计算机与信息处理技术基础

1、计算机与信息处理技术基础 第一章 计算机基础知识本章主要内容包括：微电子技术与计算机计算机的发展与应用计算机系统组成DOS操作系统辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.1微电子技术与计算机电子技术的发展经历了电子管、晶体管、小规模集成电路、大规模集成电路及超大规模集成电路等五个阶段。为了满足应用的需要，电子元器件变得越来越小。随着电子元器件的微型化，便产生了微电子技术，使得集成电路的发展成为必然。微电子技术的发展是以电子元器件的发展为标志，计算机技术的发展是以微电子技术为基础的。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.1.1集成电路的发展从20世纪初真空电子管发明后，电子元器件至今已经经历了

2、五代的发展过程。集成电路(IC)的诞生，使电子技术出现了划时代的革命，它是现代电子技术和计算机发展的基础，也是微电子技术发展的标志。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院集成电路规模的划分目前在国际上尚无严格、确切的定义。在集成电路的发展过程中，人们比较接受按照芯片上所含逻辑门电路或晶体管的个数作为划分标志。通常，人们将单块芯片上包含100个元件或10个逻辑门以下的集成电路称为小规模集成电路；将元件数在100-1000个或逻辑门数在10-100个的集成电路称为中规模集成电路；逻辑门数在100-5000个，或者元件数在1000-100,000个的集成电路称为大规模集成电路(LSI)，门数超过500

3、0个或元件数高于10万个的集成电路则称超大规模集成电路(VLSI)。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院集成电路的产生1952年，英国科学家达默设想按照电子线路的要求，将一个线路所包含的晶体管和二极管，以及其它必要的元件统统集合在一块半导体晶片上，从而构成一块具有预定功能的电路。1958年，美国德克萨斯仪器公司的工程师基尔比按照上述设想，制成了世界上第一块集成电路。同年，另一家美国著名的电子公司也宣称研制成功集成电路，并且将所发明的一整套制作微型晶体管的新工艺“平面工艺”移用到集成电路的制作中，使集成电路很快从实验室研制试验阶段转入工业化生产阶段。1962年，世界上出现第一块正式商品化集成电路

4、，这预示着第三代电子器件已正式登上电子学舞台。从此，在世界范围内掀起了集成电路的研制热潮。早期的典型硅芯片为1.25mm1.25mm。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院集成电路的发展过程20世纪60年代初，每个硅片上的元件数在100个左右；1967已达到1000个晶体管，这标志着大规模集成阶段的开端。1976年，每个芯片上可集成1万多个晶体管；进入20世纪80年代，一块硅芯片上有几万个晶体管的大规模集成电路已经很普遍了，并且正在向超大规模集成电路发展。如今已经出现属于第五代的产品，在不到50平方毫米的硅芯片上集成的晶体管数激增到200万只以上。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.1.2集

5、成电路的设计和制造集成电路的设计和制造已经成为当今世界第一大产业。集成电路设计、芯片制造和封装测试是集成电路产业中三个至关重要的环节。在计算机系统中，硬件部分大多采用集成电路。它将信息处理、存储、传输集中在一个个小小的硅芯片之中，这些硅芯片中充满了微小的电路器件，如导线、半导体、电容、电阻等。严格地说，集成电路技术就是通过一系列特定的加工工艺，将晶体管、二极管等有源器件和电阻、电容等无源器件，按照一定的电路互连，集成在一块半导体单晶片上，执行特定电路或系统功能。我们通常所见到的芯片表面光洁整齐，上有商标，下有若干排列整齐的引脚，这是用陶瓷封装起来已经设计好的微型电路。通过引脚可以与系统总线相连

6、，以处理和传输信息。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.1.3微电子技术的应用和展望微电子技术作为当今世界新技术革命的基石，给各行各业带来了革命性的变化。当前微电子技术发展已进入到系统集成芯片(system on chip，SOC)时代，即将整个系统或子系统集成在一个硅芯片上，而进一步发展成为将各种物理的、化学的和生物的敏感器(执行信息获取的功能)和执行器与信息处理系统集成在一起，从而完成从信息获取、处理、存储、传输到执行的系统功能。这是一个更为广义上的系统集成芯片，是微电子技术又一次革命性变革。科学家预测，在未来10到20年间，继续提高芯片的性能将面临巨大的挑战，因为硅芯片已经不能被制造

