计算机基础知识课件(经典)

1、 第一章 计算机基础知识 1.1 1.1 信息技术概述信息技术概述 1.2 1.2 计算机概述计算机概述 1.3 1.3 计算机系统组成计算机系统组成 1.4 1.4 计算机硬件组成及性能指标计算机硬件组成及性能指标 1.5 1.5 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 1.6 1.6 多媒体技术多媒体技术 1.7 1.7 信息安全与知识产权信息安全与知识产权 1.1 1.1 信息技术概述 u数据数据是一组表示数量、行为和目标的非随机的可鉴别的符号是一组表示数量、行为和目标的非随机的可鉴别的符号 。 u信息信息是描述客观事物运动状态及运动方式的数据，是按一定是描述客观事物运动状态及运动方式

2、的数据，是按一定 目的组织起来的，具有一定结构的数据集合。由此可见，数目的组织起来的，具有一定结构的数据集合。由此可见，数 据是原料，信息是产品。据是原料，信息是产品。 数据和信息是知识的源泉 智慧是指经过客观现实验证而 得到充实的知识 人类历史上的五次信息革命 第一次：语言的使用 第二次：文字的创造 第三次：印刷术的发明 第四次：电报、广播、电视的发明和普及应用 第五次：计算机与网络技术的应用 信息技术（IT）：利用科学的原理、方法及先进的 工具和手段，有效的开发和利用信息资源的技术体系。 它包括微电子技术、计算机技术、通信技术、网络技 术、大众传媒技术和传感技术。 计算机（Computer

3、）是一种能接收和存储信息，并按照 存储在其内部的程序（这些程序是人们意志的体现） 对输入的信息进行加工、处理，然后把处理结果输出 的高度自动化的电子设备。 计算机的实质是一种信息处理机。 1.21.2 计算机概述 1.2 1.2 计算机概述 1. 1. 第一台计算机的诞生第一台计算机的诞生 世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学世界上第一台数字式电子计算机是由美国宾夕法尼亚大学 的物理学家约翰的物理学家约翰莫克利（莫克利（John MauchlyJohn Mauchly）和工程师普雷）和工程师普雷 斯伯斯伯埃克特（埃克特（J-Presper EckertJ-Presper Ecke

4、rt）领导的科研小组于）领导的科研小组于 19431943年开始研制并于年开始研制并于19461946年完成，取名为年完成，取名为ENIACENIAC（ Electronic Numerical Integrator And CalculatorElectronic Numerical Integrator And Calculator）。）。 5000次加法次加法/秒秒 体重体重30吨吨 占地占地170m2 17468只电子管只电子管 6000个继电器个继电器 功率功率174KW 世界上第一台程序存储式计算世界上第一台程序存储式计算EDSACEDSAC由英国剑桥由英国剑桥 大学的莫利斯大学的

5、莫利斯威尔克于威尔克于19491949年研制成功，它标年研制成功，它标 志志 着计算机时代的真正开始。着计算机时代的真正开始。 冯冯.诺伊曼诺伊曼（Von Neumann） 第一台程序存储计算机第一台程序存储计算机 EDSAC 1949 2. 2. 计算机的分代计算机的分代 第一代第一代 （1946-19591946-1959） 电子管电子管 5 5千千-4-4万（次万（次/ /秒秒） 第二代第二代 （1960-19631960-1963） 晶体管晶体管 几十万几十万- -百万（次百万（次/ /秒）秒） 第三代第三代 （1964-19701964-1970） 集成电路集成电路 百万百万- -几

6、百万（次几百万（次/ /秒）秒） 第四代第四代 （1971-1971-至今）至今） ( (超）大规模集成电路超）大规模集成电路 几百万几百万- -几亿（次几亿（次/ /秒）秒） 第一代第一代 （19461959） 电子管电子管 5千千4万（次万（次/秒）秒） 第一代计算机的特点：第一代计算机的特点： 采用电子管作为基本物理器件。体积大、能耗高、速采用电子管作为基本物理器件。体积大、能耗高、速 度慢、容量小，应用也仅限于科学计算和军事目的。度慢、容量小，应用也仅限于科学计算和军事目的。 20 世纪50年代，IBM 704型采用电子管的第一代电子 计算机。 第二代第二代 （19601963） 晶体

7、管晶体管 几十万几十万百万（次百万（次/秒）秒） 第二代计算机的特点：第二代计算机的特点： 采用晶体管作为基本物理器件。体积小、能耗低、稳定性强，采用晶体管作为基本物理器件。体积小、能耗低、稳定性强， 这一时期适用于事务处理的这一时期适用于事务处理的FORTRANFORTRAN语言得到广泛的应用，语言得到广泛的应用， 因此，应用范围从单纯的科学计算和军事目的扩展到事务处因此，应用范围从单纯的科学计算和军事目的扩展到事务处 理、工程设计、数据处理等方面。理、工程设计、数据处理等方面。 IBM公司于1959年生产的IBM 7090型采用晶体管的第 二代电子计算机。它的体积减小了，运算速度却更快。

8、第三代第三代 （19641970） 集成电路集成电路 百万百万几百万（次几百万（次/秒）秒） 第三代计算机的特点： 采用中小规模集成电路作为基本物理器件。它具 有通用化、系列化、标准化的特点。 19641964年年4 4月月IBM360IBM360系统问世。它成为使用集成电路的系统问世。它成为使用集成电路的 第三代电子计算机的著名代表第三代电子计算机的著名代表 第四代第四代 （1971至今）至今） （超）大规模集成电路（超）大规模集成电路 几百万几百万几亿（次几亿（次/秒）秒） 第四代计算机的特点：第四代计算机的特点： 采用大规模和超大规模集成电路作为基本物理器件。这一采用大规模和超大规模集成

