大学计算机基础第1章.

1、热烈欢迎新同学热烈欢迎新同学 主动学习、积极思维、脑力锻炼、尝试成功！2012年9月 学知识、学方法、学智慧学知识、学方法、学智慧 -计算机课程提醒 大学计算机基础大学计算机基础翟 萍郑州大学信息工程学院第第1章章 计算机基础知识计算机基础知识1.1 概述概述1.1.1 计算机的产生计算机的产生第一台计算机产生的地点和时间（美国宾夕法尼亚大学、ENIAC）计算机工作原理 (存储程序自动执行)1.1.2 计算机的发展计算机的发展l 四代计算机。l 截止到2012年6月，世界上运算速度最快的超级计算机是，由IBM为美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室研发的，它每秒能完成1.6亿亿次运算。l 计算机发展的方

2、向：巨型化、微型化、网络化、智能化。1.1.3 计算机的分类计算机的分类l 按用途：电子数字处理计算机和工业控制计算机l 按结构：单片机、单板机、微型机、小型机、中型机、大型机和巨型机l 按CPU芯片：Z80、8086、准8086、286、386、486、586、686和Pentium 系列l 按工作原理：数字计算机和模拟计算机l 按字长：8位机、16位机、32位机、64位机1.1.4 计算机的特点及微型计算机的计算机的特点及微型计算机的诞生与发展发展 微型计算机的特点： 1. 运算速度快 2. 计算精度高 3. 工作自动化 4. 存储功能强 5. 具有逻辑判断能力 6. 具有自动运行能力 诞

3、生时间：1972年, Intel公司研制成功8位微处理器Intel 8008。1.1.5 计算机的应用领域计算机的应用领域应用领域：应用领域：科学计算、信息处理、过程控制、人工智能、办公自动化、通讯与网络、教育与娱乐、辅助设计（CAD、CAM、CAI、CBE、CAT）、电子商务、航空、航天、航海、军事、勘探。具体应用具体应用：打电话、学外语、看电影、看电视、听音乐、娱乐、聊天、写书、看新闻、发邮件、传递电子文件、搜索资料（列车时刻表、航班、天气预报、旅游信息、节假日查询、政府文件传递、领导讲话、单位概况、专业文章、健康、看病、商品、学习资料、找人）看小说、下载软件、网上学习、计算器、画画、艺术

4、设计、报纸版面、数据处理、制作电子讲稿、计算、练习打字。1.1.6 计算机在军事上的应用计算机在军事上的应用数值计算实时控制信息处理智能化制导军事训练军用机器人1.2 数在计算机中的表示中的表示1.2.1 数字化信息编码的概念数字化信息编码的概念1.2.2 进位计数制进位计数制各进制数据的两种表示法 十进制 ：123D 123 二进制： 101011B (101011)2 八进制： 123O (123)8 十六进制: 7af6H (7AF6)16各进制数据的特点 十进制特点 ： 二进制特点： 八进制特点： 十六进制特点:十进制 1 9 3 . 4 8 102 101 100 10-1 10-2

5、100 10 1 .1 .01八进制 1 2 3 . 4 5 82 81 80 8-1 8-264 8 1 .125 .015625二进制 1 0 1 . 1 1 22 21 20 2-1 2-2 4 2 1 .5 .25 十六进制 1 A F . 4 D 162 161 160 16-1 16-2 256 16 1 .0625 0.00391.2.3 不同数制之间的数值转换不同数制之间的数值转换1将十 进制数据转换为 r 制数据(1) 整数转换方法：除以基数r求余数(2)小数转换方法：乘以基数取进位例：将十进制数0.3125转换成二进制数例：将十进制数23转换成八进制数2将r 进制数据转换为

6、十进制数据 位值与对应位上的数相乘之和位值与对应位上的数相乘之和例：将十六进制数234H转换成十进制数例：将八进制数234O转换成十进制数3. 将二 进制数据转换为八进制数据例：将二进制数1010111B转换成八进制数4. 将八 进制数据转换为二进制数据例：将八进制数245.272转换成二进制数 2 4 5 . 2 7 2 010100101.0101110105. 将二进制数据转换为八进制数据 010100101.010111010 2 4 5 . 2 7 2例：将二进制数1010111B转换成十六进制数6. 将十六进制数据转换为二进制数据例：将十六进制数234H转换成二进制数二进制八进制二