7、得更小了，必须寻找制造芯片的新材料。而解决这个难题最有效的方法可能就是纳米技术。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.2 计算机的发展与应用计算机的发明是人类文明发展史上最伟大的科学成就之一，它的出现从根本上改变了人们的工作方式和生活方式。计算机在科学研究、工农业生产、国防建设和社会生活等各个领域得到了广泛应用。随着计算机技术的不断发展和进步，它必将在人类社会发展的进程中发挥越来越大的作用。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.2.1 计算机的发展在美国军方的大力支持下，世界上第一台电子计算机ENIAC于1943年开始研制，参加研制工作的是以宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院的莫西利和埃克特为

8、首的研制小组。在研制中期，当时任美国陆军军械部弹道研究所顾问、正在参加美国第一颗原子弹研制工作的美籍匈牙利数学家冯诺依曼带着原子弹研制过程中遇到的大量计算问题加入了研制行列。1945年春天，ENIAC首次试运行成功。1946年2月10日，美国陆军军械部和宾夕法尼亚大学莫尔电机工程学院联合向世界宣布ENIAC的诞生，从此揭开了现代电子计算机发展和应用的序幕。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院世界上的第一台计算机世界上第一台计算机的主要特征：使用了1500个继电器使用了18800个电子管占地170平方米重量30多吨耗电140千瓦耗资48万美元每秒能完成5000次加法运算、300多次乘法运算是当时

9、最快人工计算速度的一千倍比当时最快的计算工具快300倍。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院计算机的五个发展阶段1.第一代计算机1946年至1957年，这一时代的计算机主要采用电子管，称为电子管计算机。它的主要特征包括：采用电子管作为计算机的主要逻辑部件，它体积大、耗电量大、寿命短、可靠性差、成本高；采用电子射线管、磁鼓存储信息，存储容量很小；输入输出装置落后，主要使用穿孔卡片，它速度慢、容易出错、使用不方便；使用机器语言，几乎没有系统软件。第一代计算机的典型代表有ENIAC和UNIVAC。Univac首开用同一设计方案生产多台计算机的先河，并从一开始设计就充分考虑了企业应用问题，它的研制人仍

10、然是ENIAC的两位主要研制人莫西利和埃克特。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院我国研制的第一台计算机1952年，中国科学院数学所开始计算机的研制工作。1956年，在“十二年科学技术发展规划”中，计算机的发展是一项重要的规划项目。1958年根据苏联提供的M-3小型机技术资料制成了“八一”型通用电子管计算机(又称103机)，这是中国自已制造的第一台电子计算机。1959年9月14日又根据苏联提供的有关资料研制成104大型通用电子计算机。103、104机投入运行后，解决了水坝应力分析、天气数值预报、大地测量、石油勘探等与国家建设事业有密切关系的复杂计算问题。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院2.

11、第二代计算机1958年至1964年。这一时代的计算机主要采用晶体管，称为晶体管计算机。它的主要特征包括：采用晶体管作为计算机的主要逻辑部件，体积减小，重量减轻，成本下降，能耗降低，可靠性得到了提高；运算速度加快，达到每秒几万到几十万次运算；采用磁芯作为主存储器，磁盘、磁鼓作外存储器；提出了操作系统的概念，出现了高级程序设计语言(如FORTRAN，ALGOL60等)和批处理系统。扩大了计算机的应用领域，除了科学计算以外，还应用于数据处理和过程控制。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院3.第三代计算机1964年至1969年。这一时代的计算机主要采用集成电路，称为集成电路计算机。它的主要特征包括：采

12、用中、小规模集成电路作为主要逻辑部件，从而使计算机体积更小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低；运算速度有了更大的提高，每秒可达几百万次运算；采用半导体存储器做主存储器，存储容量和存储速度有了大幅度的提高，增加了系统的处理能力，而且体积小，价格更低；高级程序设计语言进一步发展；操作系统的出现，使计算机的功能更强，使用更方便。出现的分时操作系统，能够使多个用户共享计算机资源；在程序设计方法上，采用了结构化程序设计，为研制更加复杂的软件提供了技术上的保证；计算机的应用范围扩大到企业管理和辅助设计等领域。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院4.第四代计算机1972年至今，这一时代的计算机采用大规