9、电路作为基本物理器件。这一 时期的计算机计算速度可达几百万甚至上亿次每秒。在系时期的计算机计算速度可达几百万甚至上亿次每秒。在系 统结构方面发展了并行处理技术分布式计算机系统和计算统结构方面发展了并行处理技术分布式计算机系统和计算 机网络等；软件方面发展了数据库系统，分布式操作系统、机网络等；软件方面发展了数据库系统，分布式操作系统、 高效可靠的高级语言以及软件工程标准化等。高效可靠的高级语言以及软件工程标准化等。 英国国家航空管理局的控制中心，空中交通管制用 IBM计算机进行控制 划时代的实验装置划时代的实验装置 晶体管实质上是按显微比例的真空管建造的。 电子管的缺点：电子管的缺点： 体积大

10、；体积大； 耗能高、散热量大。耗能高、散热量大。 晶体管的优点：晶体管的优点： 体积小；体积小； 耗能低；耗能低； 性能稳定。性能稳定。 晶晶 体体 管管 数数 单 位 时 间 执 行 的 指 令 数 百万条百万条/每秒每秒 “贝尔定律贝尔定律”：认为如果保持计算能力不变，微处理器：认为如果保持计算能力不变，微处理器 的价格和体积每的价格和体积每18个月减小一倍。个月减小一倍。 1 1按用途划分按用途划分 （1 1）通用机：适用解决多种一般问题，该类计算）通用机：适用解决多种一般问题，该类计算 机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数机使用领域广泛、通用性较强，在科学计算、数 据处理和过程控

11、制等多种用途中都能适应。据处理和过程控制等多种用途中都能适应。 （2 2）专用机：用于解决某个特定方面的问题，配）专用机：用于解决某个特定方面的问题，配 有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自有为解决某问题的软件和硬件，如在生产过程自 动化控制、工业智能仪表等专门应用。动化控制、工业智能仪表等专门应用。 1.2.2 计算机分类 2 2按规模划分按规模划分 （1 1）巨型计算机巨型计算机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。巨型机：应用于国防尖端技术和现代科学计算中。巨型机 的运算速度可达每秒百万亿次，研制巨型机是衡量一个国家经济实的运算速度可达每秒百万亿次，研制巨型机是衡量一个国家经济实

12、力和科学水平的重要标志。力和科学水平的重要标志。 （2 2）大大/ /中型计算机中型计算机：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万：具有较高的运算速度，每秒可以执行几千万 条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或条指令，而且有较大的存储空间。往往用于科学计算、数据处理或 作为网络服务器使用。作为网络服务器使用。 （3 3）小型计算机小型计算机：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般：规模较小、结构简单、运行环境要求较低，一般 应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。应用于工业自动控制、测量仪器、医疗设备中的数据采集等方面。 小型机在用作巨型计算机系统的辅

13、助机方面也起了重要作用。小型机在用作巨型计算机系统的辅助机方面也起了重要作用。 （4 4）微型计算机微型计算机：中央处理器（：中央处理器（CPUCPU）采用微处理器芯片，体积）采用微处理器芯片，体积 小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动小巧轻便，广泛用于商业、服务业、工厂的自动控制、办公自动 化以及大众化的信息处理。化以及大众化的信息处理。 （5 5）工作站工作站：工作站是一种以个人计算机和分布式网络计算为基：工作站是一种以个人计算机和分布式网络计算为基 础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像 处理能

14、力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、 金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能 计算机。计算机。 （6 6）服务器服务器：在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备，一：在网络环境下为多个用户提供服务的共享设备，一 般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。 3按处理对象划分按处理对象划分 （1）数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是数）数字计算机：计算机处理时输入和输出的数值都是

15、数 字量。字量。 （2）模拟计算机：处理的数据对象直接为连续的电压、温）模拟计算机：处理的数据对象直接为连续的电压、温 度、速度等模拟数据。度、速度等模拟数据。 （3）数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模）数字模拟混合计算机：输入输出既可是数字也可是模 拟数据。拟数据。 计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特计算机是一种高度自动化的信息处理设备。主要特 点有：点有： 运算速度快；运算速度快； 自动连续的高度计算；自动连续的高度计算； 计算精度高；计算精度高； 记忆能力强，存储容量大；记忆能力强，存储容量大； 可靠的逻辑判断能力；可靠的逻辑判断能力； 可靠性高，通用性强。可靠性高

16、，通用性强。 n1.2.3 计算机的特点 1. 1. 科学计算科学计算：指计算机应用于完成科学研究和工：指计算机应用于完成科学研究和工 程技术中所提出的数学问题（数值计算）。一般要求程技术中所提出的数学问题（数值计算）。一般要求 计算机速度快、精度高，存储容量相对大。科学计算计算机速度快、精度高，存储容量相对大。科学计算 是计算机最早的应用方面是计算机最早的应用方面。 2 2信息处理信息处理：信息处理主要是指非数值形式的数据：信息处理主要是指非数值形式的数据 处理，包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、处理，包括对数据资料的收集、存储、加工、分类、 排序、检索和发布等一系列工作。排序、检索和

