子工程师协会(IEEE)的一个委员会于1989年11月提出的标准来划分的，即把计算机划分为巨型机、小巨型机、大型主机、小型机、工作站和个人计算机等6类。 (1)巨型机(Supercomputer)也称为超级计算机，在所有计算机类型中其占地最大、价格最贵、功能最强，其浮点运算速度最快。其研制水平、生产能力及应用程度，已成为衡量一个国家经济实力与科技水平的重要标志。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(2)小巨型机(Mini-supercomputer)指小型超级电脑或称桌上型超级计算机，出现于20世纪80年代中期。该机的功能略低于巨型机，速度达1 GFLOPS，即每秒10亿次，而价格只有巨型机的1/l0。 (3)大型主机(Mainframe)或称大型电脑。特点是大型、通用，内存可达几个G以上，整机处理速度高达3 GFLOPS，即每秒30亿次，具有很强的处理和管理能力。主要用于大银行、大公司、规模较大的高校和科研院所。 (4)小型机(Minicomputer)结构简单，可靠性高，成本较低，不需要经长期培训即可进行维护和使用，对于广大中、小用户而言比昂贵的大型主机具有更强的吸引力。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(5)工作站(Workstation)介于PC与小型机之间的高档微机，其运算速度比微机快，且有较强的联网功能。主要用于特殊的专业领域，例如图像处理、辅助设计等。 它与网络系统中的“工作站”在用词上相同，而含义不同。网络上“工作站”这个词常被用来泛指联网用户的结点，以区别于网络服务器，常常只是一般的PC。 (6)个人计算机(Personal Computer, PC)即常说的微机。这是20世纪70年代出现的新机种，以其设计先进、软件丰富、功能齐全、价格便宜等优势而拥有广大的用户，因而大大推动了计算机的普及应用。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,PC的主流是IBM公司在1981年推出的PC系列及其众多的兼容机。PC机无所不在，无所不用。除了台式的，还有膝上型、笔记本、掌上型、手表型等。新近又出现了平板电脑(Tab-let PC )。现在，以Pentium IV为代表的微型机，带有更强的多媒体效果和更贴近现实的体验感受。总的说来，微机技术发展得更加迅速，平均每两、三个月就有新产品出现，平均每两年芯片集成度提高一倍，性能提高一倍，价格进一步下降。微机将向着体积更小、重量更轻、携带更方便、运算速度更快、功能更强、更易使用、价格更便宜的方向发展。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,2.计算机的应用 计算机的应用已渗透到社会的各个领域，正在改变着人们的工作、学习和生活方式，推动着社会发展，归纳起来其应用可分为以下几个方面: (1)科学计算科学计算也称数值计算。计算机最开始是为解决科学研究和工程设计中遇到的大量数学问题的数值计算而研制的计算工具。随着现代科学技术的进一步发展，数值计算在现代科学研究中的地位不断提高，尤其在尖端科学领域中，显得格外重要。例如，人造卫星轨迹的计算，房屋抗震强度的计算，火箭、宇宙飞船的研究设计等都离不开计算机的精确计算。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(2)信息处理信息处理又称为数据处理，它是计算机应用中最广泛的领域。数据处理是指用计算机对生产及经营活动、科学研究和工程技术中的大量信息(包括大量数字、文字、声音、图片、图像等)进行的收集、转换、分类、存储、计算、传输、制表等操作。与科学计算相比较，数据处理的特点是数据输入输出量大，而计算相对简单。目前计算机的数据处理应用已非常普遍，如人事管理、库存管理、财务管理、图书资料管理、商业数据交流、情报检索、经济管理等。 数据处理是一切信息管理、辅助决策系统的基础。各类管理信息系统(MIS)、决策支持系统(DSS)、专家系统(ES)以及办公自动化系统(OAS)都需要数据处理支持，这已成为当代计算机的主要任务。据统计，全世界计算机用于数据处理的工作量占全部计算机应用的80%以上，大大提高了人类的工作效率和管理水平。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(3)过程检测与自动控制过程检测是指利用计算机对工业生产过程的某些信号进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理。