13、模和超大规模集成电路。第四代计算机的主要特征包括：采用大规模和超大规模集成电路作为基本逻辑部件，使计算机体积、重量和成本大幅度降低，可靠性大幅度提高；运算速度加快，每秒可达几千万次到几十亿次运算；作为主存储器的半导体存储器，其集成度越来越高，容量越来越大。外存储器除了广泛地使用软、硬磁盘外，还引进了光盘和闪存；各种使用方便的输入输出设备相继出现，如大容量的磁盘、光盘、鼠标器、图像扫描仪、数字化照相机、高分辨率彩色显示器、激光打印机和绘图仪等；软件系统工程化、理论化，程序设计自动化；发展了并行计算和分布式计算技术；计算机在办公自动化、数据库管理系统、多媒体技术、网络通信、人工智能和神经网络等领域

14、得到了广泛应用；各种实用软件层出不穷，极大地方便了用户使用计算机。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院5.新一代计算机进入20世纪90年代以来，计算机技术发展十分迅速，产品不断更新换代，美国和日本等发达国家不断投入大量的人力物力研究和开发支持逻辑推理和知识库的智能计算机、神经网络计算机、化学和生物计算机，以及光计算机和量子计算机等新一代计算机。随着科学技术的不断发展和计算机应用领域的不断增加，现有的计算机系统将无法满足日益扩大的多样化应用要求，因此，人们在不断采用新方法、新技术和新工艺的基础上，使得计算机的功能更加完善、应用范围更加广泛，同时使计算机不仅可以重复执行人事先安排好的指令，而且可以

15、提供逻辑推理和知识学习能力。总之，新一代的计算机将向巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化等方向发展。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.2.2 微型计算机的发展第四代计算机时代也是微型计算机诞生的时代。随着集成电路技术的发展，集成电路的集成度越来越高，计算机的体积也越来越微型化。微型计算机简称微机，又称微电脑。微型计算机具有体积小、重量轻、功耗低、价格便宜、对环境要求不高和易学易用等特点，而它的功能、速度、可靠性和适用性与传统的计算机相比毫不逊色。微型计算机的产生与发展，完全得益于微电子学及大规模、超大规模集成电路技术的发展。微电子技术可以把组成计算机的主要部件中央处理器集成到一块很小

16、的芯片上，这种芯片称为微处理器。人们通常以微处理器为依据来讨论微型计算机的发展历史。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院微型计算机的发展阶段1.第一代微型计算机(19711972年) 采用4位或低档8位微处理器，代表产品有Intel 4004和Intel 8008等。2.第二代微型计算机(19731977年)采用8位微处理器，代表产品有Intel 8080，Motorola 6800和Zilog Z80等。3.第三代微型计算机(19781981年)采用16位微处理器，代表产品有Intel 8086，Motorola M68000，Zilog Z8000等。4.第四代微型计算机(1978年)采用

17、32位微处理器，代表产品有Intel Pentium系列，AMD K6，Cyrix 6x86等。随着集成电路技术的发展，集成电路的集成度越来越高，计算机的体积也越来越小。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.2.3 计算机的特点1.运算速度快计算机最显著的特点就是运算速度快。现在的计算机运算速度(MIPS，即每秒执行多少百万条指令)可达几百万到上千万次，我国自行研制的巨型计算机“银河-”运算速度达到百亿次。计算机运算的高速特性使得其应用于天气预报和地质勘测等领域成为可能。2.计算精度高计算机具有很高的计算精度，一般可达十几位、几十位，甚至几百位以上的数字精度，通过一定的手段可以实现任何精度要

18、求。计算机计算的高精度性使它适宜于航空航天和核物理等方面的计算工作。人们借助计算机，采用新的计算方法，已经计算到值小数点后的4.8亿位。3.存储能力强 在计算机中有一个承担记忆功能的部件，称为存储器。计算机能够把数据和程序存储在计算机的存储器中，需要时再将这些数据和程序“调”出来。目前，普通个人计算机的内存容量普遍为128M和256M，外存容量可达40G、80G、120G或更大。4.具有逻辑判断能力逻辑判断能力就是利用因果关系分析命题是否成立，以便做出相应对策的能力。计算机的逻辑判断能力是通过程序实现的，正是由于计算机具有这种逻辑判断能力，使得计算机不仅适用于解决数值计算问题，而且适用于解决非