17、发布等一系列工作。 3 3过程控制过程控制：把计算机用于科学技术、军事领域、：把计算机用于科学技术、军事领域、 工业、农业等各个领域的过程控制。工业、农业等各个领域的过程控制。 4 4计算机辅助系统计算机辅助系统：有计算机辅助教学（：有计算机辅助教学（CAICAI）、计算机）、计算机 辅助设计（辅助设计（CADCAD）、计算机辅助制造（）、计算机辅助制造（CAMCAM）、计算机辅助）、计算机辅助 测试（测试（CATCAT）、计算机集成制造（）、计算机集成制造（CIMSCIMS）等系统。）等系统。 5 5多媒体技术多媒体技术：把数字、文字、声音、图形、图像和动：把数字、文字、声音、图形、图像和动

18、 画等多种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电画等多种媒体有机组合起来，利用计算机、通信和广播电 视技术，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技视技术，使它们建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技 术。术。 目前多媒体计算机技术的应用领域正在不断拓宽，除目前多媒体计算机技术的应用领域正在不断拓宽，除 了知识学习、电子图书、商业及家庭应用外，在远程医疗了知识学习、电子图书、商业及家庭应用外，在远程医疗 、视频会议中都得到了极大的推广。、视频会议中都得到了极大的推广。 6 6计算机通信计算机通信：是计算机技术与通信技术结合：是计算机技术与通信技术结合 的产物，计算机网络技术的发展将处在不同

19、地域的产物，计算机网络技术的发展将处在不同地域 的计算机用通讯线路连接起来，配以相应的软件的计算机用通讯线路连接起来，配以相应的软件 ，达到资源共享的目的。，达到资源共享的目的。 7 7人工智能人工智能：研究解释和模拟人类智能、智能：研究解释和模拟人类智能、智能 行为及其规律的一门学科。其主要任务是建立智行为及其规律的一门学科。其主要任务是建立智 能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于能信息处理理论，进而设计可以展现某些近似于 人类智能行为的计算系统。人工智能学科包括：人类智能行为的计算系统。人工智能学科包括： 知识工程、机器学习、模式识别、自然语言处理知识工程、机器学习、模式识别、自然语

20、言处理 、智能机器人和神经计算等多方面的研究、智能机器人和神经计算等多方面的研究 输入计算机的信息一般有两类：一类称为数输入计算机的信息一般有两类：一类称为数 据，一类称为程序。计算机通过执行指令来处理据，一类称为程序。计算机通过执行指令来处理 各种信息的。各种信息的。 1 1、指令是指示计算机如何工作的命令，由、指令是指示计算机如何工作的命令，由 操作码和地址码组成。操作码和地址码组成。 2 2、程序是由一系列指令组成的，它是为解、程序是由一系列指令组成的，它是为解 决某一问题而设计的一系列排列有序的指令的集决某一问题而设计的一系列排列有序的指令的集 合。合。 1.2.4 指令和程序指令和程

21、序 3 3、存储程序和程序控制原理、存储程序和程序控制原理 称为称为冯冯. .诺伊曼诺伊曼（Von NeumannVon Neumann）原理，）原理， 是计算机实现自动运算或处理过程的基础。是计算机实现自动运算或处理过程的基础。 其特点是：计算机在工作时，先将相关程序其特点是：计算机在工作时，先将相关程序 和数据放入内存，执行时和数据放入内存，执行时CPU(Central Processing Unit) )根据情况取出指令并执行，根据情况取出指令并执行， 如此循环直到结束。如此循环直到结束。 1.3.1 1.3.1 计算机硬件系统计算机硬件系统 1.3.2 1.3.2 计算机软件系统计算机

22、软件系统 1.3.3 1.3.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 计算机系统框计算机系统框 图图 “ “存储程序存储程序”计算机的硬件系统由五个基本计算机的硬件系统由五个基本 部分组成。它们是：部分组成。它们是：、 、备和备和。 其中其中存储器存储器又有又有内存储器内存储器和和外存储器外存储器之分。之分。 计算机硬件系统的主要组成：计算机硬件系统的主要组成： （ 控制器控制器 输入输入 设备设备 输出输出 设备设备 数据流数据流 地地 址址 控制流控制流 运算器运算器 执行算术 和逻辑运算的 部件 计算机的指挥中心，负 责对控制指令进行分析， 然后发出操作控制信号， 控制并协调计算机各个 部

23、分的工作。 内存是程序工作的空间。 程序和数据必须调入内存方 可执行。 外存是存放程序和数据的 “仓库”，可以长时间保存 大量信息， ：执行算术和逻辑运算的部件。执行算术和逻辑运算的部件。 ：计算机的指挥中心，负责对控制指令进行分析，然后发出操作控制信号，计算机的指挥中心，负责对控制指令进行分析，然后发出操作控制信号， 控制并协调计算机各个部分的工作。控制并协调计算机各个部分的工作。 ：控制器和运算器被集成控制器和运算器被集成 在在 一块超大规模集成电路芯片中被称为中央处理一块超大规模集成电路芯片中被称为中央处理 器（器（Central Processing Uint) :主要是存放程序和数据

24、。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的主要是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的 对象。为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机的某个地方，即存储对象。为了实现自动计算，各种信息必须预先存放在计算机的某个地方，即存储 器。存储器有内存和外存，外存是存放程序和数据的器。存储器有内存和外存，外存是存放程序和数据的“仓库仓库”可以长时间保存大可以长时间保存大 量信息，但是程序必须调入内存放可执行，待处理的数据也只有进入内存后才能量信息，但是程序必须调入内存放可执行，待处理的数据也只有进入内存后才能 被程序加工。被程序加工。 ：(input/output)简称简称I/