7、进制十六进制二进制十六进制0000010100111001011101110123456700000001001000110100010101100111012345671000100110101011110011011110111189ABCDEF1.2.4二进制数在计算机内的表示二进制数在计算机内的表示机器数和真值数数的定点和浮点表示（1）定点小数的表示方法（2）整数的表示方法（3）浮点数的表示方法一般定点数表示的范围和精度都较小，在数值计算时，大多数采用浮点数。浮点表示法对应于科学（指数）计数法，如数110.011可表示为N =110.011=1.100112+10=11001.12-1

8、0=0.1100112+11在计算机中，一个浮点数由两部分构成：阶码和尾数，阶码是指数，尾数是纯小数。01101011阶符阶码数符尾数阶符阶码数符尾数其表示格式如图所示。例如，设尾数为4位，阶码为2位，则二进制数N=101.1的浮点表示形式为N=2110.1011如下图所示。图 浮点数的表示形式 3带符号数的表示 在计算机中，带符号数可以用不同方法表示，常用的有原码、反码和补码。原码（机器数）例如，当机器字长n=8时：+1原=00000001， 1原=10000001。+127原=01111111， 127原=11111111。由此可以看出，在原码表示法中：最高位为符号位，正数为0，负数为1，

9、其余n1位表示数的绝对值。在原码表示中,零有两种表示形式： +0原=00000000, 0原=10000000。（2）反码正数的反码与原码相同，负数的反码只需将其对应的正数按位求反即可得到。机器数最高位为符号位，0代表正号，1代表负号。反码表示方式中，零有两种表示方法： +0反=00000000，0反=11111111。（3）补码正数的补码与原码、反码相同，负数的补码等于它的反码加1。机器数的最高位是符号位，0代表正号，1代表负号。在补码表示中，0只有惟一的编码： +0补=0补=00000000。例如，假定计算机的机器数占8位，写出十进制数53的原码、反码和补码。由于 ( 53 )D= (00

10、110101 )Bx原=10110101。x反=11001010 （原码除符号位外求“反”）。x补=11001011 （原码除符号位外求“反”加“1”）。 补码（正数补码与原码相同，负数补码除符号外其余位反码加1）引用补码可以将减法转换成加法:例: 7-3=7+(-3)补码=4 0111-1011=0111+1101=0100例： 真值、原码与补码举例十进制数 33 - 33 0 -0真 值 100001 -100001 0 -0原 码 00100001 10100001 00000000 10000000补 码 00100001 11011110 00000000 100000001.2.5

11、 字符数据的编码字符数据的编码1BCD码（码（BinaryCoded Decimal）BCD码是指每位十进制数用4位二进制数编码表示。2ASCII字符编码字符编码d3d2d1d0位d6d5d4位0000010100111001011101110000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSIDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSSP!”#$%&,（）*+./0123456789:;?ABCD

12、EFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ、abcdefghijklmnopqrstuvwxyz|DEL7位ASCII代码表3. 汉字编码汉字编码(1) 汉字输入码（数字编码、拼音编码、字型编码）(2) 从输入码到字形码（输入码、国标码、机内码、字型码）例如“大”，输入码是da,国标码是3473H，机内码是B4F3H。(3) GB（国家标准）、GBK(扩展国家标准)和BIG5码nicode (统一编码字符集)各种代码之间的关系各种代码之间的关系 从汉字代码转换的角度，一般可以把汉字信息处理系统抽象为一个结构模型，如图所示。输入码 国际码内码字形码汉字输入汉字输出 用用16点阵显示一个汉字需要

13、点阵显示一个汉字需要32个字节个字节.一个16*16点阵在内存所占字节个数=2*16=32个字节计算机系统组成计算机系统组成 CPU 硬件系统硬件系统 主机主机 存储器存储器 输入输入/输出设备输出设备计算机系统计算机系统 系统软件系统软件 软件系统软件系统 应用软件应用软件1.3 计算机系统的基本结构和组成及工作原理计算机系统的基本结构和组成及工作原理硬件系统（hard ware）微型计算机系统中央处理器（CPU）算术逻辑运算器（ALU）控制器（CU）内存储器（internal memory）只读存储器（ROM）随机存储器（RAM）快速存储器（cache）外存储器（secondary mem

14、ory）磁盘硬盘（hard disk）软盘（floppy disk）磁带 （magnetic tape）光盘（compact disk;CDROM）输入输出设备（input/output devices）键盘 （keyboard）显示器（display screen）打印机（printer）外存储驱动器（driver）鼠标（mouse）数字化仪（digitizer）绘图仪（plotter）联网通信设备（NCV）其他系统软件（system software）软件系统（software）应用软件（application software）Basic（解释）FoxproC语言（译）其他各种语言（La