自动控制是指通过计算机对某一过程进行自动操作，它不需人工干预，能按人预定的目标和状态进行过程控制。所谓过程控制是指对操作数据进行实时采集、检测、处理和判断，按最佳值进行调节的过程，目前被广泛用于操作复杂的钢铁企业、石油化工业、医药工业等生产中。使用计算机进行自动控制可大大提高控制的实时性和准确性，提高劳动效率和产品质量，降低成本，缩短生产周期。 计算机自动控制还在国防和航空航天领域中起决定性作用，例如，无人驾驶飞机、导弹、人造卫星和宇宙飞船等飞行器的控制，都是靠计算机实现的。可以说，计算机是现代国防和航空航天领域的神经中枢。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(4)计算机辅助系统计算机用于辅助设计、辅助制造、辅助测试、辅助教学等方面，统称为计算机辅助系统。 计算机辅助设计(CAD)是指利用计算机来帮助设计人员进行工程设计，以提高设计工作的自动化程度，节省人力和物力。用计算机进行辅助设计，不仅速度快，而且质量高，为缩短产品的开发周期与提高产品质量创造了有利条件。目前，计算机辅助设计在电路、机械、土木建筑、服装等设计中得到了广泛的应用。 计算机辅助制造(CAM)是指利用计算机进行生产设备的管理、控制与操作，从而提高产品质量、降低生产成本、缩短生产周期，并且还大大改善了制造人员的工作条件。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,计算机辅助测试(CAT)是指利用计算机进行复杂而大量的测试工作。 计算机辅助教学(CAI)是指用计算机来辅助完成教学计划或模拟某个实验过程。计算机可按不同要求，分别提供所需教材内容，还可以个别教学，及时指出该学生在学习中出现的错误，根据计算机对该生的测试成绩决定该学生的学习能否从一个阶段进入另一个阶段。CAI不仅能减轻教师的负担，还能激发学生的学习兴趣，提高教学质量，为培养现代化高质量人才提供了有效方法。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(5)人工智能方面的研究和应用人工智能(AI)是指用计算机模拟人类某些智力行为的理论、技术和应用。 人工智能是计算机应用的一个新的领域，这方面的研究和应用正处于发展阶段，在医疗诊断、定理证明、语言翻译、机器人等方面，已有了显著的成效。例如，用计算机模拟人脑的部分功能进行思维学习、推理、联想和决策，使计算机具有一定“思维能力”。我国已成功开发出一些医疗专家诊断系统，可以模拟名医给患者诊病开方。,上一页,下一页,返回,第一节 计算机发展及应用领域,(6)多媒体技术应用随着电子技术特别是通信和计算机技术的发展，人们已经有能力把文本、音频、视频、动画、图形和图像等各种媒体综合起来，构成一种全新的概念多媒体( Multimedia )。在医疗、教育、商业、银行、保险、行政管理、军事、工业、广播和出版等领域中，多媒体的应用发展非常迅速。 (7)计算机网络通信随着网络技术的发展，计算机的应用进一步深入到社会的各行各业，通过高速信息网实现数据与信息的查询、高速通信服务(电子邮件、电视电话、电视会议、文档传输)、电子教育、电子娱乐、电子购物(通过网络选择商品、办理购物手续、质量投诉等)、远程医疗和会诊、交通信息管理等。计算机的应用将推动信息社会更快地向前发展。,上一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,计算机是一个整体的概念，不论大型机、小型机还是微机，都是由计算机硬件系统和软件系统两大部分组成。硬件和软件既相互独立，又相互依存，缺一不可，两者合起来才组成一个完整的计算机系统。计算机系统的组成如图1-2所示。 一、计算机的硬件系统 计算机硬件是指组成计算机的各种电子的、机械的、光磁的物理器件和设备，是构成计算机的看得见摸得着的物理实体的总称。它们由各种单元、器件和电子线路组成，是计算机完成各种任务、实现功能的物质基础。目前所使用的计算机的硬件系统的结构一直延用的是冯诺依曼提出的模型，它由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大功能部件组成。,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,各种各样的信息，通过输入设备进入计算机的存储器，然后送到运算器，运算完毕把计算结果送到存储器存储，最后通过输出设备显示出来，整个过程由控制器进行控制协调。计算机的整个工作过程如图1-3所示。 1.