25、O设备，它们实现了外部世界与主机之间的设备，它们实现了外部世界与主机之间的 信息交换，提供了人机交互的硬件环境。信息交换，提供了人机交互的硬件环境。 系统软件：通常是负责管理、控制和维护计算机的各系统软件：通常是负责管理、控制和维护计算机的各 种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面， 以及服务于一般目的的上机环境。常见的系统软件主以及服务于一般目的的上机环境。常见的系统软件主 要指要指操作系统操作系统和和软件开发工具软件开发工具（语言处理程序即汇编（语言处理程序即汇编 和编译程序、工具软件、系统实用程序）等。和编译程序、工具软件、系统实用程序

26、）等。 1 系统软件系统软件 计算机软件计算机软件(software)(software) 一般可分为一般可分为系统软件系统软件和和 应用软件应用软件 （1）操作系统）操作系统 操作系统是计算机的第一层软件，它能对计算操作系统是计算机的第一层软件，它能对计算 机系统中的软件和硬件资源进行有效的控制和管理，机系统中的软件和硬件资源进行有效的控制和管理， 合理组织协调计算机的运行，并为其他系统软件和合理组织协调计算机的运行，并为其他系统软件和 应用软件提供服务和支持，应用软件提供服务和支持， 为用户提供一个使用计为用户提供一个使用计 算机的工作环境，起到用户和计算机之间的接口作算机的工作环境，起到

27、用户和计算机之间的接口作 用。用。DOS Windows OS/2 UNIX Linux （2）软件开发工具（语言处理程序）软件开发工具（语言处理程序 程序设计语言）程序设计语言） 每一种程序设计语言都有自己的一套软件开发每一种程序设计语言都有自己的一套软件开发 工具。软件开发工具是程序设计的工作平台，用它完工具。软件开发工具是程序设计的工作平台，用它完 成用高级语言编写的程序文本输入、编辑、语法和逻成用高级语言编写的程序文本输入、编辑、语法和逻 辑检测，编译生成目标程序或解释执行等工作。辑检测，编译生成目标程序或解释执行等工作。 （3） 数据库管理系统数据库管理系统 DBMS 应用软件应用软

28、件 应用软件：是专业人员为各种应用目的而开发的程应用软件：是专业人员为各种应用目的而开发的程 序，这些程序通常是利用高级语言编程生成的。常序，这些程序通常是利用高级语言编程生成的。常 见的应用软件有办公自动化软件、管理信息系统、见的应用软件有办公自动化软件、管理信息系统、 大型科学计算软件包。大型科学计算软件包。 Altair 8800 计算机不再是单一的计算的机器，而是一种计算机不再是单一的计算的机器，而是一种 信息机器，一种个人的信息机器。信息机器，一种个人的信息机器。 1.3.3 1.3.3 计算机的发展趋势计算机的发展趋势 运算速度可达每秒几百亿次运算的运算速度可达每秒几百亿次运算的

29、1975年世界上第一台超级计算机年世界上第一台超级计算机“Cray-I” 超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、超级计算机应用：天气预报、地震机理研究、 石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计石油和地质勘探，卫星图像处理等大量科学计 算的高科技领域。算的高科技领域。 中国超级计算机中国超级计算机： 国防科技大学国防科技大学: : “银河银河1 1号号”、 “ “银河银河2 2号号”和和“银河银河3 3号号” 中国科学院计算机研究所中国科学院计算机研究所: : “曙光曙光1000” 1000” 、“曙光曙光200I”200I”和和“曙光曙光3000”3000” 万亿次的曙光万亿次的曙光( (

30、AMD,2560) 联想：四万亿次超级计算机深腾联想：四万亿次超级计算机深腾68006800 深腾深腾6800 曙光曙光4000 计算机技术与通信技术结合计算机技术与通信技术结合 的产物，将分布在不同地点的产物，将分布在不同地点 的计算机连接起来，组成规的计算机连接起来，组成规 模更大、功能更强的网络结模更大、功能更强的网络结 构。构。 使用远程资源，共享程序、使用远程资源，共享程序、 数据和信息资源，网络用户数据和信息资源，网络用户 的通讯和合作。的通讯和合作。 “总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的总有一天，人类会造出一些举止跟人一样的 没有灵魂的机械没有灵魂的机械来来”。 笛卡尔（笛卡

31、尔（1637） 第一代机器人第一代机器人 机械手（机械手（1962年出现）年出现） 第二代机器人第二代机器人 具有具有“感觉感觉”的机器人的机器人 第三代机器人第三代机器人 装有启发式计算机的装有启发式计算机的“智能机器人智能机器人” 模拟人的感觉和思维过程的能力模拟人的感觉和思维过程的能力 利用计算机技术、通讯技术和大 众传播技术，来综合处理多种媒 体信息的计算机。包括文本、声 音、图形、视频图像、动画等。 1.4 微型计算机的硬件组成及性能指标微型计算机的硬件组成及性能指标 1.4.1 微型计算机的硬件组成微型计算机的硬件组成 1、微机系统的基本结构、微机系统的基本结构 2、中央处理器、中

32、央处理器(CPU) 3、内部存储器、内部存储器 4、主板、主板 5、外部存储器、外部存储器 6、输入设备、输入设备 7、输出设备、输出设备 8、电源与机箱、电源与机箱 微机计算机系统 硬件系统 软件系统 主 机外 设 微 处 理 器 （ C P U ） 内 存 储 器 （ 内 存 ） 控 制 器 运 算 器 随 机 存 储 器 （ R A M ） 只 读 存 储 器 （ R O M ） 外 存 储 器 （ 外 存 ） 输 入 设 备 （ I n p u t） 输 出 设 备 （ O u tp u t） 软 盘 硬 盘 光 盘 键 盘 鼠 标 扫 描 仪 显 示 器 、 投 影 机 打 印 机