15、nguages）DOSWindows NTXenixLinux其他操作系统（OS）RAMROMCPUI/O接口I/O设备 总线结构（总线结构（BUSBUS） 地址总线 数据总线计算机系统硬件的基本结构（五大件）计算机系统硬件的基本结构（五大件）指令系统和程序的概念 指令：指令是计算机硬件可执行的、完成一个基本操作所发出的命令。 指令系统 ：全部指令的集合就称为该计算机的指令系统。 计算机指令由操作码和操作数组成 。 程序：计算机为完成一个完整的任务必须执行的一系列指令的集合，称为程序。用高级程序语言编写的程序称为源程序。 能被计算机识别并执行的程序称为目标程序。 指令的执行过程 计算机一条指令

16、的执行过程一般分为三个步骤： 取指令分析指令 执行指令 取指令分析指令执行指令取下一条指令，周而复始地执行指令序列的过程就是进行程序控制的过程。程序的执行就是程序中所有指令执行的全过程。 计算机硬件组成 输入设备（Input Unit） 输入设备的主要作用是把准备好的数据、程序等信息转变为计算机能接受的电信号送入计算机。例如，用键盘输入信息时，敲击它的每个键位都能产生相应的电信号并送入计算机；又如模数转换装置，把控制现场采集到的温度、压力、流量、电压、电流等模拟量转换成计算机能接受的数字信号，然后再传入计算机。目前常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。 计算机硬件组成输出设备的主要功能是把计算

17、机处理后的数据、计算结果或工作过程等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式（如字符、曲线、图像、表格、声音等）或能为其他机器所接受的形式输出。例如，在纸上打印出印刷符号或在屏幕上显示字符、图形等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等，它们分别能把信息直观地显示在屏幕上或打印出来。 计算机硬件组成 存储器（Memory Unit） 存储器是计算机的记忆装置，其基本功能就是存储二进制形式的数据和程序，所以存储器应该具备存数和取数功能。存数是指往存储器里“写入”数据；取数是指从存储器里“读取”数据。读写操作统称为对存储器的访问。存储器分为内存储器和外存储器两类。中央处理器（CPU）只能直接访问存储

18、在内存中的数据，而外存中的数据只有先调入内存后才能被中央处理器访问、处理。 计算机硬件组成 控制器（Control Unit） 控制器是指挥和协调计算机各部件有条不紊工作的核心部件，它控制计算机的全部动作。控制器主要由指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、程序计数器和操作控制部件等组成。它的基本功能就是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，产生控制信号去控制各个部件完成各种操作。计算机硬件组成 控制器的功能: 指令寄存器：存放由存储器取得的指令。 译码器：将指令中的操作码翻译成相应的控制信号。 时序节拍发生器：产生一定的时序脉冲和节拍电位，使得计算机有节奏、有次序地工作。

19、操作控制部件：将脉冲、电位和译码器的控制信号组合起来，有时间性地、有顺序地去控制各个部件完成相应的操作。指令计数器：指出下一条指令的地址。当顺序执行程序中的指令时，每取出一条指令，指令计数器就自动加“1”得到下一条指令的地址微型计算机的硬件构成 常用台式PC硬件系统的基本配置有14大配件：CPU、主板、内存、硬盘、光驱、显示器、显卡、声卡、音箱、键盘、鼠标、机箱、电源和打印机，还有扫描仪、绘图仪等。 主机箱是微机的主要设备的封装设备，有卧式和立式两种。微型计算机的机箱 在主机箱内安装有CPU、内存储器、主板、硬盘及硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、机箱电源和各种接口卡等部件 微型计算机的主板

20、 主板也称系统板，是一块多层印刷信号电路，外表两层印刷信号电路，内层印刷电源和地线。 主板上插有中央处理器（CPU），它是微机的核心部分，还有用于插内存条的插槽等。另外还有68个长条形插槽，它们是扩展槽，是主机通过系统总线与外围设备联系的通道，用来扩展系统功能的各种接口卡都插在扩展槽上，如显示卡、声卡、网卡、防病毒卡等等 微机主板微型计算机的硬件结构 微机目前多采用总线结构 微机硬件系统由中央处理器、内存、外存、输入输出设备组成。 其中核心部件CPU通过总线连接內存构成微型计算机的主机。 主机通过接口电路配上输入/输出设备就构成了微机系统的基本硬件结构。 微型计算机系统结构 主 机 外 设 A

