《电子计算机》-第1章

1.1电子计算机概述电了计算机是一种能快速、高效、准确地进行信息处理的数字化电了设备，它按照人们事先编写的程序自动地对信息进行加工、处理，从而完成特定的工作。1.1.1信息技术基础今天的社会是一个信息社会，谁掌握了信息技术，谁就在未来的发展中占据着相当大的优势。1.信息和信息技术人类对世界认知和改造的过程就是获取信息、加工信息和发送信息的过程。人们通过电视、电话、报刊等各种媒体，每时每刻都在获取、加工和传递利用着大量的信息。下一页返回

1.1电子计算机概述如在农业生产中，通过天气预报获取气象信息，可以合理地安排生产、生活。在行政工作中，看材料、学文件是获取信息，作决策、批文件是处理信息，作指示是传递信息。可见，信息来源于客观世界，范围广大，具有一定的利用价值，可以通过载体为人们所获知，用来指导人类认识世界、改造世界。信息是指与客观事物相联系，反映客观事物的运动状态，通过一定的物质载体被发出、传递和感受，对接受对象的思维产生影响并用来指导接受对象的行为的一种描述。从本质上说，信息是反映现实世界的运动、发展和变化状态及规律的信号与消息。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1)信息的构成要素①信源。信源是信息的主体，可以是各种客观存在。信息总是一定主体的信息，总要反映一定的客观存在，没有信源或者说无主体的信息是不存在的。不同的信源所具有的信息量、发出信息的能力和对信息的控制能力是不同的。掌握信息首先要了解信源，不了解信源就不可能掌握信息的内涵。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述②语言符号。任何信息都是通过一定的语言符号来表达的。语言符号可分为自然语言和人工语言。自然语言是在客观事物之间长期交流和发展中形成的，以不同的形式和符号，按照某种客观存在的规则而构成的，包括人类的语言、表情、动植物和其他客观事物之间交流信息的形式等。人工语言是人类为了表达、交流、传递和理解信息的需要而创造出来的一些符号，如文字、各种符号、编码等。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述③载体。信息必须附着在一定的物质之上，通过这个物质载体进行储存、加工、传递和反馈。④信道。信道指信息在收发双方之间传递的通道。⑤信宿。信宿是指信息的接收者。⑥媒介。任何信息都离不开传递，不能传递就不能称之为信息。信息传递要通过一定的媒介，语言、载体、信道都属于信息传递的媒介形式。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2)信息的作用由于信息无处不在，在各个领域发挥着其他资源无法替代的重要作用，因此，深入细致地研究信息及其所反映的问题与现实的本质，对于社会经济的可持续发展有着极其重要而深远的意义。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述（1)信息是构成生产力的重要因素随着科技的进步，人类社会己进入以知识经济为特征的信息社会，而信息社会最重要的生产要素则是信息，主要表现为知识或智力，从而使信息成为生产力的重要因素。物质资料生产必须具备的二个要素即劳动对象的发掘与加工、劳动资料的改进与变革、劳动者素质的提高，都离不开对信息的应用:可见，信息是知识型生产力。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述（2)信息是实施有效竹理的基础人类的一切活动都离不开竹理。从静态构成看，竹理离不开人、则、物、事等因素。能否做到人尽其才、则尽其利、物尽其用，是竹理是否有效的重要条件和标准。而有效的竹理在一定的意义上取决于对信息的掌握程度，必须了解人、则、物、事的过去，分析其现状并预测其未来的变化趋势，而这i正是管理信息的基本内容。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述（3)信息是科学决策的重要依据在现代社会，决策是否科学，是否符合客观规律，关键在于是否能够获取及时、准确、全面的信息。准确地掌握信息，正确地使用信息，可以大大提高各级部门领导决策的科学化、民主化水平。3)信息技术信息技术(InformationTechnology，IT)是主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。它主要是应用计算机科学和通信技术来设计、开发、安装和实施信息系统及应用软件。它也常被称为信息和通信技术(InformationandCommunicationsTechnology，ICT)。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述信息技术的应用包括计算机硬件和软件，网络和通信技术，应用软件开发工具等。随着计算机和互联网的普及，人们开始普遍使用计算机来生产、处理、交换和传播各种形式的信息(如书籍、商业文件、报刊、唱片、电影、电视节目、语音、图形、影像等)。信息技术是人们用来获取信息，传输信息，保存信息和分析、处理信息的技术。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述具体来讲，信息技术主要包括以下几方面技术。

(1)感测与识别技术它的作用是扩展人类获取信息的感觉器官功能，包括信息识别、信息提取、信息检测等技术。这类技术的总称是“传感技术”。它几乎可以扩展人类所有感觉器官的传感功能。传感技术、测量技术与通信技术相结合而产生的遥感技术，使类人感知信息的能力得到进一步加强。信息识别包括文字识别、语音识别和图形识别等。通常是采用一种叫做“模式识别”的方法。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述（2)信息传递技术它的主要功能是实现信息快速、可靠、安全的转移。各种通信技术都属于这个范畴。广播技术也是一种传递信息的技术。由于存储、记录可以看成是从“现在”向“未来”或从“过去”向“现在”传递信息的一种活动，因而也可将它看作是信息传递技术的一种。（3)信息处理与再生技术信息处理包括对信息的编码、压缩、加密等。在对信息进行处理的基础上，还可形成一些新的更深层次的决策信息，这称为信息的“再生”。信息的处理与再生都有赖于现代电子计算机的超凡功能。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述4)信息施用技术信息施用技术是信息过程的最后环节。它包括控制技术、显示技术等。在企业、学校和其他组织中，信息技术体系结构是一个为达成战略目标而采用和发展信息技术的综合结构。它包括管理和技术的成分。其管理成分包括使命、职能与信息需求、系统配置和信息流程;技术成分包括用于实现管理体系结构的信息技术标准、规则等。由于计算机是信息管理的中心，计算机部门通常被称为“信息技术部门”。有些公司称这个部门为“信息服务”（IS)或“管理信息服务”（MIS)。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2.信息社会及其特征信息技术的发展对人们学习知识、掌握知识、运用知识提出了新的挑战。由于计算机技术和网络技术的应用，人们的学习速度在不断加快，也就是说从数字处理时代到微机时代，到现在的网络化时代，学习速度越来越快，这就要求人们的管理模式也要适应新的特点和新的模式。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述信息社会也称信息化社会，是脱离工业化社会以后，信息将起主要作用的社会。在农业社会和工业社会中，物质和能源是主要资源，所从事的是大规模的物质生产。而在信息社会中，信息成为比物质和能源更为重要的资源，以开发和利用信息资源为目的信息经济活动迅速扩大，逐渐取代工业生产活动而成为国民经济活动的主要内容。信息经济在国民经济中占据主导地位，并构成社会信息化的物质基础。以计算机、微电子和通信技术为主的信息技术革命是社会信息化的动力源泉。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述信息技术在生产、科研教育、医疗保健、企业和政府管理以及家庭中的广泛应用对经济和社会发展产生了巨大而深刻的影响，从根本上改变了人们的生活方式、行为方式和价值观念。