33、绘 图 仪 系统软件 应用软件 操 作 系 统 语 言 处 理 程 序 数 据 库 管 理 系 统 网 络 通 信 管 理 程 序 应 用 软 件 包 用 户 程 序 总 线 系 统 1、微机系统的基本结构、微机系统的基本结构 CPU是计算机中最关键的部件，它由是计算机中最关键的部件，它由控制器、运算器、控制器、运算器、 寄存器组和辅助部件寄存器组和辅助部件组成。组成。 运算器运算器：用来进行算术运算和逻辑运算的元件。：用来进行算术运算和逻辑运算的元件。 控制器控制器：从存储器中取出指令、分析指令、确定指令类：从存储器中取出指令、分析指令、确定指令类 型并对指令进行译码，负责向其他各部件发出控

34、制信号。型并对指令进行译码，负责向其他各部件发出控制信号。 寄存器：用来存放当前运算所需的各种操作数、地址信寄存器：用来存放当前运算所需的各种操作数、地址信 息、中间结果等内容。息、中间结果等内容。 2、中央处理器、中央处理器(CPU) pentium75 几种类型的CPU AMD Athlon64 Intel Pentium 4 Extreme Edition的晶体 管已多达1亿7,800万个 Intel Core 2 Duo 3、 计算机的存储器系统是由计算机的存储器系统是由主存储器（内存）、高速缓主存储器（内存）、高速缓 冲存储器（冲存储器（cache)、辅助存储器（外存）、辅助存储器（

35、外存）和管理这些和管理这些 存储器的软件组成。内存用于存放执行的程序和待处存储器的软件组成。内存用于存放执行的程序和待处 理的数据，它直接或通过缓存与理的数据，它直接或通过缓存与CPU交换信息，外存交换信息，外存 储器是长期保存程序和数据的地方。储器是长期保存程序和数据的地方。 内存内存的参数 内存容量直接影响到电脑的速度，甚至关系到某些软件是否能内存容量直接影响到电脑的速度，甚至关系到某些软件是否能 够运行，因此它是电脑性能的一项重要指标。目前单条内存的容够运行，因此它是电脑性能的一项重要指标。目前单条内存的容 量有量有256MB、512MB、1024MB等规格。从一定程度上讲，计算等规格。

36、从一定程度上讲，计算 机性能瓶颈并不再机性能瓶颈并不再CPU或其它部件，而在于内存。现在的应用软或其它部件，而在于内存。现在的应用软 件越来越大，对内存的容量要求也越来越高。件越来越大，对内存的容量要求也越来越高。 256MB DDR内存内存 主板是电脑系统中最大、最重要的一块电路板。不管是主板是电脑系统中最大、最重要的一块电路板。不管是CPU、内存还是各种功能卡和、内存还是各种功能卡和 外部设备都是靠主板联系在一起，从而形成一个完整的系统。因此，主板是整个计算外部设备都是靠主板联系在一起，从而形成一个完整的系统。因此，主板是整个计算 机内部结构的基础，电脑整体运行速度和稳定性在相当程度上取决

37、于主板的质量。机内部结构的基础，电脑整体运行速度和稳定性在相当程度上取决于主板的质量。 外存（辅助存储器）用来长期存放程序和数据。外存外存（辅助存储器）用来长期存放程序和数据。外存 上的信息主要由操作系统管理，它一般只和内存进行上的信息主要由操作系统管理，它一般只和内存进行 信息交换。常见外存储器有磁盘、磁带、光盘等。信息交换。常见外存储器有磁盘、磁带、光盘等。 5、 外部存储器 磁头 盘片 导出区导出区 数据区数据区 目录表目录表 导入区导入区 光盘和光盘驱动器（光盘和光盘驱动器（CD-ROM DVD） 光盘存储器的类型光盘存储器的类型 CD-ROM（只读光盘 Compact Disc Re

38、ad Only Memory） 700MB CD-R（CD-Recorder）简单地讲，就是可以一次写入、多次读 出的刻录光盘。 CD-RW（CD-ReWritable），代表一种“重复写入”的光盘。 DVD-ROM（只读光盘 Compact Disc Read Only Memory） 可录光盘分为一次写入和可擦写两种类型。 一次写入型有DVD-R/+R（CD-Recorder） 可擦写性有DVD-RW、DVD+RW 、 DVD-RAM DVD-RAM优点： 一是高达10万次复写次数，保存年限更长(长达100年)； 二是格式化时间很短，格式化好的光盘不需特殊的软件就可 进行写入和擦写，也就是

39、说它具有强大的本地直接裁剪与编 辑的功能，用户可以像操作软盘一样轻松使用它； 三是具有强大的缺陷管理与纠错能力（写入时），可确保写 入数据的万无一失； 四是具有独一无二的读写可同时进行的能力；五是它支持版 权保护技术。 缺点：兼容性差、盘片价格昂贵 6、 输入设备 (1) 键盘键盘 小数字键 控制键 功能键 状态显示灯 编辑键 主键盘和 打字键 104键盘键盘 键键 名名功功 能能 Shift又称上档键，利用此键来输入上档字符又称上档键，利用此键来输入上档字符 Caps Lock 大写字母锁定键，利用此键来输入大写字母大写字母锁定键，利用此键来输入大写字母 空格键空格键位于键盘最下面的一个最长