21、B地址总线 DB数据总线 CB控制总线 内存储器 ROM I / O 接口 I / O 设备 外存储器 中 央 处 理 器 RAM 中央处理器（CPU） 中央处理器简称CPU（Central Processing Unit），它是计算机系统的核心，在微机中也称微处理器，主要由运算器、控制器组成。 运算器：主要功能是对数据进行算术和逻辑加工。 控制器：是计算机的神经中枢和指挥中心。它从存储器取指令，进行译码，分析指令，再根据指令功能发出控制命令，控制各部件去执行指令中规定的任务。它由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。CPU赛扬-CPUK6III-CPUPIII-CPUP4-CPU

22、Pentium-CPUCPU的性能指标 字长 CPU一次可以同时处理的二进制数据的位数是其最重要的一个性能标志。 对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长，它取决于CPU中寄存器、加法器和数据总线的位数。字长的长短，直接影响计算机的计算精度、功能和速度。字长越长，CPU性能越好、速度越快。 目前常用的微机CPU多为32位和64位 CPU主频 CPU主频也叫时钟频率，是CPU内核运行时的时钟频率，主频的高低直接影响CPU的运算速度。 目前的微处理器芯片的时钟频率已经达到2G以上。例如，Pentium IV/2G表示CPU芯片型号为Pentium IV，其主频为2GMHz。

23、 主频=外频*倍频 主频是指CPU的工作时钟频率 外频是输入CPU的时钟（总线频率） 设置外频和倍频的目的是为了将高主频的CPU与较低时钟频率的主板相匹配。存储器 按存储器在计算机结构中所处的位置不同，可分为内存和外存。内存也称为主存，它与CPU组装在一起构成主机，用于存放当前执行的程序和数据，是CPU可以直接访问的存储器。而外存也称辅存，属于计算机外部设备，是永久性存储设备。它通过内存与CPU进行数据交换，如软盘、硬盘等。 内存与外存相比，其读写速度快，直接影响主机执行指令的速度。但它有两个不足：一是存储容量总嫌不够大，二是关机后内存中的程序和数据就会丢失。 存储容量及换算 1KB=1024

24、B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB 1B=8b存储器的构成内存（主存储器）外存（辅助存储器）随机存储器RAM-内存只读存储器ROM-BIOS软盘硬盘光盘磁带内存储器 只读存储器(ROM)：关电后存储器里的信息不会消失ROM-BIOS只读存储器（ROM） 只读存储器ROM中的内容只能读出、不能写入，它的内容是由芯片厂家在生产过程中写入的，并且断电后ROM中的信息也不会丢失，因此常用ROM来存放重要的、固定的并且反复使用的程序和数据。 PROM（Programmable ROM）是允许用户一次性写入的只读存储器 EPROM是一种通过EPROM编程器进行信息写入，通

25、过紫外线照射可进行信息擦除的ROM，因此可以多次写入、多次擦除 EEPROM也是一种可以多次反复更换其中信息的ROM ，可用电进行擦除。 内存储器 随机存储器(RAM)：关电后存储器里的信息会马上消失随机存储器（RAM） 随机存储器RAM中的信息可以随时读出和写入，是计算机对信息进行操作的工作区域。 当计算机掉电时，RAM中的信息会丢失，并不可恢复。目前计算机中使用的内存均为半导体存储器。 RAM分为：静态随机存储器（Static RAM，SRAM）动态随机存储器（Dynamic RAM，DRAM）CMOS存储器 除了ROM之外，在计算机中还有一个称之为CMOS（互补金属氧化物半导体）的“小内

26、存”，它保存着计算机当前的配置信息，如日期和时间、硬盘的格式和容量、内存容量等。 保存的时间要比RAM长，但又不像ROM那样不能修改。当机器系统设置发生变化时，可以在启动时按Del键进入CMOS Setup程序来修改其中的信息。这就是CMOS存储器的功能。 高速缓冲存储器（Cache） 内存速度的提高赶不上逻辑电路速度的提高，CPU执行指令的速度远远高于内存的读写速度。为解决这个矛盾，目前在微机中均采用高速缓冲存储器技术 。 由于Cache中的信息只是RAM中部分内容的副本，因此，增加高速缓冲存储器，只是提高CPU的读写速度，而不会改变内存的容量。虚拟存储器 目前广泛采用的“虚拟存储技术”可以

27、通过软件方法，将内存和一部分外存空间构成一个整体，为用户提供一个比实际物理存储器大得多的存储器，这称之为“虚拟存储器”。 外存储器 外存属于外部设备。它既是输入设备，又是输出设备，是内存的后备与补充。与内存相比，外存容量较大，关机后信息不会丢失，但存取速度较慢，一般用来存放暂时不用的程序和数据。它只能与内存交换信息，不能被计算机系统中的其他部件直接访问。当CPU需要访问外存的数据时，需要先将数据读入到内存中，然后CPU再从内存中访问该数据，当CPU要输出数据时，也是先写入内存，然后再由内存写入到外存中。 微机常用的外部存储器有以下几类：磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。 磁盘存储器 磁盘存储