19、数值计算问题，如信息检索、图像识别和专家系统等。5.可靠性高、通用性强由于采用大规模和超大规模集成电路，现在的计算机具有极高的可靠性。它不仅适用于科学计算，也适用于数据处理、工业控制、辅助设计和办公自动化等方面，因此，具有了极强的通用性。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.2.4计算机的分类1.按处理方式分类按处理方式分类，可以把计算机分为模拟计算机、数字计算机以及数字模拟混合计算机。2.按功能分类按计算机的功能分类，一般可分为专用计算与通用计算机。3.按规模分类按照计算机规模，并参考其运算速度、输入输出能力、存储能力等因素，通常将计算机分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。4.按

20、照其工作模式分类按照工作模式分类，可将其分为服务器和工作站两类。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.2.5计算机的应用1.科学计算科学计算也称数值计算，这是计算机的重要应用领域之一。第一台计算机的研制目的就是用于科学计算。计算机为科学计算而诞生，为科学计算而发展。人类将自身无法完成的大量计算问题交由计算机来完成。2.信息处理信息处理是计算机应用最广泛的领域，是计算机应用的主流。据不完全统计，全球80%的计算机用于信息处理。3.工业控制和人工智能由于计算机具有运算速度快、逻辑判断能力强和可靠性高等特性，因此可以广泛应用于工业控制领域。4.辅助功能目前，常用的计算机辅助功能包括：辅助设计、辅助

21、制造、辅助教学和辅助测试等。5.网络和通信计算机网络是现代计算机技术与通信技术高度发展密切结合的产物。计算机网络利用通信设备和线路将地理位置不同、功能各自独立的计算机系统互连起来，在功能完善的网络软件控制下实现网络资源共享和信息传递的系统。6.其他应用 除了上述介绍的各种应用外，计算机还在多媒体技术、文化娱乐和家庭生活等方面有着广泛的应用。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.3 计算机系统组成本节主要介绍计算机系统组成、微机硬件系统、微机软件系统、微机基本工作原理和计算机主要性能指标等内容。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.3.1 计算机系统的组成计算机系统由硬件系统和软件系统两大部

22、分构成。硬件系统和软件系统互相依赖，不可分割。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.3.2微机硬件系统结构计算机系统结构通常由五大部件组成，各部分之间的关系如图所示。计算机系统结构辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.运算器 运算器是计算机中进行算术运算和逻辑运算的部件，通常由算术逻辑运算部件(ALU)、累加器和通用寄存器组成。2.控制器控制器用于控制和协调计算机各部件自动、连续地执行计算机指令。它通常由指令部件、时序部件及操作控制部件组成。运算器和控制器是计算机的核心部件，二者合称中央处理单元(简称CPU)。如果将CPU集成在一块芯片上作为一个独立的部件，该部件称为微处理器。CPU的性能

23、指标决定微型计算机系统的性能指标。CPU的性能指标主要包括字长和时钟频率。字长表示CPU每次计算数据的能力，如80486及Pentium系列的CPU一次可以处理32位二进制数据。时钟频率的度量单位为MHz。时钟频率越高，其处理速度也越快。目前主流CPU的时钟频率已发展到1000MHz以上，有些甚至高达3000MHz以上。3.存储器存储器的主要功能是用来保存各类程序和数据信息。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院存储器包括主存储器和辅助存储器：主存储器也称内存储器，属于主机的一部分。它用于存放系统当前正在执行的数据和程序，属于临时存储器。辅助存储器也称外存储器，属于外部设备。它用于存放暂时不用的

24、数据和程序，属于永久存储器。存储器与CPU之间的关系如图所示。存储器与CPU之间的关系辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院为了能够存取内存指定位置的数据，通常对内存中的每个存储单元进行编号，这个号码称作内存地址。衡量内存的主要性能指标是存储容量和存取时间。存储容量是指可以容纳数据的字节数。存取时间是指按照有效地址从内存取出有效数据所耗费的时间。通常存取时间以纳秒(ns,1ns=1/109s)为单位。存取时间越短，其性能越好。内存储器按其工作方式可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。内存储器辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院RAM当计算机工作时，既可以从RAM中读取数据，也可以向RAM中写