40、的键，按下空格键，将输入一个空位于键盘最下面的一个最长的键，按下空格键，将输入一个空 格字符格字符 Backspace按下此键可使光标回退一格，删除光标左边的一个字符按下此键可使光标回退一格，删除光标左边的一个字符 Enter回车键。按下此键，表示前面的输入结束回车键。按下此键，表示前面的输入结束 Tab制表定位键制表定位键 Alt 转换键，此键通常和其他键组成特殊功能键转换键，此键通常和其他键组成特殊功能键 Ctrl控制键，通常和其他键组合在一起使用控制键，通常和其他键组合在一起使用 Ctrl+Alt+Del 系统的热启动，使用的方法是：按住系统的热启动，使用的方法是：按住Ctrl和和Alt

41、键不放，再击键不放，再击 打打Del键键 光标移动键和编辑键的功能光标移动键和编辑键的功能 按按 键键功功 能能 光标左移一个字符光标左移一个字符 光标右移一个字符光标右移一个字符 光标上移一个字符光标上移一个字符 光标下移一个字符光标下移一个字符 Home 光标移到行头或当前页头光标移到行头或当前页头 End 光标移到行尾或当前页尾光标移到行尾或当前页尾 Page Up 光标移到上一页光标移到上一页 Page Down 光标移到下一页光标移到下一页 Del 删除键，删除光标位置的一个字符删除键，删除光标位置的一个字符 Ins 插入键，此键是开关键，有两种状态：插插入键，此键是开关键，有两种状

42、态：插 入状态和改写状态。按下此键（奇数次），入状态和改写状态。按下此键（奇数次）， 进入插入状态，所输入的字符将被插入在进入插入状态，所输入的字符将被插入在 当前光标之前；再按下此键（偶数次），当前光标之前；再按下此键（偶数次）， 进入改写状态，所输入的字符将覆盖当前进入改写状态，所输入的字符将覆盖当前 光标处的字符光标处的字符 (2)鼠标鼠标 鼠标根据其使用原理可分为：机械鼠标、光鼠标根据其使用原理可分为：机械鼠标、光 电鼠标和光电机械鼠标。电鼠标和光电机械鼠标。 机 械 鼠标 滚 动 小球 反 射 板 光 电 鼠标 扫描仪是一种把可视文字、图片胶片等资料和小型实物扫描仪是一种把可视文字、

43、图片胶片等资料和小型实物 转换为计算机可处理的数字图形文档，使用转换为计算机可处理的数字图形文档，使用OCR软件可软件可 以进一步把文字、表格等图形信息转换文字处理软件可以进一步把文字、表格等图形信息转换文字处理软件可 编辑的文本稳当。编辑的文本稳当。 扫描仪的技术指标扫描仪的技术指标 扫描仪的光学分辨率：它反映出扫描图像的清晰程度。主要有：扫描仪的光学分辨率：它反映出扫描图像的清晰程度。主要有： 1000 1200dpi，1200 2400dpi及更高的光学分辨率。及更高的光学分辨率。 色彩位数：反映扫描仪对扫描的图像色彩范围的辨析能力。扫色彩位数：反映扫描仪对扫描的图像色彩范围的辨析能力。

44、扫 描仪的色彩位数越多越能真实反映原是图像的色彩。色彩位数使描仪的色彩位数越多越能真实反映原是图像的色彩。色彩位数使 用用“位位”来描述，主要有：来描述，主要有：42位位48位位。 扫描幅面（扫描幅面（A4）；）； 接口（接口（EPP增强型并行增强型并行;USB） (3) 扫描仪扫描仪 手 持 扫描 仪 平 板 扫描 仪 (4) 光笔光笔 (5) 数字化仪数字化仪 (6) 麦克风麦克风 (7) 数码相机数码相机 （8）摄像头）摄像头 7 输出设备 输出设备是用来输出经过计算机运算或处理后所得输出设备是用来输出经过计算机运算或处理后所得 的结果，并将结果以字符、数据、图形等人们能够识别的结果，并

45、将结果以字符、数据、图形等人们能够识别 的形式进行输出。常见输出设备有的形式进行输出。常见输出设备有显示器、打印机、投显示器、打印机、投 影机、绘图仪、声音输出设备影机、绘图仪、声音输出设备等。等。 (1)显卡显卡 显卡的主要作用是对图形函数进行加速。所以显卡显卡的主要作用是对图形函数进行加速。所以显卡 也称为图形加速卡。图形加速卡有自己的用来执行也称为图形加速卡。图形加速卡有自己的用来执行 图形加速任务的图形函数加速器和显存，因此就可图形加速任务的图形函数加速器和显存，因此就可 以大大减少以大大减少CPU宝贵的运算时间。宝贵的运算时间。 显卡的主要技术参数显卡的主要技术参数 图像分辨率图像分

46、辨率 色彩数目色彩数目 (2)显示器显示器 显示器是电脑中最基本的输出设备，主要有两类：一种使显示器是电脑中最基本的输出设备，主要有两类：一种使CRT (Cathode Ray Tube Display，阴极射线管显示器，阴极射线管显示器)，另一种使，另一种使 LCD(Liquide Crystal Display，液晶显示器）。显示器必须通过，液晶显示器）。显示器必须通过 显卡与主板连接。显卡与主板连接。 CRT显示器的主要技术指标显示器的主要技术指标 显示器尺寸：显示器尺寸：15寸，寸，17寸，寸，19寸等寸等 点距点距： CRT上相邻两同色荧光点之间的距离。点距上相邻两同色荧光点之间的距