信息社会的特点:①信息成为了重要的资源;②信息和知识是推动社会发展的重要动力;③知识以“加速度”方式积累(知识爆炸);④以多种形式提供给人们多种感官的信息。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述3.信息安全信息安全是指信息网络的硬件、软件及其系统中的数据受到保护，不受偶然的或者恶意的原因而遭到破坏、更改、泄露，系统连续可靠正常地运行，信息服务不中断。信息安全是一门涉及计算机科学、网络技术、通信技术、密码技术、信息安全技术、应用数学、数论、信息论等多种学科的综合性学科。从广义来说，凡是涉及网络上信息的保密性、完整性、可用性、真实性和可控性的相关技术和理论都是网络安全的研究领域。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1)信息安全的实现目标①真实性:对信息的来源进行判断，能对伪造来源的信息予以鉴别。②保密性:保证机密信息不被窃听，或窃听者不能了解信息的真实含义。③完整性:保证数据的一致性，防止数据被非法用户篡改。④可用性:保证合法用户对信息和资源的使用不会被不正当地拒绝。⑤不可抵赖性:建立有效的责任机制，防止用户否认其行为，这一点在电子商务中是极其重要的。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述⑥可控制性:对信息的传播及内容具有控制能力。⑦可审查性:对出现的网络安全问题提供调查的依据和手段。2)信息安全策略信息安全策略是指为保证提供一定级别的安全保护所必须遵守的规则。实现信息安全，不但靠先进的技术，而目也靠严格的安全管理，法律约束和安全教育。（1)先进的信息安全技术是网络安全的根本保证用户对自身面临的威胁进行风险评估，决定其所需要的安全服务种类，选择相应的安全机制，然后集成先进的安全技术，形成一个全方位的安全系统。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述（2)严格的安全管理各计算机网络使用机构、企业和单位应建立相应的网络安全管理办法，加强内部管理，建立合适的网络安全管理系统，加强用户管理和授权管理，建立安全审计和跟踪体系，提高整体网络安全意识。（3)制定严格的法律、法规计算机网络是一种新生事物。它的许多行为无法可依，无章可循，导致网络上的计算机犯罪处于无序状态。面对日趋严重的网络犯罪，必须建立与网络安全相关的法律、法规，使非法分子慑于法律，不敢轻举妄动。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1.1.2计算机的发展计算机是电子数字计算机的简称，是一种能够根据程序指令的要求，高速、准确、自动地进行数值运算和逻辑运算，以完成对各种数字化信息处理，并具有记忆存储功能的电子设备。20世纪初，电子技术得到了迅猛的发展，这为第一台电子计算机的产生奠定了基础。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1943年，正值第一次世界大战，由于军事上弹道问题计算的需要，美国军械部与宾夕法尼亚大学合作，研制电子计算机。世界上公认的第一台计算机ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，即“电子数值积分计算机”，于1946年2月14日正式被启用。它由美国宾夕法尼亚大学任教的物理学家约翰·莫克利领导研制。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述ENIAC使用了18000多个电了管、10000多个电容器、7000个电阻、1500多外继电器;耗电150千瓦，重量达30吨，占地面积167平方米，它的加法速度为每秒5000次，乘法为每秒300次，虽然其运算速度远远比不上现在的计算机，但是，它却使科学家们从繁重的计算中解脱出来，有更多的时间进行理论性研究。所以，ENIAC的问世，宣告了计算机时代的到来。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述半个世纪以来，计算机技术有了飞速发展，但计算机的基本体系结构和基本工作原理仍然沿袭着玛·诺伊曼的最初构思和设计，于是人们将这种延续至今的“存储程序”式计算机统称为玛氏结构计算机。其思想是:将符号化的计算步骤存放在存储器中，然后依次取出存储的内容进行译码，并按照译码结果进行计算，从而实现计算机工作的自动化。1.计算机的四代多年来，人们以计算机物理器件的变革作为标志，把计算机的发展划分为四代。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1)第一代电子管计算机第一代计算机(1946-1957年)使用的主要逻辑元件是电子管，也称电子管时代。主存储器采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面，用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计算机的特点是体积庞大，运算速度低(一般每秒几千次到几万次)，成本高，可靠性差，内存容量小。这个时期的计算机主要用于科学计算和从事军事及科学研究方面的工作。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2)第二代晶体管计算机第二代计算机(1958-1964年)使用的主要逻辑元件是晶体管，也称晶体管时代。主存储器采用磁芯，外存储器使用磁带和磁盘。软件方面开始使用管理程序，后期使用操作系统并出现了FORTRAN,COBOL,ALGOL等一系列高级程序设计语言。这个时期计算机的应用扩展到数据处理、自动控制等方面。计算机的运行速度己提高到每秒几十万次，体积己大大减小，可靠性和内存容量也有较大的提高。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述3)第三代集成电路计算机第三代计算机(1965-1970年)使用中小规模集成电路代替了分立元件，内存储器用半导体存储器替代了磁芯存储器，外存储器使用磁盘。软件方面，操作系统进一步完善，高级语言数量增多，而目计算机的并行处理、虚拟存储系统以及面向用户的应用软件的发展，丰富了计算机软件资源。计算机的运行速度也由每秒几十万次提高到每秒几百万次，可靠性和存储容量进一步提高，外部设备种类繁多，计算机和通信密切结合起来，广泛地应用到科学计算、数据处理、事务管理、工业控制等领域。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述4)第四代大规模和超大规模集成电路计算机第四代计算机(1971年至今)的主要逻辑元件是大规模和超大规模集成电路，一般称大规模集成电路时代。内存储器采用半导体存储器，外存储器采用大容量的软、硬磁盘，并开始引入光盘。软件方面，操作系统不断发展和完善，同时发展了数据库管理系统、通信软件等。计算机的发展进入了以计算机网络为特征的时代。计算机的运行速度可达到每秒上千万次到万亿次，计算机的存储容量和可靠性又有了很大提高，功能更加完善。这个时期计算机的类型除小型、中型、大型机外，开始向巨型机和微型机两个方面发展，使计算机进入了办公室、学校和家庭。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2.计算机的发展方向1)巨型化巨型化是指发展高速度、大存储量和强功能的巨型计算机。这是为了满足天文、气象、原子、核反应等尖端科学的需要，也是为了使计算机具有类似人脑的学习、推理等复杂功能。2)微型化超大规模集成电路技术的发展使计算机的体积越来越小、功耗越来越低、性能越来越强，随着微处理器的不断发展，其己经应用到仪表和家电等电子产品中。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述3)网络化通过通信线路将分布在不同地点的计算机连接成一个规模大、功能强的网络系统，可以方便地进行信息的收集、传递和计算机软硬件资源的共享。目前，互联网的发展己经渗透到了社会各个领域。4)智能化智能化是指发展具有人类智能的计算机。智能计算机是能够模拟人的感觉、行为和思维的计算机。