25、入数据，因此，RAM是一种可以读写的存储器。在随机存储器中，从任何存储单元读取数据的时间相同。目前绝大多数计算机使用半导体随机存储器。根据元器件结构的不同，随机存储器又分为静态随机存储器(简称SRAM)和动态随机存储器(简称DRAM)。静态随机存储器集成度低、价格高，但存取速度快。它通常用于高速缓冲存储器(Cache)。 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院Cache的存取速度比一般内存快，通常与CPU的存取速度相当，它位于CPU与内存之间，如图所示。Cache中通常保存内存中的部分数据映像，CPU读取数据时首先访问Cache，如果Cache中包含所需数据，就不需要访问内存；如果Cache中不

26、包含所需数据，CPU才去访问内存。设置Cache的目的就是为了提高计算机的运行速度。随机存储器存储当前使用的程序和数据。因为随机存储器利用电容上有无电荷来表示“0”和“1”，所以一旦计算机断电，就会丢失数据，而且无法恢复。因此，用户在操作计算机的过程中应养成随时存盘的良好习惯，以免断电时丢失数据。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院ROM只读存储器ROM是仅能进行读取操作的存储器。只读存储器中的信息是利用专用设备一次性写入的，它用于存放固定不变、重复执行的程序。只读存储器的内容固定不变，即使关机或断电也不会丢失。只读存储器包括：PROM： 可编程的只读存储器。EPROM： 可擦除的可编程只读存

27、储器。EEPROM：可用电擦除的可编程只读存储器。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院外存储器外存储器大都采用磁性、半导体和光学材料制成。与内存储器相比，外存储器的特点是存储容量大、价格较低，而且在断电的情况下也可以长期保存信息，所以称为永久性存储器。缺点是存取速度比内存储器慢。磁盘是微型计算机系统中最重要的外部存储器,同时它又是重要的输入输出设备。它一般包括软磁盘存储器、硬磁盘存储器和移动闪存，磁盘属于磁表面存储设备。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院软盘软盘驱动器简称软驱，是数据和程序进入微型计算机的门户。软驱所用的软盘直径通常有3.5英寸和5.25英寸两种。现在的微型计算机一般都配置3

28、.5英寸驱动器一个，其容量为1.44MB，盘符为“A：”。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院硬盘硬盘分固定硬盘和移动硬盘。硬盘的存储容量、读写速度均比软盘高得多。硬盘是按柱面号、磁头号和扇区存取信息的，如图所示。柱面由一组盘片的同一磁道在纵向上所形成的同心圆柱面构成。柱面从外向内编号，同一柱面上的各个磁道和扇区的划分与软盘基本相同。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院数据在硬盘上的位置通过柱面号，磁头号和扇区号三个参数来确定。硬盘与硬盘驱动器固定在一起，硬盘格式化后，其使用方式与软盘一样，也是通过驱动器标识符来确认。硬盘的盘符通常为“C：”，如果计算机系统配有多个硬盘或将一个物理硬盘划分为多

29、个逻辑分区，则盘符可依次为“C：”、“D：”、“E：”和“F：”等。目前微型计算机中普遍使用了3英寸和5英寸硬盘，由于多数采用温切斯特技术制造，所以也称温盘。固定硬盘的特点是可靠性高、存储容量大、读写速度快、对环境要求不高。缺点是不便于携带，且工作时应避免振动, 如图所示。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院移动式硬盘分为并口和USB两种，由于并口数据传输率低，目前很少使用并口移动硬盘。USB移动硬盘有两种主流接口：USB1.1与USB2.0。USB1.1的传输速度是12Mbps，而USB2.0可以达到480Mbps。使用USB2.0移动硬盘时还要看主板能否支持USB2.0，如果不支持，则等同

30、于USB1.1。USB2.0接口在各种移动设备、数码设备上也越来越普及，各主板厂商的新款主板产品已经把USB2.0作为标准配置，USB1.1已经趋于淘汰。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院如图所示，闪存又称USB移动闪速存储器，它采用Flash RAM芯片，使用Flash存储技术。它的工作原理和软盘完全不同，它是通过二氧化硅形状的变化来记忆数据的，这样可靠性大大提高。就目前技术的发展趋势看，由于闪存具有可靠性高、存储容量大等特点，它必将取代软盘而成为移动存储的基本形式。闪存辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院光盘光盘采用光学方式制成。光盘盘片上有一层可塑材料，写入数据时用高能激光束照射光盘盘