47、离。点距 越小显示的画面就越细腻、清晰、自然。目前大多数越小显示的画面就越细腻、清晰、自然。目前大多数 显示器的点距世显示器的点距世0.25mm，高档显示器点距已达，高档显示器点距已达 0.21mm。 分辨率分辨率：是指显示器所能显示的像素个数，像素越：是指显示器所能显示的像素个数，像素越 密，分辨率越高，图像越清晰。例如某显示器的分辨密，分辨率越高，图像越清晰。例如某显示器的分辨 率为：率为：800 600；1024 768表示该显示器在水平方表示该显示器在水平方 能显示能显示800个像素，在垂直方向上能显示个像素，在垂直方向上能显示600个像素。个像素。 另外，一定的分辨率还需要相应配置的

48、显卡支持才能另外，一定的分辨率还需要相应配置的显卡支持才能 实现。实现。 场频场频：又称垂直刷新频率。所谓垂直扫描频率是指：又称垂直刷新频率。所谓垂直扫描频率是指 一个画面一秒钟内要刷新的次数。刷新速度越快图像一个画面一秒钟内要刷新的次数。刷新速度越快图像 越稳定。根据国际视讯标准器材规定，对于分辨率为越稳定。根据国际视讯标准器材规定，对于分辨率为 640 480的画面，的画面，75Hz刷新频率是基本要求。人眼才刷新频率是基本要求。人眼才 不会感到明显的闪烁。不会感到明显的闪烁。 行频行频：又称水平扫描频率。它是指显示器的电子枪：又称水平扫描频率。它是指显示器的电子枪 每秒钟可以产生的水平线条

49、数。每秒钟可以产生的水平线条数。 LCD显示器的主要技术指标显示器的主要技术指标 可视角度：一般一水平视角为主要参数，目前市场可视角度：一般一水平视角为主要参数，目前市场 上的产品的水平视角介于上的产品的水平视角介于100150之间。之间。 响应时间：反映了液晶显示器个像素点对输入信响应时间：反映了液晶显示器个像素点对输入信 号的反应速度。响应时间越小，运动画面才不会有号的反应速度。响应时间越小，运动画面才不会有 拖尾的感觉。拖尾的感觉。 显示色素：显示色素： 亮度亮度 对比度对比度 刷新频率刷新频率 热 升 华 打 印 机 喷 蜡 打 印 机 喷 墨 打 印 机 针 式 打 印 机激 光 打

50、 印 机 (2)打印机打印机 机箱机箱如图如图 固定和保护电脑组件，屏蔽电磁辐射。机箱有立式固定和保护电脑组件，屏蔽电磁辐射。机箱有立式 和和 卧式等类型。卧式等类型。 机箱面板上一般有电源开关机箱面板上一般有电源开关(Power Switch)和电源和电源 指示灯指示灯(Power)、复位按钮、复位按钮(Reset)、睡眠指示灯、睡眠指示灯 (Sleep)、 硬盘工作状态指示灯硬盘工作状态指示灯 ( HDD LED)。 另外，光驱和软驱的盘片插口以及另外，光驱和软驱的盘片插口以及USB接口和接口和Mic 插插 孔孔 也在面板上。也在面板上。 8 、电源与机箱 电源电源 它为电脑中的所有部件提

51、供所需的电源。电源风扇帮它为电脑中的所有部件提供所需的电源。电源风扇帮 助助 电源散热。电源散热。 电源提供多种插头，主要是电源提供多种插头，主要是20芯的主板插头，芯的主板插头，4芯驱动芯驱动 器专用插头，器专用插头，4芯插头提供了芯插头提供了+12V和和+5V两组电压，两组电压， 一一 般黄色电线代表般黄色电线代表+12V电源，红色代表电源，红色代表+5V电源，黑色电源，黑色 代表地线，另外还提供了代表地线，另外还提供了+3.3V电压输出。电压输出。 9 微型计算机硬件发展展望 1. 功能强大功能强大: 微机的运算速度、存储器容量大大加强。微机的运算速度、存储器容量大大加强。 2. 微型化

52、、集成化微型化、集成化: 半导体材质不断改进，目前已研制出了铜芯片，使计算机半导体材质不断改进，目前已研制出了铜芯片，使计算机 的结构与形式发生了变化。如笔记本电脑、掌上电脑。的结构与形式发生了变化。如笔记本电脑、掌上电脑。 笔记本电脑笔记本电脑 掌上电脑掌上电脑 1.4 .2 微型计算机的性能指标微型计算机的性能指标 1、字长字长：字长是指计算机能直接处理的二进制信字长是指计算机能直接处理的二进制信 息的位数。息的位数。 2、内存容量内存容量 ：内存容量。指内存储器能够存储内存容量。指内存储器能够存储 信息的总字节数。容量越大，运行速度越快。信息的总字节数。容量越大，运行速度越快。 3、存取

53、周期存取周期：存储器连续进行读写操作所允许存储器连续进行读写操作所允许 的最短时间间隔，称为存取周期。存取周期越短，则的最短时间间隔，称为存取周期。存取周期越短，则 存取速度越快，它是反映存储器性能的一个重要参数。存取速度越快，它是反映存储器性能的一个重要参数。 通常，存取速度的快慢决定了运算速度的快慢通常，存取速度的快慢决定了运算速度的快慢 4、运算速度运算速度：运算速度是指计算机每秒钟能执行的指令运算速度是指计算机每秒钟能执行的指令 条数。单位是次条数。单位是次/ /秒或百万次秒或百万次/ /秒。秒。 5、时钟频率时钟频率（主频）：时钟频率是指（主频）：时钟频率是指CPU在单位时间（在单位