智能计算机也称新一代计算机，目前许多国家都为这种更高性能的计算机投入了大量人力、物力。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1.1.3计算机的特点、分类与应用1.计算机的特点1)运算速度快，运算精度高计算机采用电子器件作为基本部件，这些电子器件通常工作在极高的速度下，并且随着电子技术的发展，其工作速度还会越来越快。由于计算机是采用一进制码来表示信息的，所以运算的精度取决于机器的字长，字长越长，其运算精度越高。计算机的字长有8位、16位、32位、64位甚至更高。对于类似天气预报等计算复杂、时间性强的工作，没有计算机进行数据处理，人工是无法完成的。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2)存储容量大计算机能把大量的数据和资料存储起来，具有很大的存储容量，目前计算机可以存储上千亿个数据。由于计算机具有巨大的存储能力，使过去无法做到的大量数据处理工作可由计算机来实现。如情报检索、卫星图像处理往往需要上百万个数据，只能依靠计算机来进行处理。3)具有逻辑运算功能由于计算机具有逻辑运算能力，使得它能巧妙地完成各种任务，它具有的逻辑智能，能部分代替人脑的功能。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述4)自动化程度高计算机内部的操作运算都是自动进行的，只要人们预先编制好程序并将它存放在计算机内部，然后启动计算机，它们就能按照程序规定的步骤自动执行。2.计算机的分类计算机的种类很多。为了区分它们的某些属性，可以从不同的角度进行分类。主要有以下几种分类方法。1)按计算机中信息的表示方式和处理方式划分按计算机中信息的表示方式和处理方式划分，计算机可分为以下三类。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述①数字计算机(DigitalComputer)。它是一种以数字形式的量值在机器内部进行运算的电子计算机。这类计算机解题精度高、灵活性大，又便于对信息进行存储。②模拟计算机(AnalogComputer)。它是一种用连续变化电压表示被运算量的电子计算机。这类计算机精度有限，信息存储困难，但能模拟实际问题中的物理量，便于仿真研究，解题速度快，因此在工业和国防上用得较多。③混合式计算机(HybridComputer）。它是将模拟技术与数学技术灵活结合的电了计算机，常用于一些工业部门。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2)按计算机的用途划分计算机按其用途划分，可以分为以下两类。①通用计算机(GeneralpurposeComputer)。通用计算机是一种能很好地完成各种不同性质的工作的计算机。人们平时所讲的计算机一般就是属于通用计算机。②专用计算机(SpecialpurposeComputer)。专用计算机是用来完成某一专门任务的计算机，它具有功能单一，配有解决特定问题的固定程序，能高速、可靠的解决特定问题的特点。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述3)按计算机的软硬件规模划分计算机按其软硬件规模划分，可分为以下几类。①巨型机(GiantComputer），又称作超级计算机，是最高档次的通用计算机。它具有运算速度快、效率高、软硬件配置齐全、功能强等特点。其中，运算速度快是巨型机的突出特点。它主要用于尖端的科学研究和军事技术等方面的工作。②中型机(Larg-scaleorMedium-sizeComputer)。大中型计算机具有较高的运算速度和较大的存储容量，但不如巨型机。大中型计算机主要用于信息管理、商业管理、事务处理、大型数据库和数据通信等方面的工作。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述③小型机(MiniComputer）。小型计算机的运算速度和存储容量比大中型机差些，但价格相对便宜。在微机出现以前，小型机是最低档次的计算机。现代的许多高档微机的功能与小型机己没有多大差别，且在某些方面比小型机更有优势。④微型机(MicroComputer）。微型计算机简称微机。它是大规模集成电路技术应用于计算机而使计算机微型化的结果。微型计算机具有体积小、重量轻、功耗低、可靠性高、价格便宜等优点，对环境的要求也不高。微型计算机是规模最小的通用计算机，也是应用最广泛的计算机。目前，微型计算机的应用己渗透到社会和家庭的各个领域、各个方面。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述⑤单片机或单板机单片机(SingleChipComputer）是采用大规模集成电路和超大规模集成电路技术将计算机的主要部件集成在一块芯片上面的计算机。单板机(SingleBoardComputer）是由装在同一电路板上的几块大规模集成电路芯片或超大规模集成电路芯片组成的计算机。单片机和单板机属于专用计算机的范畴。3.计算机的应用半个多世纪以来，计算机的应用领域从最初的科学计算迅速向各个方面渗透。如今已成为无所不在的工具，帮助人们完成形形色色的工作。计算机应用主要表现在以下几个方面。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述1)科学计算科学计算也称为数值计算，指用于完成科学研究和工程技术中的数学计算问题。这是计算机最早涉及的一个应用领域，目前这方面的应用还很广。在科学技术的发展中所产生的复杂计算问题，人工是无法解决的，这都需要计算机来完成。例如，在天文学、空气动力学、核物理学和天气预报等领域中，都需要计算机来进行复杂、精确的运算。科学计算的特点是计算的数据量大、数值变化范围大。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述2)数据处理数据处理也称为非数值计算，与科学计算不同的是，数据处理所涉及的数据计算量大，但计算方法简单。如今人类社会已步入信息时代，大量的资料、情报和竹理数据需要进行收集、分类、统计和分析。为了全面、精确和深入地认识和掌握这些信息，必须用计算机进行处理。数据处理广泛地应用于企业管理、办公自动化、情报检索等领域，已成为计算机应用的一个重要方面。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述3)计算机辅助设计和制造计算机辅助设计(ComputerAidedDesign，CAD）是指利用计算机帮助设计人员进行工程和产品设计，使设计过程自动化。目前，CAD已广泛应用于机械、电子、航空、汽车、船舶、纺织、服装、建筑以及计算机自身的设计领域之中。计算机辅助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM）是指利用计算机进行生产过程的管理、控制和操纵。比如，使用计算机处理生产过程中所需要的数据并控制机器的运行，控制材料和半成品部件的流动以及对产品进行测试和检验等。CAM技术可以减少工人的劳动强度并提高产品质量，缩短工期，降低成本。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述4)过程控制过程控制又称为实时控制，是指计算机采集数据，将数据处理后，按最佳方案准确、及时地对控制对象进行控制。现代工业由于生产规模的不断扩大，生产技术和工艺日趋复杂，因此对生产过程自动化的要求也越来越高。利用计算机进行过程控制，不仅可以大大提高控制的自动化水平，而且可以提高控制的实时性和准确性，从而提高产品质量、节约成本、降低能耗和改善劳动条件。计算机过程控制已经在冶金、石油、化工、纺织、机械、水电、航天等部门得到广泛的应用。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述5)人工智能人工智能(ArtificialIntelligence，AI）是指用计算机来模拟与人的智能有关的复杂行为，模拟人的视觉、听觉，具有人的某些推想、联想甚至自我学习的功能。它的基本思想是在计算机中存储一些定理和推理规则，然后设计程序让计算机自动探索处理方法。人工智能领域包括自然语言处理、机器视觉系统、自动定理证明、自动程序设计、智能数据库、专家系统和机器人等方面。人工智能是计算机应用的前沿学科。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述6)信息高速公路信息高速公路实际上是交互式的多媒体计算机网络，它将通常使用的通信工具，如互联网、电视、广播、电话、报纸等所有能提供的声音、视像、数据通过通信设施传递到网络用户的终端，从而使人们获得信息的方式发生根本的变化。传统的会议、购物、社交、图文传递、电视点播等都可以方便迅速地在计算机高速网络上进行，极大地提高了社会生活和工作效率。上一页下一页返回