31、片，可在可塑层上灼出极小的坑，并以有无小坑表示数字“1”和“0”。当数据全部写入光盘后，再在可塑层上喷涂一层金属材料，这样光盘就不能再写入数据。在读取数据时，用低能激光束入射光盘，利用光盘表面上的小坑和平面处的不同反射来区分“1”和“0”。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院目前微型计算机中大都配有只读式光盘CD-ROM (COMPACT DISK READ ONLY MEMORY)或DVD-ROM(Digital Video Disk)。CD-ROM容量650MB，单面单层DVD-ROM容量4.7G，单面双层DVD-ROM容量8.5G，双面单层DVD-ROM容量9.7G，双面双层DVD-RO

32、M容量17G。它们都可以存放程序、文本、图像、音乐和电影等各种信息。DVD与CD的尺寸相同，直径分为12厘米和8厘米两种。光盘需要与光盘驱动器配合使用，光盘驱动器(简称光驱)是多媒体电脑的重要输入设备。光驱的盘符一般用紧邻着硬盘盘符后的那一个英文字母来表示。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院光盘的特点存储容量大，价格低；不怕电磁干扰，存储密度大，可靠性高；存取速度在不断增高。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院4.输入设备输入设备用于将程序和数据输入到计算机的内存。目前常用的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、磁带输入机、光笔、CD-ROM、DVD-ROM、数字化仪、触摸屏、数码相机和数码摄像机

33、等。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院5.输出设备输出设备用于将计算机处理后的结果信息，转换成外界能够识别和使用的数字、字符、声音、图像、图形等信息形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音响设备等。有些设备既可以作为输入设备, 也可以作为输出设备。例如软盘驱动器、硬盘、磁带机等。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院显示器显示器又称监视器，它是计算机最基本最重要的输出设备之一。显示器的种类繁多。按其工作方式；它可以分为图形方式显示器和文字方式显示器；按显示的颜色，它可以分为黑白显示器和彩色显示器；按显示设备所用的显示器件，它可以分为阴极射线管显示器、液晶显示器和等离子显示器等：按其扫描

34、方式，它可以分为光栅扫描和随机扫描显示器；按分辨率，它可以分为高分辨率、低分辨率和中分辨率显示器。分辨率是指显示器能表示的像素个数，是显示器性能的重要指标。显示器的尺寸一般是指对角线的距离。另外一个衡量显示器性能的重要指标是刷新率。显示器的性能优势主要取决于显示卡，显示卡可连接并驱动显示器。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院打印机打印机也是计算机系统的重要输出设备之一；目前常见的打印机有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机等几种。针式打印机 针式打印机主要由打印头、运载打印头的机械装置、色带机构、输纸机构和控制电路等几部分组成。 一般针式打印机价格便宜，对纸张要求低，噪声大，字迹质量不高，针头

35、易耗损。喷墨打印机 喷墨打印机属于非打击式打印机，与针式打印机相比最大的优点是噪音低。它是用极细的喷墨管将墨水喷射到打印介质上，在打印介质上形成图形和文字。 喷墨打印机具有价格低、体积小、重量轻、打印质量高、颜色鲜艳逼真和无噪声等优点。激光打印机 激光打印机的原理比较复杂，它综合了计算机、复印机和激光技术于一体。激光打印机也是一种非击打式打印机，具有无击打噪声、分辨率高、打印速度快等优点，每分钟可打印几十页，是打印机发展的主流方向。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院6.总线计算机总线是一组连接各个部件的公共通信线，计算机中的各个部件通过总线连接在一起。根据传送的信息，总线可以分为地址总线、数

36、据总线和控制总线地址总线 地址总线传送地址信息。地址是识别信息存放位置的编号，主存储器的每个存储单元以及I/O接口中不同的设备都有各自不同的地址。地址总线是CPU向主存储器和I/O接口传送地址信息的通道，它是自CPU向外传输的单向总线。数据总线 数据总线传送系统中的数据或指令。数据总线是双向总线，一方面作为CPU向主存储器和I/O接口传送数据的通道，另一方面是主存储器和I/O接口向CPU传送数据的通道。控制总线 控制总线传送控制信号。控制总线是CPU向主存储器和I/O接口发出命令信号的通道，又是外界向CPU传送状态信息的通道。总线的性能指标包括总线宽度和总线频率。总线宽度是指总线每次并行传输的