28、器是目前各类计算机中应用最广泛的外存设备，它以铝合金或塑料为基体，两面涂有一层磁性胶体材料。通过电子方法可以控制磁盘表面的磁化，以达到记录信息（0和1）的目的。 磁盘的读写是通过磁盘驱动器完成的。 常见的磁盘存储器有硬盘存储器和和软盘存储器。 磁盘存储器有如下几个常用术语 磁道（Track）：每个盘片的每一面都要划分为若干条形如同心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。磁盘的最外层是第0道，最内层为第n道。每个磁道上记录的信息一样多，这样，内圈磁道上记录的密度，比外圈磁道上记录的密度大。 柱面（Cylinder）：一个硬盘由几个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所

29、有盘面上相同位置的磁道组合在一起，叫做一个柱面。 扇区（Sector）：为了记录信息方便，每个磁道又划分为许多称之为扇区的小区段。每个磁道上的扇区数是一样的。通常扇区是磁盘地址的最小单位，与主机交换数据是以扇区为单位的。 软盘存储器 软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘控制卡三部分组成。 目前常用的软盘就是容量为1.44MB的3.5英寸软盘。 软盘及软盘容量的计算（512字节每个磁道的扇区数每面磁道数每面磁道数面数面数）/1024 扇 区磁 道硬盘存储器 硬盘存储器又简称硬盘，也称固定盘。 它安装在主机箱内，盘片与读写驱动器均组合在一起，成为一个整体。 硬盘的指标主要体现在容量和转速上。磁盘转速

30、越快，存取速度也就越快，但对磁盘读写性能要求也就越高。 硬盘的容量已从过去的几十MB、几百MB，发展到现在的几百个GB。 硬盘的存取容量、速度均比软盘要高得多，微型计算机中的大量程序、数据和文件通常都保存在硬盘上。 硬盘存储器 硬盘的格式化分为低级格式化和高级格式化。低级格式化就是将硬盘划分磁道和扇区，这一般由厂家完成。只有当硬盘出现严重问题或被病毒感染无法清除时，用户才需要对硬盘重新进行低级格式化。 高级格式化的作用是建立文件的分配表和文件目录表。硬盘必须经过低级格式化、分区和高级格式化后才能使用。 磁盘的结构 容量=磁道数扇区数区段内字节数面数盘片数 为了存取磁盘上的数据，系统对磁盘的存储

31、单元的地址定义： 驱动器号.盘面号.柱面号.扇区号 光盘存储器 光盘是一种大容量辅助存储器，它具有体积小、容量大、可靠性高、保存时间长、价格低和便于携带等特点，是现在计算机中使用很多的一种存储设备。 光盘存储系统由光盘、光盘驱动器和接口设备组成。 光驱最重要的性能指标是光驱的“倍速”。常见的光盘种类 只读型光盘（CD-ROM）：它只能读出数据，不能写入数据。它是厂家在出厂时就已经预先写入信息，写入的信息将永久保存在光盘上。 一次写入型光盘（WORM）：只能写一次信息，可以反复读取。常用于资料保存、自制多媒体和光盘复制。 可擦写型光盘（CD-RW）：可重复擦写光盘，它的功能与磁盘相同。 数字通用

32、光盘（DVD）：是一种新型的大容量存储设备。其容量根据盘片的结构不同而不同，单面单层结构的容量为4.7GB，双面双层结构的容量为17GB。 光盘的基准速率 CD的倍数是以基准数据传输率150Kbps（每秒传输150千位）来计算的。 （1倍速=150kbps） (24、32、40倍速)（600M和4.7GB） DVD驱动器的基准数据传输速率为1.385Mbps，比CD驱动器要快得多。 其他存储设备 磁带存储器：磁带存储器由磁带机和磁带两部分组成，是计算机用来保存数据文件的大容量存储器。 由于磁带采用顺序读写方式，所以其速度比磁盘慢得多。 移动存储设备 Flash Memory（优盘）优盘是一种基

