计算机与信息

计算机写信良

处理技术基础

石油工业出版社

2006.7

第一章计算机基础知识

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

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。

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。

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个的集成电路称为才

规模集成电路(LSI).门数超过5000个或元件数高于10万个的

集成申路则称超大赛模集成电掰

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一“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，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

1.25mmx1.25mmo

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。

1.1.2集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，

以处理和传输信息。

LL3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(systemonchip,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。

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。

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。

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。

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

人仍然是ENIAC的两位主要研制人一莫西利和埃克特。

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），这是中国自己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。

2.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。

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。

4.第四代计算机

■1972年至今*这L时代的计算机采用大规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。

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。

L2.2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一中央处理器集成到一块很

小的芯片上，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。

微型计算机的发展阶段

1.第一代微型计算机(1971~1972年)

2.第二代微型计算机(1973~1977年)

3.第三代微型计算机(1978~1981年)

4.第四代微型计算机(1978年~)

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。

1.2.3计算机的特点

1.运算速度快,Mips厂小

2.计算精度高

3.存储能力强

4.具有逻辑判断能力

5.可靠性高、通用性强

1.2.4计算机的分类

1.按处理方式分类

2.按功能分类

3.按规模分类

4.按照其工作模式分类

1.2.5计算机的应用

1.科学计算

2.信息处理

3.工业控制和人工智能

4.辅助功能

5.网络和通信

6.其他应用

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。

1.3.1计算机系统的组成

中央处理器-□信嚣

算机系统由硬

—主机部分一

—内部存储器七胃嚣器

系统和软件系统两r—鼠标

输入设备——键盘

1—其他

硬件系统一

大部分构成。I—显示器

一外部设备输出设备—―打印机

他

盘

软

盘

硬系硬

盘

一辅助存储器一光

他

其

统互相依赖，不可统

[―操作系统

—语言处理系统

I—系统软件—

—数据库管理系统

分割。软件系统一一其他

[―应用程序

L—应用软件-4—工具软件

L其他

132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。

Tg算器数据流

tII———►控制流

输入设备A存储器=>输出设备

控制器

计算机系统结构

1.运算器

2.控制器

3.存储器

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。

CPU，.一内存储器，.•外存储器，

图1.3-3存储器与CPU之间的关系“

存储器与CPU之间的关系

⑴内存储器

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

ROMo

①RAM

当计算机工作时，既可以从RAM中读取数据，也可以向RAM中

写入数据，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）。

CPU，Cache，t内存储器.;外存储器，

图1.3-5Cache与CPU和存储器的关系整

■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。

②ROM

■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储器。

>EEPROM：可用电擦除的可编程只读存储器。

⑵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。

①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3.5英寸驱动器

一个，其容量为1.44MB,盘符为“A：

②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扇柱面构

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。

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

有多个硬盘或招一个物理硬盘划分为多个逻辑分

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。

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可以达至l」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，USB1,1B

经趋于淘汰。

③闪存

如图所示，闪存又称USB移动闪速存储器，它采

用FlashRAM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

悬。

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。

④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”。

目前微型计算机中大都配有只读式光盘CD-ROM(COMPACT

DISKREADONLYMEMORY)或DVD-ROM(DigitalVideoDisk)o

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-ROM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。

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。

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

摄像机等。

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。

⑴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。

⑵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。

>①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，针头易耗损。

>②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。

>③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。

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、数据总线和控制总线

①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。

②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。

③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。

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。

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。

A［系统软件

系,家软件是管理、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的程序。它

亶括商品化的逋用软件和实用软件，也包括用户自己编制和委托开发

函各种应用系疏。

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。

常用的操作系统

DOS操作系统

DOS是磁盘操作系统(DiskOperatingSystem)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。它最初是为旧M-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Microsoft公国在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LinusTorvalds开发，其原代码在Internet上公开发布，由此引起全球计算机爱好者

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。

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。

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1诸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

L3.5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,MeanTimetoFailure)

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,MeanTimeto

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。

1.4DOS操作系统

随着Windows操作系统的普及，人们对于DOS操作系统的了解

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Windows9x/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。

1.4.1DOS基础知识

DOS(DiskOperatingSystem)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操作系统包括旧M公司的PC-DOS和微软公司的MS-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(WindowsME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。

⑴DOS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操作系统的基i出，使用它们可以启动系统。

(2)D0S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。

⑶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Windows95的D0S7Q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。

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。

1.4.2DOS内部命令