1.1电子计算机概述7)电子商务电子商务(E-Business）是指通过计算机互联网络进行的商务活动。电子商务始于1996年，虽起步时间不长，但以其高效率、低成本、高收益、全球性等特点，很快得到全世界企业和政府的高度重视，发展势头迅猛。电子商务活动主要由各地乃至全世界的公司利用Internet进行交易，他们利用网络的方式与顾客、批发商、供应商建立联系，进行业务往来、网上交易、商品调拨、则务支付、账务清算等活动。电子商务的兴起和发展促进了全球经济贸易的发展。上一页返回1.2计算机系统的基本组成现代计算机的发展经历了半个多世纪，计算机的奠基人物是美籍匈牙利的科学家玛·诺依曼（JohnVonNeumann）。目前世界上绝大多数计算机都是根据他提出的存储原理制造出来的，因此也被称为“玛·诺依曼式”计算机。一个完整的计算机系统应包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件是指组成一台计算机的各种物理设备，是看得见、摸得着的物理实体，是计算机工作的物质基础。计算机软件是指在硬件设备上运行的各种程序和数据。下一页返回1.2计算机系统的基本组成通常，把不装备任何软件的计算机称为裸机。目前，普通用户所使用的都不是裸机，而是在裸机上配置若干软件之后所构成的计算机系统。计算机硬件是支撑计算机软件工作的基础，没有足够的硬件支持，软件也就无法正常工作。实际上，在计算机技术的发展过程中，计算机软件随着硬件技术的发展而发展，反过来，软件的不断发展与完善，又促进了硬件的新发展，两者的发展密切交织，缺一不可。计算机系统的组成如图1-1所示。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成1.2.1计算机硬件系统计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成，它们相匀联系，构成了计算机的硬件系统。1)运算器运算器也称为算术逻辑单元。它的功能是进行算数运算和逻辑运算。算术运算是指加、减、乘、除操作;逻辑运算指的是“与”、“或”、“非”、“比较”、“移位”等操作。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成2)控制器控制器一般由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器组成。控制器的作用是用来控制计算机各个部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行。它的基本功能就是从内存中取指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址，从内存中取出该指令并进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该命令。另外，控制器在工作过程中，还要接受各个部件反馈回来的信息。通常控制器和运算器合成在一块集成电路的芯片上，被称为中央处理单元，即CPU(CentralProcessingUnit)。它是计算机的核心部分。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成3)存储器存储器具有记忆功能，用来保存信息，比如数据、指令和运算结果等。存储器可分为内存储器和外存储器两种。整个存储器被分为若干个存储单元，每个存储单元可以存放数据和程序代码。为了能有效地存取该单元内存储的内容，每个单元必须有唯一的编号(称为地址)来标识。如要访问存储器的某个单元的信息，就必须知道它的地址，然后再按地址存入或取出信息。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（1)内存储器内存储器也称主存储器(简称主存)，它直接与CPU相连接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与CPU交换信息。内存储器由许多存储单元组成，每个单元存放一个一进制数或一条由一进制编码的指令。（2)外存储器外存储器又称辅助存储器(简称辅存)，它是内存的扩充。外存储器存储容量大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量暂时不需要处理的程序数据和中间结果，需要时，可成批地与内存储器交换信息。在微机中常用的外存有硬盘、软盘、光盘、移动硬盘、U盘等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成4)输入设备输入设备用来接收用户输入的原始数据和程序，并将它们变为计算机能识别的形式，即一进制数，存放在内存中。常见的输入设备有:键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。5)输出设备输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常见的输出设备有:显示器、打印机、绘图仪等。通常把运算器、控制器和存储器称为主机;把运算器和控制器称为中央处理单元，简称CPU;把输入设备和输出设备称为外部设备，简称外设，也称I/O设备。计算机硬件的组成如图1-2所示。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成计算机完成某个操作所发出的命令称为指令。一条指令通常由两部分组成，即操作码和操作数。操作码指明指令要完成的操作，每条指令规定了机器必须要完成的操作或运算，告诉机器从什么地址取数，然后进行什么操作或运算，结果送到于什么地址单去等步骤。操作数是指参加运算的数或数所在的单元地址。用户根据解决某一问题的步骤，选用一条条工作指令，进行有序的排列，计算机执行这些指令序列即可完成预定的任务，这一指令序列称为程序。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成计算机能自动执行程序，是因为人们事先把计算机如何工作的程序和原始数据存入了计算机内存。计算机运行时，控制器就将这些指令一条条地从内存中取出，进行分析、译码、判断该指令要执行的操作，然后向各部件发出控制该操作的控制信号，完成该指令的功能。在计算机运行过程中，有两种信息在流动。一种是数据流，一种是控制流。数据流包括原始数据和指令，运行时数据从内存被送往运算器参加运算。指令从内存中被送往控制器参与控制，中间结果可以从运算器送回内存，最终结果通过输出设备输出。控制信号由控制器发出，控制各个部件执行指令规定的各种操作或运算。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成程序是由一系列指令构成的有序集合，计算机执行程序就是执行这一系列的指令。CPU从内存中读出一条指令执行，该指令执行完毕后，再从内存中读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、分析指令和执行指令，这一过程就是程序的执行过程。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成1.2.2计算机软件系统计算机软件是计算机的重要组成部分，是计算机程序和数据的总称。它发挥和完善了计算机系统的功能。计算机的软、硬件资源结合成为统一的整体，构成一个完整的计算机系统。随着计算机应用的广泛深入，计算机软件的开发和应用将越来越显示出它的重要性。计算机软件一般分为两大类:系统软件和应用软件。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成1.