控制器 控制器是整个计算机的“大脑”，控制着计算机的各部件协调工作，保证整个处理过程有条不紊地进行。控制器接受到指令后负责从存储器中提取信息，进行分析后，按要求向其他各部件发出控制信号，保证各部件协调一致地工作，一步一步完成各种操作。另外在工作过程中，控制器还要接收各部件的反馈信息。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,2.运算器 运算器包括算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit, ALU )、寄存器、移位器和一些控制电路等，是计算衫国数据进行加工处理的部件，能进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、比较等逻辑运算。运算器在控制器的控制下实现其功能，运算结果在控制器指挥下送到内存储器中。 3.存储器 存储器是计算机记忆或暂存数据和程序的部件。计算机中的全部信息都存放在存储器中。存储器根据其组成介质、存取速度及使用上的差别可分为两类:一类称为内部存储器，简称为内存或主存;一类称为外部存储器，简称为外存或辅存。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,内存储器存储容量小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，它直接与CPU相连，交换信息。 外存储器存储容量大，价格低，但存储速度较慢，它是内存的扩展，一般用来存储大量暂时不用的程序、数据和中间结果，需要时，可成批地和内存进行信息交换。外存不能被计算机系统的其他部件直接访问。常用的外存有硬盘和光盘等。 存储器由许多存储单元组成，以字节为基本单位，每个存储单元有唯一的编号，称为“地址”。如果想访问存储器中的某个存储单元，就必须知道它的地址，然后再按地址存入或取出信息。存储容量的常用单位为字节(Byre)、千字节(KB)、兆字节(MB)和吉字节(GB)，它们之间的关系是1 KB =1 024B ,1 MB =1 024KB ,1 GB =1 024MB 。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,4.输入/输出设备 输入/输出设备简称vo设备。输入设备是计算机用来接收外界信息的设备，它可以将外部信息(如文字、数字、图像、程序和指令等)转换为数据输入到计算机中，以便加工、处理。常用的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪等。输出设备的功能正好相反，它可将计算机处理后的结果或中间结果以某种人们能认识并能接受的形式或其他机器设备所需的形式表示出来。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。 在计算机中，运算器和控制器合称为中央处理器，简称CPU 。CPU通常是一个大规模集成电路芯片，也称为微处理器。内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机，也可以说主机是由CPU和内存储器组成的。而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入/输出设备、外存储器等。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,二、计算机的软件系统 1.系统软件 系统软件是为帮助用户编写和调试应用程序而设计的，用于计算机的管理、维护、控制和运行，以及对运行的程序进行编译、装人等服务工作。系统软件包括:操作系统、各种语言的汇编或解释、编译程序、机器的监控管理程序、调试程序、故障诊断程序和程序库等。 操作系统(Operating System , OS )是最基本、最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，提高计算机系统的工作效率，并为用户提供操作和编程界面，以方便用户对计算机的使用。从用户角度看，操作系统是用户与计算机之间的接口。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,2.应用软件 应用软件是指用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序。它包括系统软件以外的所有软件，由各种应用软件包和面向问题的各种应用程序组成。