33、于USB接口的移动存储设备，它可使用在不同的硬件平台，容量通常在几十兆到上百兆，价格便宜，体积很小，便于携带，使用极其方便，是非常适宜随身携带的存储设备。 活动硬盘 活动硬盘也是基于USB接口的存储产品。它可以在任何不同硬件平台（PC、MAC、笔记本电脑）上使用，容量可高达几十个G，与现在流行的存储设备刻录机、MO、ZIP相比，体积小，重量轻，携带非常方便。 移动存储设备 存储卡 自从电脑应用变得越来越广泛之后，很多人都喜欢随身携带小巧的IT产品，例如数码相机、数码摄像机、掌上电脑或MP3随身听等。而数码相机和MP3均是采用存储卡作为存储设备，将数据保存在存储卡中，可以方便地与计算机进行数据交

34、换。存储卡的容量也越来越大。 总线与接口 总线（Bus）是连接CPU、存储器和外围设备的公共信息通道，各部件均通过总线连接在一起，通过总线进行通信。 总线的性能主要由总线宽度和总线频率来表示。 总线宽度为一次能并行传输的二进制位数，总线越宽，速度越快。总线频率即总线中数据传输的速度，单位仍用MHz表示。总线时钟频率越快，数据传送越快。 总线的分类 内部总线：即用于同一部件内部的连接，如CPU内部连接各内部寄存器和运算部件的总线。 外部总线：是指与外部设备接口相连的，实际上是一种外设的接口标准。负责CPU与外部设备之间的通信。如目前电脑上流行的接口标准IDE、SCSI、USB和IEEE 1394

35、等，前两种主要是与硬盘、光驱等IDE设备接口相连，后面两种新型外部总线可以用来连接多种外部设备。 总线的分类 系统总线：用于连接同一计算机的各部件，如CPU、内存储器、输入输出设备等接口之间的互相连接的总线。系统总线按功能可分为：控制总线、数据总线和地址总线，分别用来传送控制信号、数据信息和地址信息。数据总线（DB）: : 用于传送数据。 地址总线（AB）: :用来传送存储单元或输入输出接口地址信息，以便选择需要访问的存储单元和输入/输出接口电路。 控制总线（CB）: : 用来传送各种控制信号和应答信号，分为两类：一类是由CPU向内存或外围设备发送的控制信号；另一类是由外围设备或有关接口电路向

36、CPU送回的信号。接口 CPU与外部设备、存储器的连接和数据交换都需要通过接口设备来实现，前者被称为I/O接口，而后者则被称为存储器接口。 接口的功能：接口电路具有设备选择、信号转换及缓冲等功能，以确保设备与CPU工作协调一致。 接口的类别 总线接口主板一般提供多种总线类型，如PCI、AGP等，供插入相应的功能卡，如显示卡、声卡、网卡等。 串行口 采用一次传送一个二进制位的传输方式。主板上提供COM1和COM2两个串行口。 并行口 采用一次传送8位二进制位的传输方式。打印机通常连接在并行口上。主板上提供LPT1和LPT2两个并行口。 接口的类别 USB接口 通用串行总线（USB）是一种新型的接

37、口标准。 USB接口只需一个就可接127个USB外部设备，有效扩展了计算机的外接设备能力，另外，在硬件设置上也非常容易，支持即插即用，可以在不关闭电源的情况下作热插拔。现在采用USB接口的外设种类有很多，如鼠标、键盘、调制解调器、数码相机、扫描仪、音箱、打印机、摄像头、优盘和活动硬盘等。 输入设备 输入设备是指向计算机输入数据、程序及各种信息的设备。 微机中，最常用的输入设备是键盘和鼠标。当然也包括一些其他的输入设备，如扫描仪、数码设备等。 键盘 键盘是人机对话的最基本的设备，用户用它来输入数据、命令和程序。 现在的主流键盘主要采用PS/2接口和USB接口。 键盘可分为机械式键盘和电容式键盘两

38、类。 鼠标 在图形环境下，鼠标可以通过光标定位来完成操作，速度较快。 常见鼠标从按键上分，有两键和三键。 从控制原理看，目前市场上流行的鼠标主要有三种，机械鼠标（半光电鼠标）、轨迹球鼠标和无线光电鼠标。 在微机上常用的鼠标接口有3种：总线接口、串行接口和USB接口。现在多数采用串行接口和USB接口，直接插入COM1、COM2或 RS-232口，不需要任何总线接口板或其他外部电路。 机械鼠标 机械鼠标又称机电式鼠标，最早是用两个滑动定位器做轨迹记录装置的，其灵敏度低、磨损大，早已被淘汰。 光学机械式鼠标应当是目前最为成熟和普及的产品，它结合机械鼠标和光电鼠标的优势，成本低，寿命长，精度也能达到较