系统软件系统软件是为了充分发挥计算机的效能并方便用户，向用户提供的一系列程序和有关文档资料的统称。系统软件主要包括操作系统、程序设计语言、数据库竹理系统和各种服务程序。1)操作系统操作系统(OperatingSystem，OS)是最基本、最重要的系统软件。它负责管理计算机系统的所有软、硬件资源，合理地组织计算机各部分协调工作，为用户提供方便的操作环境、服务界面的系统管理和控制软件。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成随着计算机技术的不断发展和广泛应用，用户对操作系统的功能、应用环境和使用方式不断提出新的要求，因而逐步形成了不同类型的操作系统。根据功能和使用环境的不同，操作系统大致可分为以下几类。（1)单用户操作系统计算机在单用户操作系统的控制下，只能串行地执行用户程序，个人独占计算机的全部资源，CPU的运行效率较低。单用户操作系统按同时竹理的作业数可分为单用户单任务和单用户多任务操作系统。DOS操作系统属于单用户单任务操作系统。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成现在大多数的个人计算机操作系统是单用户多任务操作系统，允许多个程序或多个作业同时存在和运行。常见的操作系统中，Windows3.x是基于图形界面的16位单用户多任务操作系统。Windows95/98/2000/XP是继Windows3.x以后升级的32位单用户多任务操作系统。（2)分时操作系统分时操作系统是多个用户同时在各自的终端上联机地使用同一台计算机，CPU按照优先级别分配给各个终端时间片，轮流为各个终端服务。由于计算机高速的运算，使每个用户感觉自己独占了这台计算机。常见的系统有UNIX,Xenix,Linux等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成(3)批处理操作系统批处理操作系统是以作业为处理对象，连续处理在计算机系统中运行的作业流。这类操作系统的特点是:作业运行完全由系统自动控制，系统的吞吐量大，资源的利用率极高。(4)实时操作系统实时操作系统是指对外来的事件和信号，在限定时间范围内能作出响应并对其进行处理的系统。实时操作系统广泛用于工业生产过程的控制，常见的系统有RDOS。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成(5)网络操作系统网络操作系统是运行在局域网上的操作系统。它负责整个网络的管理、通信、资源共享和系统安全等工作。常见的操作系统有NetWare和WindowsNT等系统。NetWare是Novell公司的产品，是一个基于文件服务和目录服务的网络操作系统，它支持多种智能化网络解决方案。WindowsNT是Microsoft公司的产品，是基于图形界面32位多任务、对等的网络操作系统。WindowsNT支持对称多处理系统。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成WindowsNT有两种产品，WindowsNTWorkstation是工作站上使用的操作系统，WindowsNTServer是网络服务器上使用的操作系统。WindowsNTServer有标准版和企业版，标准版支持4个以下CPU的对称多处理系统，企业版支持4个以上CPU的对称多处理系统。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成(6)分布式操作系统分布式操作系统是用于分布式计算机系统的操作系统。分布式计算机系统是由多个并行工作的处理机组成的系统，它提供高度的并行运算、有效的同步算法和通信机制，自动实行全系统的任务分配并自动调节处理机的工作负载，如MDS,CDCS等。2)程序设计语言程序设计语言就是用户用编制程序的方法来处理应用问题的计算机语言。程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高级语言。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成(1)机器语言机器语言是用一进制代码“0”和“1”组成，能由计算机能识别的，不需要翻译直接供机器使用的程序设计语言。机器语言中的每一条语句(机器指令)实际上是一进制形式的指令码，它由一进制的操作码和操作数组成。不同的计算机硬件(主要是微处理器)其机器语言也是不同的。机器语言是直接面向计算机硬件的，因此它的执行效率比较高，处理速度快。但是用机器语言编写程序非常费事，容易出错，而且缺乏通用性，所以通常不使用机器语言直接编程。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（2）汇编语言汇编语言是一种用助记符表示的面向机器的程序设计语言。汇编语言的每条指令对应一条机器码，不同类型的计算机一般都有不同的汇编语言。用汇编语言编写的程序称为汇编语言程序。汇编程序不能由机器直接识别和执行，必须由“汇编程序”翻译成机器语言程序才能运行。汇编语言适用于编写直接控制机器操作的低层程序，如仪器和设备的控制处理中要使用汇编。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（3)高级语言高级语言是一种比较接近自然语言和数学表达式的程序设计语言。无论是机器语言还是汇编语言都是面向机器的，编程技术复杂，程序设计的效率不高。为了从根本上改变计算机语言对机器的依附，使之独立于机器，由面向机器转向面向问题。也就是说，用户在使用计算机处理问题的时候，考虑的是怎样编制程序来解决问题，而不必考虑机器的内部组织和结构。人们把具有这种特点的计算机语言称为高级语言。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成用高级语言编写的程序称为“源程序”，计算机不能识别和执行，要把用高级语言编写的源程序翻译成机器指令，通常有编译和解释两种方式。编译方式是将源程序整个编译成目标程序，然后通过链接程序将目标程序链接成可执行程序。解释方式是将源程序逐句翻译，翻译一句执行一句，边翻译边执行，不产生目标程序，由计算机自动解释执行。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成常用的高级语言有以下几种。①FORTRAN语言是一种适合科学和工程计算的高级语言，它具有大量的工程计算程序库。②PASCAL语言是结构化程序设计语言，适用于教学、科学计算、数据处理和系统软件的开发等，目前逐步被C语言取代。③C语言是一种灵活性很高的高级语言。它的语法简练、功能强，适用于系统软件、数值计算、数据处理等，使用广泛。在Windows平台下使用的Visual是目前使用得非常广泛的面向对象程序设计语言。语言具有很强的开发功能和可视化编程方法，在系统开发中应用广泛。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成④BASIC语言是一种简单易学的计算机高级语言。它的人机对话功能强，至今BASIC语言己经有许多版本。VisualBasic是面向对象程序设计语言，具有很强的可视化功能，是在Windows环境下广泛使用的工具语言之一。⑤Java语言是一种新型的跨平台、分布式程序设计语言。Java以其简单、安全、可移植、面向对象等特性引起计算机用户的广泛关注。Java适用于网络环境的编程和多媒体设计方面的应用。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成3)数据库管理系统数据库系统是20世纪60年代后期发展起来的，它是近年来计算机科学中发展最快的领域之一。数据库系统卞要是用来解决数据处理的非数值计算问题，大量用于则务管理、档案管理、图书情报管理、人事管理等领域的数据处理。这类数据的特点是数据量大，运算关系不复杂。数据处理的主要内容为数据的存储、查询、排序、修改、分类等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成数据库系统是一个复杂的系统，通常的数据库系统是由计算机硬件、操作系统、数据库管理系统(DataBaseManagementSystem，DBMS)、数据库和应用程序组成。