应用软件具有很强的针对性，专门用于解决某个应用领域中的具体问题，它也是绝大多数用户学习、使用计算机时最感兴趣的内容。 由于计算机的日益普及，各行各业、各个领域的应用软件种类也越来越多。常见的应用软件有:文字处理软件，如 Microsoft Word, WPS等;表格处理软件，如Microsoft Excel等;实时控制软件，一般称为SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition，监察控制和数据采集)软件，目前流行的SCADA软件有FIX, INTOUCH, LOOKOUT等。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,软件可看作是用户与计算机硬件系统的接口，软件之间有时是逐层依赖的。 计算机系统硬件、软件与用户之间的关系如图1 -4所示。 微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间的关系如图1-5所示。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,三、微型计算机的主要部件及其作用 1.主机 微型计算机的主机包括:主机箱、主板、CPU、内存、硬盘、软盘驱动器、光盘驱动器、电源、排线以及外部设备适配器(如:显示卡、声卡、网卡等)，主机是微机的重要组成部分，主机箱面板上有电源开关(POWER )、复位键(RESET)、电源指示灯和硬盘读写灯等。 主板又称为母板，是微机内最大的一块集成电路板，也是最主要的部件，如图1一6所示。它是整个微型计算机的组织核心，包括:基本的I/O接口、中断控制器、DMA控制器和连接其他部件的总线以及中央处理器(CPU)和内存。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,中央处理器(Central Processing Unit, CPU )又称为微处理器，如图1-7所示。它是一块半导体芯片，包括运算器和控制器两部分。 内存是计算机主机的一个组成部分，它是计算机的记忆装置，用来存放现行指令和程序。内存条如图1-8所示。 硬盘是存储程序和数据的设备，它容量大、速度快，和硬盘驱动器一起封装在主机箱内，如图1-9所示。硬盘容量的单位一般是GB，常用的软件一般都存放在硬盘上。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,光盘驱动器简称为光驱，是计算机中不可缺少的设备，如图1-10所示。光盘是一种平面圆盘状的存储介质，数据一般以螺旋线的形式记录存储，具有保存信息时间长，携带方便的特点。光盘中的信息和数据需要通过光盘驱动器来读取或写入。光盘驱动器从读写能力上分为:只读光驱(Compact Disk一Read Only Memory, CD一ROM)、磁光驱(Magneto Optical , MO，可擦写)、一次性可写光驱(CD一Recordable, CD一R)、可重写光驱和DVD驱动器(Digital Video Disk，DVD)。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,软盘驱动器简称为软驱，在很长一段时间内是计算机不可缺少的设备之一，如图1-11所示。但是由于软盘的存储容量较小，速度较慢，逐渐为近些年出现的U盘、移动硬盘等存储容量大、使用方便的存储设备所代替，所以现在很多微机中已经不再有软驱了。 电源是主机的重要组成部分，是计算机的动力来源，没有电源计算机将无法工作。如图1-12所示。 排线又称为数据线，它将硬盘、软驱、光驱等与主板相连接，数据通过它在主板和这些部件之间进行传输。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,2.显示器 显示器是微型计算机不可或缺的输出设备，是利用视频显示技术来显示数据、图形、图像的设备，目前，至少已有六种类型的显示器件:阴极射线显示器件(CRT)、液晶显示器件(LCD)、发光二极管显示器件(LED )、等离子显示器件(PDP)、电致发光显示器件(EL)、真空荧光显示器件(VFD)。在微型计算机中，台式微型计算机多使用CRT显示器，如图1-13所示;便携式计算机和笔记本计算机则使用LCD液晶显示器，如图1-14所示。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,(1)显示器的分辨率显示器上的每一个发光点叫做一个像素，它是组成图像的最小单位。字符和图形等都是由一个个像素组成的。