37、二进制位数，如32位总线一次能传送32位数据。总线频率用于表示总线的速度，目前常见的总线频率为100MHZ、133MHZ或更高。 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院常见的总线标准总线在发展过程中已逐步形成标准化，常见的总线标准有ISA总线、PCI总线、EISA总线和AGP总线等。ISA总线采用16位的总线结构，适用范围广，因为很多的接口卡都是根据 ISA标准生产的。PCI总线采用32位的高性能总线结构，可扩展到64位，与ISA 总线兼容。目前，高性能微型机主板上都设有PCI总线。该总线标准性能先进、成本较低、可扩充性好，现已成为奔腾级以上普遍采用的外设接插总线。AGP总线是随着三维图形的应用

38、而发展起来的一种总线标准。三维图形对计算机速度提出了更高的要求，使得PCI总线的传输速度难以满足要求，AGP总线在图形与内存之间提供了一条直接的访问途径。EISA总线是对ISA总线的扩展。 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.3.3微机软件系统计算机软件由程序和文档两部分组成。程序是指令序列的符号表示，文档是软件开发过程中建立的技术资料。计算机软件系统按用途可分为系统软件和应用软件两大类。1.系统软件 系统软件是管理、控制和维护计算机资源，方便人们使用计算机的软件。系统软件分为操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和软件工具。2.应用软件 应用软件是为了解决计算机应用中的各类实际问题而编制

39、的程序。它包括商品化的通用软件和实用软件，也包括用户自己编制和委托开发的各种应用系统。 按照应用软件的应用领域与开发方式，可以将应用软件主要分为用户软件和应用软件包。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院常用的操作系统DOS操作系统 DOS是磁盘操作系统(Disk Operating System)的简称，它是一种面向磁盘操作的单用户、单任务、字符界面的16位操作系统，它对于内存的管理局限在640KB范围之内。它最初是为IBM-PC及其兼容机开发的操作系统，由于它对于硬件平台的要求很低，因此，它既适用于高档计算机，也适用于低档计算机。Windows操作系统 Windows操作系统是Microso

40、ft公司在1985年11月发布的第一代窗口式多任务系统，它使微型计算机进入了图形用户界面时代。它是一个单用户多任务的新一代的操作系统。它以图形化的用户界面、一致性的操作方法、多任务的操作环境等优点风靡全球，深受用户喜爱。UNIX UNIX操作系统是一个相对复杂的多用户、多任务的操作系统。UNIX操作系统在大型机、小型机以及工作站上形成了一种工业标准操作系统。在微型机领域中，也正以多用户分时、多任务处理等特点及强大的文字处理与网络支持性能，逐步得到广泛的应用。Linux Linux操作系统在1991年由一名芬兰大学生Linus Torvalds开发，其原代码在Internet上公开发布，由此引起

41、全球计算机爱好者的广泛关注。许多人下载Linux原程序，并按照自己的意愿完善某一方面的功能再发回网上。Linux因此被雕琢成一个全球最稳定的、最具有发展前途的操作系统。 它是一个全免费的、可以自由安装并修改原代码、几乎支持所有硬件平台和周边设备的操作系统。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.3.4微机基本工作原理计算机的基本工作原理就是存储程序和控制程序。基本工作过程是预先将指挥计算机工作的指令序列(称为程序)和原始数据输入到计算机的内存中，其中的每一条指令明确规定了计算机从哪个地址读取数据，进行哪些操作，然后送到什么地方去等步骤。计算机在运行时首先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码

42、器接受指令要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等，然后再按地址把结果送到内存中去，按照以上步骤取出第二条指令，在控制器指挥下完成规定的操作，直到遇到停止指令为止。计算机的这一工作原理最初是由美籍匈牙利数学家冯诺依曼于1945年提出的，故称冯诺依曼原理。经过将近六十年的发展，现在的计算机系统从性能指标、运算速度、工作方式、应用领域和价格等方面与当初的计算机差别很大，但是，基本结构没有变化，都是属于冯诺依曼结构计算机。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院冯诺依曼结构计算机冯诺依曼结构计算机必须具有的部件包括:存储器 用于存储需要执行的程序和程序执行过程中需要的数据。输入设备 用于输入程