数据库管理系统的作用是定义、使用和管理数据库。目前，在微机上常用的数据库管理系统有dBASE,Foxbase,Foxpro,VisualFoxpro等，适用于网络环境的大型数据库管理系统有Sybase,Oracle,SQLServer,DB2等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成4)服务程序服务程序是系统软件中的实用程序，是软件开发、实施和维护及开发项目管理中使用的软件工具。这类软件可以包含很广泛的内容，一般指程序的输入与装配程序、编辑工具、调试工具等。2.应用软件应用软件是指计算机应用人员利用计算机的软、硬件资源为某一专门的应用目的开发的软件。如各种用于科学计算的程序包，各种字处理软件、计算机辅助设计、辅助制造、辅助教学、各种图形软件、游戏、过程控制等方面的程序等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成1)文字处理软件主要应用于用户对输入到计算机的文字进行编辑、修改、修饰和排版等工作，并能以多种字型、字体和格式输出打印出来。目前，常用的文字处理软件有Microsoft公司的Word,金山公司的WPS等。2)表格处理软件表格处理软件主要用于处理各种表格。它可以根据用户的要求，自动生成各式各样的表格，能根据需要完成各种复杂的表格计算，并能打印出多种图表。目前，常见的表格处理软件有Microsoft公司的Excel等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成3)辅助设计软件计算机辅助设计(CAD)技术是近20年来，在设计领域最具有成效的计算机应用技术之一。计算机辅助设计软件，是用来帮助设计人员利用计算机来绘图、制图和输出图纸的应用软件。由于计算机有快速的计算功能、极强的模拟处理能力，因此在飞机、汽车、机械、船舶、服装和大规模集成电路的设计和制造中，CAD技术起着越来越重要的作用。目前，常用的软件有AutoCAD等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成4)实时控制软件在现代工业制造业，计算机普遍用于生产过程的自动控制。在炼钢厂，用计算机控制加料、炉温、冶炼时间;在化工厂，用计算机控制配料、温度阀门的开闭;在发电厂，用计算机控制发电机组等。用于控制的计算机，输入的信息往往是电压、温度、流量、压力等模拟量。要先将模拟量转换成数字量，然后计算机才能进行处理和计算。处理或计算后，以此为依据，根据预定的控制方案对生产过程进行控制。这类软件一般统称为监察控制和数据视觉采集(SupervisoryControlAndDataAcquisition，SCADA)软件。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成计算机系统中软、硬件的层次关系如图1-3所示。1.2.3微机的主要性能指标1.微机的基本配置人们平常所见到的计算机大都是微型机，主要是PC。它因其自身结构的微型化、使用方便、功能齐全、价格低廉等特点为一般用户所广泛使用。微型计算机与传统计算机并没有本质的区别，微机的硬件系统也是由运算器、控制器、储存器、输入设备和输出设备等部件组成的。但是在微机中，通常将运算器和控制器集成在一片或儿片集成电路中，并称之为微处理器或中央处理器(CPU)。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成中央处理器与内部储存器以及配套的输入输出接日组成了主机，而输入设备、输出设备与外部处理器则一道组成了外部设备。微机就是由主机和外部设备组成的，如图1-4所示。主机是计算机的主体和核心部件，通常都是放在主机箱单，如图1-5所示。在主机箱内有:主板、CPU、内存、电源、显卡、声卡、网卡、硬盘、软驱、光驱等硬件。2.微机主板微机主板由中央处理器(CPU)、内部存储器、输入/输出(I/O)接口部件三大部分组成。各种外部设备通过(I/O)接口部件与主机相连。主机内部各部分之间由3条总线(地址总线、数据总线、控制总线)相连，如图1-6所示。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成

1)微处理器运算器和控制器是组成微型计算机的核心，称为中央处理器(CentralProcessingUnit，CPU)，又称为微处理器。CPU一般采用超大规模集成电路的微处理芯片制成。微处理器的主要任务是取指令、分析指令和执行指令。目前，大多数的微机都使用Intel公司生产的CPU，如8088,80286,80386,80486,Pentium,PentiumPro,PentiumII,PentiumIII,PentiumIV等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成CPU的主要性能指标以下几项:①时钟频率:CPU内部核心工作的时钟频率，即在单位时间(秒)内发出的脉冲数，通常以兆赫兹（MHz)为单位。可通俗地理解为每秒钟运算的次数。对于同种类的CPU主频越高，CPU的速度就越快，整机的性能就越高。目前，CPU的主频已达若干GHz。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成②字长:以一进制位为单位，其大小是微处理器能够同时处理的一进指位数，它直接关系到计算机的计算精度和速度。字长决定指令的直接寻址能力，即允许的最大的内存容量，字长越长，支持的内存容量就越大，可直接处理的程序就越大;字长还决定同时处理的字符数，字长越长，同时处理的字符数越多，计算机的处理速度越快。③外频和倍频数:外频即CPU的外部时钟频率。外频是由计算机主板提供的，CPU的主频与外频的关系是CPU主频=外频x倍频数。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成④内部缓存:采用速度极快的SRAM制作，用于暂时存储CPU运算时的最近的部分指令和数据，存取速度与CPU主频相同，内部缓存的容量一般以千字节(KB)为单位。当它全速工作时，其容量越大，使用频率最高的数据和结果就越容易尽快进入CPU进行运算，CPU工作时与存取速度较慢的外部缓存和内存间交换数据的次数越少，相对计算机的运算速度就越提高。⑤地址总线宽度:地址总线宽度决定了CPU可以访问的物理地址空间，简单地说就是CPU到底能够使用多大容量的内存。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成⑥多媒体扩展指令集(MMX)技术:MMX是Intel公司为增强PentiumCPU在图像、图形和通信应用方面而采取的新技术。这一技术为CPU增加了全新的57条MMX指令，这些加了MMX指令的CPU比普通CPU在运行含有MMX指令的程序时，处理多媒体的能力上提高了60%左右。即使不使用MMX指令的程序，也能获得15%左右的性能提升。2)内存储器(主存)目前，微型计算机的内存是由半导体元件构成的。内存按功能可分为两种:只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM)和随机存储器(RandomAccessMemory，RAM)。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成只读存储器的特点是存储的信息只能读出(取出)，不能改写(存入)，断电后信息不会丢失。一般用来存放专用的程序和数据。随机存储器的特点是可以读出，也可改写数据，又称读写存储器。断电后，存储的内容立即消失。内存通常是按字节为单位编址的，一个字节由8个二进制数组成。目前，微机的一般内存容量一般为:256MB,512MB,1GB,2GB等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成虽然微机CPU工作频率不断提高，但RAM的读写速度相对较慢，为了解决内存速度与CPU速度的不匹配，从而影响系统运行速度的问题。在CPU与内存之间设计了一个容量较小(相对主存)但速度较快的高速缓冲存储器(Cache），简称快存。CPU访问指令和数据时，先访问Cache，如果目标内容己在Cache中，CPU直接从Cache中读取，否则CPU就从主存中读取，同时将读取的内容存于Cache中。