显示器的分辨率一般用整个屏幕水平方向上的像素点数和垂直方向上的像素点数的乘积来表示，乘积越大，分辨率就越高，图像越清晰。现在常用的分辨率有:640 x 480,800 x 600,1024 x 768,1280 x 1024等。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,(2)显示器的适配器显示适配器也称为显示卡或显卡，如图1 -15所示。显示器只有配置了正确的显卡，计算机的信息才能在屏幕上显示出来。较早的显示卡有:CGA 彩色图形显示卡(320 x 200，彩色)和EGA ( Enhanced Graphics Adapter)增强图形显示卡(640 x 350，彩色)。目前，常用的是VGA ( Video Graphics Array)视频图形阵列显示卡。VGA适用于高分辨率的彩色显示器，其图形分辨率在640 x 480以上，能显示256种颜色，其显示图形的效果比较理想。在VGA之后，又相继出现SVGA,TVGA等，分辨率提高到800 x 600,1024 x 768，而且具有16. 7M种彩色，称为“真彩色”。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,3.键盘 键盘是计算机中最常用、最重要的输入设备。用户利用键盘可以将字母、数字、文字、标点等信息转换为数据，输入到计算机中。标准键盘有84键,101键和104键等类型。字符键的排列有QWERTY和DVORAK两种方式。前者是用键盘上第一排字母键的开始6个字母命名;后者是1932年由德沃拉克设计的。目前使用最普遍的是QWERTY键盘，即104键键盘，如图1-16所示。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,4.鼠标 鼠标，又称鼠标器，多用于Windows环境中，是为了取代键盘的光标移动键，使光标移动更加方便、准确的输入装置。只要拖动鼠标，单击或双击鼠标上的按钮就可以指挥计算机工作了。鼠标按照所采用的传感技术的不同可分为机械式、光电式和机械光电式三种类型。 (1)机械式鼠标(Mechanical Mouse)机械式鼠标内部装有一个直径为2. 5 cm的橡胶球，通过它在平面上的滚动把位置的移动变换成计算机可以理解的信号，传给计算机处理后即可完成光标的同步移动，如图1-17所示。鼠标的上面配有按键，使用时通过鼠标的移动把光标移至所需要的位置，然后通过按键完成选择项输入。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,(2)光电式鼠标(Optical Mouse)光电式鼠标不需要滚动球，而是在外壳底部装着一个光电检测器，配有专门的反光板，如图1-18所示。鼠标移动时，光电检测根据移动的网格数转换成0,1信号，传给计算机来完成光标的同步移动。光电式鼠标的优点是结构轻巧、精密度高、传送速率快。 (3)机械光电式鼠标(Optic一Mechanical Mouse)在机械鼠标和光学鼠标的基础上，出现了光学机械混合式鼠标。它的性质介于机械鼠标和光学鼠标之间，也有滚动橡胶球，但不需要特殊平板。 鼠标还可以按所带按键的多少，分为两键鼠标和三键鼠标。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,鼠标通过RS一232一C或USB接口与计算机连接。鼠标性能评价有分辨率和传送率两个指标。分辨率一般为200 d/I,(即200点每英寸)，分辨率越高，输出越精密。传送速率一般为1 200 b/s，最高可达9 600 b/s，传送速率越高，单位时间内由鼠标传给计算机的信息越多。5.打印机 打印机是使用很普遍的计算机输出设备，它可以将计算机处理的结果(文字或图形)在纸上打印出来，供阅读和保存。 打印机的种类很多，按打印方式可分为击打式打印机和非击打式打印机。击打式打印机中使用最普遍的是针式打印机，而非击打式打印机目前使用普遍的有喷墨打印机和激光打印机。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,(1)击打式打印机以机械撞击方式使打印头通过色带在打印纸上印出计算机输出结果的设备称为击打式打印机。其中使用最普遍的是针式打印机，又称为点阵打印机，其打印头由若干根打印针和驱动电磁铁组成，通过打击显现的不同的点即可组成所需的字符图形，打印时让相应的针头接触色带击打纸面来完成打印。针式打印机一般有9针与24针之分。针式打印机打印的字符质量不高，噪音也比较大，但是相对来说便宜、速度快。目前，常用的票据打印机多为针式打印机。