39、高的水平，以至于现在已经成为了“机械鼠标”的代名词。 弱点就是滚球很容易吸灰尘，在传感轴上形成厚厚一层污垢，导致光标使用不灵。 轨迹球鼠标 轨迹球鼠标工作原理和内部结构其实与普通鼠标类似，只是改变了滚轮的运动方式，其球座固定不动，直接用手拨动轨迹球来控制鼠标箭头的移动。轨迹球外观新颖，可随意放置，用惯后手感也不错。 无线鼠标 无线技术的发展最突出的表现就是使得鼠标“割”掉了小尾巴，利用红外线和无线电技术进行通讯，使得鼠标更灵活，也更自由，没有了线缆的束缚。接收器通常是插入电脑的USB接口，实现鼠标和接收器之间的通信。 输出设备 输出设备是指从计算机中输出处理结果的设备。 常用的输出设备有显示器

40、和打印机。也包括其他的输出设备，如音箱、绘图仪、投影仪等。 计算机的显示系统由显示器、显示卡和相应的驱动软件组成。 显示器 显示器用来显示计算机输出的文字、图形或影像。目前使用最多的显示器有两种：阴极射线管显示器（Cathode Ray Tube，CRT）和液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）。 CRT显示器 CRT显示器有两个重要的技术指标：屏幕尺寸和分辨率。 显示器的尺寸以屏幕对角线长度来表示，常有14英寸、15英寸、17英寸等。 点距即为相邻两个像素之间的距离，点距越小，则显示的图像越清晰。目前，CRT中常见的点距为0.21mm、0.25mm、0.28mm和

41、0.31mm等。 分辨率是指屏幕上水平方向和垂直方向所显示的像素点数。通常表示为：分辨率=每行像素数每列像素数。常见的有800600、1024768、12801024等。分辨率越高，则图像显示就越清晰。 LCD显示器 LCD显示器有五个技术参数：亮度、对比度、可视角度、讯号反应时间和色彩。 亮度的单位是砍/每平方米（cd/m2）（每平方米烛光）。亮度值愈高，画面愈亮丽。对比度越高，色彩越鲜艳饱和，立体感强。对比度低，颜色显得贫瘠，影像也变得平板。 可视角度是在屏幕前用户观看画面可以看得清楚的范围。可视范围愈大，浏览愈轻松；而愈小，稍微变动观看位置，画面可能就会看不全面，甚至看不清楚。 LCD显

42、示器 讯号反应时间（即：响应时间），是指系统接收键盘或鼠标的指示，经CPU计算处理后，反应至显示器的时间。讯号反应时间关系到用LCD观察文本，以及视频（例如VCD/DVD）时，画面是否会出现拖尾现象，此现象一般只发生在LCD液晶显示器上，传统的CRT显示器则无此问题。 大多数LCD的真正色彩为26万色左右（262144色），彼此之间差距不大。色彩越多，则图像色彩还原就越好。 显示卡 显示卡也称为显示适配器，它是显示器与主机通信的控制电路和接口。显示卡的作用主要是将CPU送来的影像资料处理成显示器可以接收的格式，并在显示器上显示出来。显示器的效果如何，不光要看显示器的质量，还要看显示卡的质量。

43、显示卡的种类 VGA标准 ：适用于高分辨率的显示器，其图形分辨率为640480像素或更高，能显示16种或更多颜色。 SVGA和TVGA标准 ：与VGA全兼容，分辨率可达到12801024像素，能显示256种以上的颜色。目前微机中使用最多的显卡标准是SVGA。 显示内存 显示内存，简称显存或VRAM。它设置在显示卡内，是CPU与显示器之间的数据缓冲区。显示过程是CPU把要显示的信息存放在显存中，而后显示器从显存中读取信息，再进行显示。显存的容量大小会影响到显示器的分辨率和能够显示的颜色。所需的显存容量的计算公式是：显示内存容量=显示器总像素数颜色位数。一般为16MB或32MB，现在高档显示卡的显

44、存可达64MB。 打印机 打印是将计算机的信息打印到纸张或其他特殊介质上，以供阅读和保存。打印机的类型很多，目前常用的打印机有：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。打印机的主要性能指标是：打印速度和打印分辨率。 打印机的种类 针式打印机针式打印机主要由打印头、运载打印头的小车装置、色带机构、输纸机构和控制电路等几部分组成。色带一般是高强度尼龙带上浸涂打印色料制成。打印针打印到色带上将颜色转印在纸张上来完成打印。针式打印机的打印精度不高，速度较慢，噪音较大，但成本较低。 打印机的种类 喷墨打印机 喷墨打印机是靠墨水通过精细喷头喷到纸面上来形成字符和图像。喷墨打印机的分辨率一般可达到720dpi（