43、序和数据。运算器 完成程序中指定的各种算术运算、逻辑运算和数据传送等。控制器 根据运算的结果和程序的需要控制程序的走向，并根据指令控制机器各部分的协调操作。输出设备 按需要输出处理结果 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.3.5微机主要性能指标1.字长 字长是计算机运算部件一次能处理的二进制数据的位数。字长愈长，计算机的处理能力就越强。2.速度 微型计算机的速度指标可以用主频和运算速度来评价。3.存储容量 计算机存储系统主要包括主存储器(也称内存)和辅助存储器(也称外存)。存储容量是指为计算机系统所配置存储器的总字节数。4.系统可靠性 计算机的可靠性以平均无故障时间(MTTF,Mean T

44、ime to Failure)表示，它主要用于评价在没有故障的情况一个系统能工作多长时间。5.系统可维护性 计算机的可维护性以平均修复时间(MTTR，Mean Time to Repair)表示，它主要用于评价修复系统和修复系统后将它恢复到工作状态所用的平均时间。6.系统可用性 系统的可用性定义为：可用性 = MTTF / (MTTF+MTTR) 提高系统的可用性基本上有两种方法：增加MTTF或减少MTTR。7.性价比 性能价格比简称性价比，是用来衡量计算机产品优劣的概括性指标。辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.4 DOS操作系统随着Windows操作系统的普及，人们对于DOS操作系统的

45、了解越来越少。与Windows操作系统相比，DOS操作系统小巧精干，一张软盘就可以装下它的基本系统，并能用于启动计算机。使用Windows 9x/ Me时，磁盘的分区和格式化等操作必须在DOS环境下进行。学习DOS操作系统知识可以帮助我们更好地掌握计算机的基本概念，为今后进一步学习Windows、Linux和UNIX等操作系统打下良好的基础。 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.4.1 DOS基础知识DOS(Disk Operating System)是一个使用非常广泛的磁盘操作系统，它是Windows9x/ME操作系统的基础。常用的DOS操作系统包括IBM公司的PC-DOS和微软公司的M

46、S-DOS，它们完成的功能和命令格式完全相同。1.DOS概况 DOS在1981年问世以来，版本不断更新。它从最初的DOS1.0升级到了最新的DOS8.0 (Windows ME系统)，纯DOS 的最高版本为DOS6.22。以后的DOS版本都是由Windows系统提供，它本身并不单独存在。以下内容概括介绍Windows98 使用的DOS7.0操作系统。2.DOS系统 在此概括地介绍DOS组成、DOS提示符、以及文件和目录。DOS组成 DOS分为核心启动程序和命令程序两个部分。 DOS的核心启动程序有Boot系统引导程序、IO.SYS、MSDOS.SYS和COMMAND.COM。它们是构成DOS操

47、作系统的基础，使用它们可以启动系统。DOS提示符 DOS启动后，会显示“C:”以及一个闪动的光标，这就是DOS的系统提示符。它表示当前所在的盘符和目录，可以通过输入“盘符 :”在各个可用的盘符之间进行切换。文件及目录 文件是相关数据的集合。每个文件都有文件名，文件名由主文件名、分隔符“.”和扩展名三部分组成。DOS6.22及其以前版本最多仅支持8个字符的主文件名和3个字符的后缀名，而从Windows 95的DOS7.0开始就可支持128个字符的主文件名和后缀名。字母、汉字、数字和一些特殊符号都可以作为文件名，但不能使用“/”、“”、“|”、“:”、“?”等符号。 辽宁石油化工大学计算机与通信工

48、程学院常用文件扩展名扩展名文件类型EXE可执行程序文件COM可执行命令文件BAT可执行批处理文件TXT文本文件DAT数据文件BAK备份文件为了方便操作，DOS允许使用通配符。通配符包括“？”和“*”两个符号。“？”代表一个合法的字符或空字符，而“*”则代表若干个字符。DOS以目录树形式管理磁盘，这里的目录相当于Windows文件系统的文件夹。在一个盘符中最底层的目录为根目录，根目录下的目录都称为它的子目录，根目录用“”表示，一个目录的上一层目录用“.”来表示。在同一个目录下，不允许存在名字相同的文件或子目录。 辽宁石油化工大学计算机与通信工程学院1.4.2 DOS内部命令DIR显示目录命令 DIR用于显示指定路径上文件或目录信息。显示的内容包括D