54、时间（s） 内发出的脉冲数内发出的脉冲数。时钟频率越快，计算机的运算速度也越。时钟频率越快，计算机的运算速度也越 快。主频的单位是兆赫兹（快。主频的单位是兆赫兹（MHz）。）。 6、输入输出数据的传送率输入输出数据的传送率（外设）（外设） 7、通用寄存器的数量通用寄存器的数量 8、可靠性与兼容性可靠性与兼容性：可靠性是指在给定时间内，计算机可靠性是指在给定时间内，计算机 系统能正常运转的概率。可用性是指计算机的使用效率。系统能正常运转的概率。可用性是指计算机的使用效率。 可维护性是指计算机的维修效率。可靠性、可用性和可维可维护性是指计算机的维修效率。可靠性、可用性和可维 护性越高，则计算机系统

55、的性能越好。护性越高，则计算机系统的性能越好。 1.5 数据在计算机中的表示数据在计算机中的表示 1.5.1 数制及数制转换数制及数制转换 数制数制:进位计数制进位计数制,人们利用符号来计数的方法人们利用符号来计数的方法. 数码数码:一组用来表示某种数制的符号一组用来表示某种数制的符号,例例1、2、A等。等。 基数基数：数制所使用的数码的个数，常用：数制所使用的数码的个数，常用“R”表示，表示， 称称R进制。进制。 “逢逢 进进，借，借当当 ” 位权位权：数码在不同位置上的权值。如十进制的：数码在不同位置上的权值。如十进制的22 1、常用的进位计数制常用的进位计数制 十进制（十进制（D） 二进

56、制（二进制（B） 八进制八进制 （O） 十六进制（十六进制（H） 十进制十进制（Decimal） 日常生活中最常见的是十进制数日常生活中最常见的是十进制数 二进制二进制（Binary System） 二进制数只有两个代码二进制数只有两个代码“0”和和“1”，所有的数据，所有的数据 都由它们的组合来实现。二进制数据在进行运算时，都由它们的组合来实现。二进制数据在进行运算时， 遵守遵守“逢二进一，借一当二逢二进一，借一当二”的原则。的原则。 八进制和十六进制八进制和十六进制（Octal HexadecimalOctal Hexadecimal） 八进制按八进制按“逢八进一逢八进一”的原则计数，十六

57、进制数按的原则计数，十六进制数按 “逢十六进一逢十六进一”的原则计数的原则计数 数的表示方法：数的表示方法： 如如12ABC12ABC可表示为：可表示为：1 1、12ABC12ABC（1616） 2 2、12ABC12ABCH H 3 3、（、（12ABC12ABC）16 16 128128瓦瓦3232瓦瓦6464瓦瓦1616瓦瓦8 8瓦瓦4 4瓦瓦1 1瓦瓦2 2瓦瓦 2、数制的转换数制的转换： （1）其它进制转换为十进制其它进制转换为十进制 按位权展开即可按位权展开即可 例：例：（10110.01110110.011）2=1=12 24 4+0+02 23 3+1+12 22 2+1+12

58、 21 1+0+02 20 0+0+02 2-1 -1 +1+12 2-2 -2+1 +12 2-3 -3= =（ （22.37522.375） （2）十进制转换为二进制十进制转换为二进制 将一个十进制数转换为二进制、八进制、十六进制数时，其将一个十进制数转换为二进制、八进制、十六进制数时，其 整数部分和小数部分分别用整数部分和小数部分分别用“除除R R逆取余法逆取余法”和和“乘乘R R顺取整顺取整 法法”转换，然后将结果加小数点三部分合在一起（转换，然后将结果加小数点三部分合在一起（R R为某进制为某进制 的基数）。的基数）。 例例 ： 将（将（35.6875）10转换为二进制数。转换为二进

59、制数。 用除用除2取余法将取余法将整数部分整数部分(35)10转换为二进制整数：转换为二进制整数： 2 35 余数为余数为1 低位低位 2 17 余数为余数为1 2 8 余数为余数为0 2 4 余数为余数为0 2 2 余数为余数为0 2 1 余数为余数为1 高位高位 0 故：故：(35)10 = (100011)2 验证：验证：125+0 24+0 23+0 22+1 21+1 20=32+2+1=35 用乘用乘2取整法将取整法将小数部分小数部分(0.6875)10转换为二进制形式：转换为二进制形式： 0. 6875 2 1.3750 整数部分为整数部分为1 高位高位 0. 3750 2 0.

60、 7500 整数部分为整数部分为0 0. 7500 2 1. 5000 整数部分为整数部分为1 0. 5000 2 1. 0000 整数部分为整数部分为1 低位低位 即：即：(0.6875)10 = (0.1011)2 整数部分整数部分(35)10 = (100011)2 与小数部分合并，可得：与小数部分合并，可得：(35.6875)10 = (100011.1011)2 注意：注意： 在上例中，将十进制小数转换成为二进制小数的过程中，在上例中，将十进制小数转换成为二进制小数的过程中， 乘积小数部分变成乘积小数部分变成“0”0”，表明转换结束。实际上将十，表明转换结束。实际上将十 进制小数转换