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成Cache可以看成是主存中面向CPU的一组高速暂存存储器。这种技术早期在大型计算机中使用，现在应用在微机中，使微机的性能大幅度提高。随着CPU的速度越来越快，系统内存越来越大，Cache的存储容量也达到几十兆赫兹。要注意的是Cache的容量并不是越大越好，太大的Cache会降低CPU在Cache中查找的效率。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成3)外存储器由于技术和价格方面的原因，内存的容量受到限制。为了长久地存储大量的信息，就需要采用价格便宜的外存储器。外存储器又称辅助存储器。外存的容量一般都比较大，而目可以移动，便于在计算机之间交换信息。微机中常用的外存有磁盘、光盘和磁带等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成(1)软盘存储器软磁盘是一种涂有磁性物质的聚醋塑料薄膜圆盘。常用的软盘直径为3.5in，信息在磁盘上是按磁道和扇区来存放的。盘上一组同心圆环形的信息区域称为磁道，它们由外向内编号。高密度盘为0-79道，低密度盘为0-39道。每道被划分成相等的区域，称为扇区。一般每道有9个、15个、18个扇区不等。一般地，每扇区的容量为512B（DOS系统)。目前，常用的3.5in的软盘容量为1.44MB。软盘的存储容量可由以下的式子得出:软盘总容量=磁道数x扇区数x磁盘面数(2）x扇区字节数(512B）。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成如3.5in软盘有80磁道，18扇区，磁盘面数2，每扇区512B，即:3.5in软盘容量=80x18x2x512B=1474560B=1.44MB。在使用软磁盘时，用户应注意写保护和用户标签。对于3.5in盘，当用乎指尖将保护块拨向下方(靠近边缘)时，磁盘处于写保护状态，如图1-7所示。在写保护状态下不能写入数据只能读出数据。当从机器上取出软盘时要及时贴上标出盘片内容的标签。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（2)硬盘存储器硬盘由涂有磁性材料的铝合金圆盘组成，是微机系统的主要外存储器。硬盘的直径可分为3.5in,2.5in,1.8in等。目前，大多数微机上使用的硬盘是3.5in的。硬盘驱动器通常采用温彻斯特技术，其特点是把磁头、盘片以及执行机构都密封在一个腔体内，与外界环境隔绝。采用这种技术的硬盘称为温彻斯特盘。硬盘外观如图1-8所示。硬盘有两个主要的性能指标，即硬盘的平均寻道时间和内部传输速率。一般来说，转速越高的硬盘寻道的时间越短，其内部传输速率也越高。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成平均寻道时间的英文拼写是AverageSeekTime，它是了解硬盘性能至关重要的参数之一。它是指硬盘在接收到系统指令后，磁头从开始移动到移动至数据所在的磁道所花费时间的平均值，从一定程度上体现了硬盘读取数据的能力，是影响硬盘内部数据传输率的重要参数，单位为毫秒(ms)。不同品牌、不同型号的产品其平均寻道时间也不一样，但这个时间越低，产品越好，现今主流的硬盘产品平均寻道时间都在9ms左右。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成内部数据传输率是磁头到硬盘的高速缓存之间的数据传输速度，这可以说是影响硬盘整体性能的关键，一般取决于硬盘的盘片转速和盘片数据线密度。在这项指标中常常使用Mb/s为单位，这是兆位/秒的意思，如果需要转换成MB/s(兆字节/秒)，就必须将Mb/s数据除以8。例如有的硬盘给出最大内部数据传输率为240Mb/s，但如果按MB/s计算就只有30MB/s。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成内部传输率可以明确表现出硬盘的读写速度，它的高低才是评价一个硬盘整体性能的决定性因素，它是衡量硬盘性能的真正标准。虽然硬盘技术发展的很快，但内部数据传输率还是在一个比较低(相对)的层次上，内部数据传输率低己经成为硬盘性能的最大瓶颈。目前主流的家用级硬盘，内部数据传输率基本还停留在70-90MB/s左右。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成另外，硬盘的外部数据传输率指从硬盘缓冲区读取数据的速率。它与硬盘的接口类型是直接挂钩的，硬盘特性表中常以数据接口速率代替，单位为MB/s，平常所说的ATA100/133硬盘，ATA100中的100就代表着这块硬盘的外部数据传输率理论最大值为100MB/s;ATA133则代表外部数据传输率理论最大值是133MB/s;而SATAI接口的硬盘外部理论数据最大传输率可达150MB/s。这些只是硬盘理论上最大的外部数据传输率，在实际的日常工作中是无法达到这个数值的。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成硬盘的每个存储表面被划分成若干个磁道(不同硬盘的磁道数不同)，每个磁道划分成若干个扇区(不同的硬盘扇区数不同)。一个硬盘一般由多个盘片组成，盘片的每一面都有读写磁头。每个存储表面的同一道，形成一个圆柱面，称为柱面。硬盘的存储容量可由以下公式得出硬盘的存储容量=

磁头数x柱面数x扇区数x每扇区字节数(512B)如某硬盘有15个磁头，8894个柱面，每道63扇区，其存储容量为:

存储容量=15x8894x63x512B=4.3GB上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（3)磁带存储器磁带存储器是顺序存取设备，磁带上的文件依次存放。如某文件存放在磁带的尾部，则磁带必须空转到尾部才能读取文件。因此，磁带的存取时间比磁盘长。磁带分为开盘式磁带和合式磁带两种，微机中大多数采用的是合式磁带。在微机上配备磁带机用来作为后备存储装置，用于资料保存、文件备份和复制等，以便在硬盘发生故障时，恢复系统或数据。（4)光盘存储器光盘存储器是一种利用激光技术存储信息的装置。目前用于计算机系统的光盘有三类:只读光盘、一次写入光盘和可擦写光盘。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成①只读光盘(CompactDisc-ReadOnlyMemory，CD-ROM），这种光盘的盘片己由生产厂家预先写入数据或程序，写好的信息将永久保存在光盘上。用户只能读取，而不能写入或修改。CD-ROM的最大特点是存储容量大，一张CD-ROM的容量为650MB左右。计算机上用的CD-ROM有一个数据传输速率指标，称为倍速。一倍速的数据传输速率是150Kb/s;40倍数的数据传输速率为40x150Kb/s=6Mb/s。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成②一次写入光盘(WriteOnceReadMemory，WO），一次写入光盘也称CD-R（CD-Recordable），可由用户写入数据，但只能写一次，写入后不能修改。一次写入多次读出的CD-ROM适用于存储只读数据文档。这种光盘的写入必须在专用的光盘刻录机中进行。通常光盘刻录机既可作刻录机用，也可读普通的CD-ROM盘片。光盘刻录机有内置和外置两种，内置采用IDE或SCSI接口，外置采用SCSI接口。CD-R光盘的容量为650MB。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成③可擦写光盘(MagneticOptical,MO），它是一种具有磁盘性质的能够重写的光盘，它的操作与硬盘相同，故称为磁光盘。MO磁光盘可以反复使用达10000次以上，可保存50年以上。目前，MO驱动器和盘片有两种规格:3.5in和5in，采用SCSI接口。3.5in容量有128MB,230MB,540MB和640MB等规格，5in容量有1.3GB,2.6GB和3.2GB等规格。④DVD-ROM（DigitalVersatileDisc-ReadOnlyMemory）是CD-ROM的换代产品，DVD-ROM光盘较CD-ROM光盘的容量大得多，采用较短的激光波长。