45、Dot Per Inch，即每英寸的点数），最高可达到1440dpi。如果将红、绿、蓝三种基色的墨水喷头安装在一个喷墨打印机上，则可实现彩色字符或图形的打印。喷墨打印机的体积小、重量轻，价格便宜，但打印成本较高。 打印机的种类 激光打印机 激光打印机是一种高速度、高精度、低噪声的非击打式打印机，价格偏高。它的分辨率通常在600dpi，高档产品的可达到1200dpi，是办公自动化设备的主流。 音箱和声卡 音箱是将计算机中的声音信息放大并输出的设备。 声卡，又叫音频设备接口卡，是音频输入输出的公共通道。 如果要利用计算机录制声音，即声卡将麦克风中传入的声波转换成计算机所能接受的数字信号进行保存。因

46、此，声卡是多媒体电脑必不可少的设备。 其他外部设备 调制解调器 计算机上安装了调制解调器（Modem）后，就可以通过电话线与其他计算机建立连接或与Internet网连接；如果使用Fax/Modem，便可以与其它计算机或传真机之间交换信息。 它的速度是按每秒比特数（bps）度量的。 图形扫描仪 图形扫描仪（Scanner）是常用的图形、图像输入设备，利用它可以迅速地将图形、图像、照片、文本输入到计算机中，一般通过RS-232或USB接口与主机相连。目前使用最普遍的是由线性CCD（Charge-Coupled Device，电荷耦合器件）阵列组成的电子式扫描仪，可分为平板式（台式）和手持式扫描仪两

47、种。 其他外部设备 条形码读入器 条形码是一种用线条和线条间的间隔按一定的规则表示数据的条形符号。条形码读入器用来扫描条形码，将光信号转变为电信号，经译码后输入计算机。按其外形分为笔式和卡槽式两种。 触摸屏 触摸屏是一种快速实现人机对话的工具。可分为电容式、电阻式和红外式三种，常用的为前两种。 其他外部设备 数码相机 数码相机（DC）是计算机技术与光学技术相结合的产物，它将景物成像以数字的方式保存在存储卡中，而这些图像信息可以直接放入计算机中进行浏览、编辑和处理，是计算机多媒体技术的一个应用。 微型计算机的主要性能指标 速度 微型计算机的速度可用主频和运算速度两个指标来衡量。 主频即计算机的时

48、钟频率，即CPU在单位时间内的平均操作次数，是决定计算机速度的重要指标，以兆赫兹（MHz）为单位。它在很大程度上决定了计算机的运行速度，主频越高，计算机的运算速度相应地也就越快。 运算速度是指计算机每秒钟能执行的指令数，以每秒百万条指令（MIPS）为单位，此指标更客观地反映微型计算机的运算速度。 微机的速度是一个综合指标，影响微型计算机速度的因素很多，如存储器的存取速度、主存大小、字长、系统总线的时钟频率等。 微型计算机的主要性能指标 字长 字长是计算机运算部件一次能同时处理的二进制数据的位数。字长越长，计算机的处理能力就越强。微型计算机的字长总是8的倍数。早期的微型计算机字长为16位（如In

49、tel 8086、80286等），从80386、80486到Pentium II、Pentium III和Pentium IV芯片字长均为32位。 字长越长，数据的运算精度也就越高，计算机的运算功能也就越强，可寻址的空间也越大。因此，微机的字长是一个很重要的技术性能指标。 微型计算机的主要性能指标 存储容量 存储容量是指计算机能存储的信息总字节量，包括主存容量和辅存容量，主要指内存储器的容量。显然，内存容量越大，机器所能运行的程序就越大，处理能力就越强。 存取周期 存储器完成一次读（或写）操作所需的时间称为存储器的存取时间或者访问时间。连续两次读（或写）所需的最短时间称为存储周期。内存储器的存取周期也是影响整个计算机系统性能的主要指标之一。微型计算机的主要性能指标可靠性 计算机的可靠性以平均无故障时间（Mean Time Between Failures，MTBF）表示，MTBF越大，系统性能就越好。 可维护性 计算机的可维护性以平均修复时间（Mean Time to Repair，MTTR）表示，MTTR越小越好。 性能/价格比 性能/价格比也是一种衡量计算机产品性能优劣的概括性指标。 1.3.10 计算机软件计算机软件1. 系统软件系统软件四大类系统软件 操作系