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,(2)喷墨打印机喷墨打印机通过电子命令使墨点喷到纸上来形成字符，如图1-19所示。其打印显现的效果比点阵打印机要好得多，而且噪音也小得多。由于价格低廉，又具有接近激光打印机的高输出分辨率，能输出色彩逼真的彩色图形，已逐步成为家用和办公用微型计算机系统的基本配置。 (3)激光打印机激光打印机是综合了激光扫描技术和电子照相技术的一种非击打式打印机，它由激光光源、旋转反射镜、聚焦透镜、感光鼓等部分组成，如图1-20所示。它的打印速度可达每分钟200页以上，激光打印机的分辨率很高，打印效果精美细致，且无击打噪声，但其价格较高，所以一般用于办公自动化领域。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,四、计算机的主要技术指标 1.字长 字长是指计算机内部一次可以处理的二进制代码的位数。它是由计算机内部的寄存器、加法器和数据总线的位数决定的。字长是表征计算机运算精度的主要参数，字长越长，表明所处理数据的精度越高，速度越快，但价格也越高。目前，微型计算机的字长有16位、32位、64位。 2.运算速度 指令执行时间的长短反映了计算机运算速度的快慢。对整数运算而言，运算速度的表示方式是MIPS ，即每秒百万条指令。对于浮点运算，一般用MFLOPS 表示，即每秒百万次浮点运算。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,3.时钟频率 时钟频率也称为主频，它是指CPU在单位时间内所发出的脉冲数，单位为兆赫兹(MHz) o它在很大程度上决定了计算机的运算速度，时钟频率越高，运算速度就越快。时钟频率是表示计算机运算速度的一个重要参数。 4.内存容量 内存的大小表示存储数据的容量大小，在微型机中一般以字节为单位。内存的单位为KB或MB。内存越大，其处理问题的能力就越强，处理数据的范围就越广，并且运算速度也就越快。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,5.存取周期 存储器完成一次读/写操作所需的时间称为存取周期。存取周期一般用s或ns表示。一般微型计算机主存存取周期约为几百纳秒。存取周期是反映存储器性能的一个重要参数。存取周期越短，存取速度越快，运算速度也就越快。 6.磁盘容量 磁盘容量就是硬盘的容量，它反映了计算机存储信息的能力。目前台式机磁盘的容量通常是40GB , 60GB , 80GB，120GB，或者更高。 以上只是一些常见的较为通用的性能指标。在评价一台计算机时应当综合考虑以上性能，并且还要考虑价格、外观、体积大小等，以能满足应用的要求为目的。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,五、二进制的基本概念 二进制是计算技术中广泛采用的一种数制。二进制数是用0和1两个数码来表示的数。它的基数为2，进位规则是“逢二进一”，借位规则是“借一当二”。二进制数也是采用位置计数法，其位权是以2为底的幂。例如二进制数110. 11，其权的大小顺序为 对于有n位整数，m位小数的二进制数，一般可写为 ，用加权系数展开式表示，可写为: 表示第j位的系数，它为0和1中的某一个数，上式等式也是二进制转化为十进制的规则，求和结果即为该二进制对应的十进制数。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,六、ASCII码 ASCII码，即“美国国家标准资讯交换码”的缩写 。ASCII码是由ANSI X. 3. 4和IS0646两种早期的编码规格整合而来，在1970年由美国国家标准化委员会通过的编码规格，它规定了128个基础英文字符的二进制编码规则，如大写字母“A”，的编码就是64，而空格的编码则为32。ASCII推出后逐渐取代了其他旧的编码成为电脑编码的统一标准，并被国际标准化组织ISO在20世纪80年代确认为国际标准。,上一页,下一页,返回,第二节 计算机系统基本组成,由于ASCII只规定了128个最常用的英文字符，所以随着电脑字符集的增长，逐渐出现了很多种在ASCII上扩充的编码方式，我们熟悉的Unicode编码就是其中较为复杂的一种，这是在标准的ASCII N0. 5和ISO 10646基础上开发的32bits编码方案。IS010646是在IS008859-1基础上开发的编码方案(IS008859 -1是在ASCII标准版ASCII N0. 5上开发的256字符的标准扩展ASCII编码)，包含了