DVD光驱的标准向下兼容，能读音频CD和CD-ROM。DVD-ROM光盘单面单层的容量为4.7GB，单面双层的容量为7.5GB,双面双层的容量为17GB。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成DVD的其他产品有DVD-R和DVD-RAM。DVD-R与CD-R相对应，它允许一次性写入，容量为3.8GBoDVD-RAM是一种可重复读写的介质，其工作原理基于相位变化技术。目前，DVD-RAM光盘的容量为5.2GB。DVD的一倍速数据传输速率为1.3Mb/s。以上介绍的外存储介质，都必须通过机电或光电装置才能进行信息的读写操作，这些装置称为驱动器。如软盘驱动器、硬盘驱动器、磁带驱动器和光盘驱动器等。4)总线总线是连接微机CPU、存储器和外部设备的公共信息通道。总线是一组物理导线，并非是些单独的连线。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成根据总线上传送信息的不同，可分为数据总线、地址总线和控制总线。二者在物理上做在一起，工作时各司其职。（1)数据总线数据总线(DataBus，DB)在CPU和内存或输入输出接口电路之间传送数据，数据总线位数的多少，反映了CPU一次可接收数据的能力。（2)控制总线控制总线(ControlBus，CD）用来传送各种控制和应答信号。传送的信号基本上分为两类:一类是由CPU向内存或外设发送的控制信号;另一类是由外设或有关接日电路向CPU送回的信号。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（3)地址总线地址总线(AddressBus，AB）用来传送存储单元或输入输出接口的地址信息。AB的位数决定了系统最大的存储容量，如20位的AB可寻址内存存储单元数为220

。5)输入/输出接口输入/输出接口(I/O接口)是微处理器与外部设备之间实现信息交换的电路，它们通过总线与CPU相连。I/O接口有时也称为设备控制器或适配器。适配器一般做成电路板的形式，所以常称为“适配卡”。常见的适配卡有网卡、声卡以及显示器适配卡等。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成6)通用串行总线通用串行总结(UniversalSerialBus，USB）是由Inter公司提出的一种新型接口标准，目前己是主流规范。USB接口就是为了解决现行PC与周边设备的通用连接而设计的。其目的是使所有的低速设备，如键盘、鼠标、扫描仪、数字照相机、移动存储器以及Modem等，都可以连接到统一的USB接口上。此外，这种接口支持传递功能。也就是说用户只需为支持USB标准的设备准备一个USB接口即可，这些外设可以相互连接成串，而通信功能不会受到丝毫影响。用户甚至不需要为这些设备准备外接电源，因为USB接口本身就能够提供电源。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成USB接口具有即插即用功能，用户可以随心所欲地随时连接和去掉外部设备，而不会影响电路和设备。USB可以连接几乎目前的所有外部设备，如DVD、显示器、数字音响、扫描仪、数字照相机、Modem、打印机、键盘、游戏杆等。它的最大传输速率为12Mb/s，并支持多数据流、多个设备并行操作、自动处理错误并进行恢复。USB接口的常用移动存储器有以下两种。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成(1)U盘所谓U盘(USBFlashDisk)是一种基于USB接口无需驱动器的微型高容量活动盘。U盘是以FlashMemory的存储芯片为存储介质，以USB为接口的一种存储方式。FlashMemory翻译过来就是闪存记忆体的意思，故也称为闪存盘。U盘的特点是体积非常小，容量比软盘大很多，最大可达几GB，不需要驱动器，无外接电源，即插即用，带电拔插，使用方便。存取速度快，是软盘速度的巧倍以上。数据存储可靠性高，可擦写次数达百万次，数据保存达十年以上，并带密码保护功能。近年来投入市场深受用户欢迎，基本上取代了软盘。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成（2)活动硬盘活动硬盘也是基于USB接口的一种存储设备。活动硬盘的结构与普通硬盘差不多，也属于温彻斯特盘。在接口上采用了USB接口技术，用户在使用中直接用该接口进行连接，体积也不太大，便于携带。突出的特点是存储容量大，可达几百GB,甚至若干TB，便于用户对较大文件和数据的存储。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成3.微机的基本输入输出设备1)健盘键盘是用户用来输入命令、程序、数据的主要输入设备。常用的标准键盘按键的个数分为101键、103键和105键等。按字键开关类型分为机械式、薄膜式、电容式和导电橡皮4种。微机上配置的键盘多数是电容式键盘或薄膜式键盘。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成一款好的键盘，不仅在外观上可得到视觉享受，在操作的过程中还会更加得心应手，而且整个键盘按键的布局合理，按键上的符号清晰，面板颜色清爽，在键盘背面有厂商名称、生产地和日期标识;键盘的特色功能主要有防水、多媒体、人体工程学、手写板和无线，在选择键盘时应该根据实际使用环境和需要来选择具有不同特色功能的键盘。在质量好的键盘上操作会感觉非常舒适，按键有弹性而且灵敏度高，无卡住现象;应选择品牌键盘，如明基(BenQ)、微软(Mioxosoft),罗技(Logitech),双飞燕等，这些厂商生产的键盘无论外观还是手感都很好，是键盘领域的佼佼者。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成2)鼠标鼠标是快速输入设备，可以取代传统键盘的光标移动键，对于现代的图形用户界面软件(例如Windows2000/XP)更是不可缺少，能方便、准确、快速地操作。一般鼠标有左、右两个键，一些鼠标有左、中、右二键，大部分操作使用左键，根据不同软件要求有时使用右键、中键。目前使用的鼠标有机械式和光电式两种。机械式灵敏度较低，但价格便宜;光电式灵敏度高，价格也贵。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成机械式鼠标底部有一个滚动的橡胶球，可在普通桌面上使用，滚动球通过平面上的滚动变换成计算机可以处理的信号，传送给计算机后，即可完成光标的同步移动;光电鼠标有一个光电探测器，要在专门的反光板上移动才能使用。反光板上有精细的网格作为坐标，鼠标的外壳底部装有一个光电检测器，当鼠标滑过时，光电检测根据移动的网格数，转换成相应的电信号，传给计算机来完成光标的同步移动。鼠标器可以通过专用的鼠标器插头座与主机相连，也可通过计算机通用的串行接口（RS-232-C标准接口)与主机相连接。鼠标也可分为有线鼠标和无线鼠标。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成3)显示器显示器是微机不可缺少的输出设备，它具有显示程序执行过程和结果的功能，可以显示各种字符、图形和图像。显示器按输出的色彩分为单色显示器和彩色显示器;按显示方式分为阴极射线竹（CRT)显示器和液晶（LCD)显示器;按屏幕的对角线尺寸分为14in,15in,17in和21in等几种。显示器的主要性能指标有以下几项。①分辨率:分辨率是指一个显示屏幕垂直方向和水平方向扫描的线数，或者说屏幕的横向和纵向上可显示的点数(又叫像素)。可显示的点数越多，分辨率越高，图像越清晰。目前的显示器一般都能支持1024x768以上的分辨率。上一页下一页返回1.2计算机系统的基本组成②点距:指显示器上两个显示点之间的最小距离。点距越小，图像就越细致。目前流行的显示器点距有0.28mm,0.26mm两种。点距是显示器生产时设定的，显示器出厂后用户无法更改。③色彩数目:指显示器支持色彩的数目，很显然，显示器支持的色彩数目越多，所显示的图像效果越好。目前，显示器一般都能支持真彩色16位以上的颜色，即支持216（65536）种以上的颜色。上一页下