計算機(jī)根本構(gòu)造與工作原理

一、微型計算機(jī)系統(tǒng)概述

一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大局部。

(1)計算機(jī)硬件是指組成一臺計算機(jī)的各種物理裝置，由各種器件和電子線路組成。各種物理器件，是計算機(jī)進(jìn)展

工作的物質(zhì)根底。是計算機(jī)的“軀殼〃。

(2)計算機(jī)軟件是指在硬件設(shè)備上運(yùn)行的各種程序以及有關(guān)的資料。所渭程序是用于指揮計算機(jī)執(zhí)行各種操作以便

完成指定任務(wù)的指令集合。計算機(jī)程序通常都是由計算機(jī)語言來編制，編制程序的工作稱為程序設(shè)計。它是計

算機(jī)的“靈魂〃。

“裸機(jī)〃：沒有軟件的計算機(jī)通常稱為“裸機(jī)〃。

理解：它們的區(qū)分猶如把一個人分成軀體和思想一樣，軀體是硬件，思想那么是軟件。

計算機(jī)系統(tǒng)的根本組成

〔一)計算機(jī)硬件系統(tǒng)

計算機(jī)硬件的根本功能是承受計算機(jī)程序的控制，并實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、運(yùn)算、數(shù)據(jù)輸出等一系列根本性的操作。在

根本的硬件構(gòu)造方面，一直沿襲著馮?諾伊曼的傳統(tǒng)框架，即計算機(jī)硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、

輸出設(shè)備五大根本部件構(gòu)成，如下圖：

?:?運(yùn)算器〔ArithmeticLogicalUnit]中央處理器

*控制器[ControlUnit]CPU

1.控制器：

安存儲器〔Memory〕

是計算機(jī)的控制部件，它控制其他部件協(xié)調(diào)統(tǒng)兩弱哂，并能完成對指令的分析和執(zhí)行，是計算機(jī)的控制中心，實(shí)現(xiàn)

外存儲器n外部設(shè)備

處理過程的自動化。計算機(jī)系統(tǒng)各個部件在控制器的控制下協(xié)啊地進(jìn)展薄卷外設(shè)〕

務(wù)解入設(shè)備LInputDevice]p-

<控制器控制輸入設(shè)熱翱螭知艇序以輸頭艇密輸及倒內(nèi)溫器。

令在控制器指揮下，從存儲器取出指令送入控制器。

令控制器分析指令，指揮運(yùn)算器、存儲器執(zhí)行指令規(guī)定的操作。

令運(yùn)算結(jié)果由控制器控制送存儲器保存或送輸出設(shè)備輸出。

2.運(yùn)算器：

用于加工、處理數(shù)據(jù)的部件，其功能是在控制器的指揮下，對信息

或數(shù)據(jù)進(jìn)展處理和運(yùn)算，主要完成對數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，其內(nèi)部有一個算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU(Arithmetical

LogicUnit)和假設(shè)干種存放器。

運(yùn)算器主要工作是數(shù)據(jù)處理〔運(yùn)算)和暫存運(yùn)算數(shù)據(jù)。

CPU:控制器+運(yùn)算器

?CPU的性能根本決定了計算機(jī)的性能，CPU是整個電腦系統(tǒng)的核心。

?CPU的主要性能指標(biāo)有：

(1)主頻：即CPU的時鐘頻率。

(2)時鐘頻率：即CPU的外部時鐘頻率。

(3)內(nèi)部緩存：即封閉在CPU芯片內(nèi)部的高速緩存。

(4)外部緩存：即CPU外部的高速緩存。

[5)MMX技術(shù)：是“多媒體擴(kuò)展指令集〃的縮寫。

(6)制造工藝。

3.存儲器(Memory):

計算機(jī)的記憶裝置，主要是存放程序和數(shù)據(jù)。

分類：內(nèi)存儲器(主存儲器/內(nèi)存〕、外存儲器〔輔助存儲器/外存)和緩沖存儲器Cache。

(1)內(nèi)存儲器(Memory):直接和運(yùn)算器、控制器、I/O設(shè)備交換信息；

分類：隨機(jī)〔存取)存儲器RAM(RandomAccessMemory)和只讀1存取〕存儲器ROM(Read-OnlyMemory)

兩種。

主機(jī)：控制器+運(yùn)算器+內(nèi)存儲器

①RAM(讀寫存儲器〕

特點(diǎn)：可以隨時根據(jù)需要讀出或?qū)懭胄碌男畔ⅲ坏╆P(guān)機(jī)〔斷電)后，信息不再保存，即可讀、可寫、斷電信息消失。

分類：靜態(tài)存儲器SRAM和動態(tài)存儲器DRAM

令靜態(tài)存儲器SRAM

特點(diǎn)：只要存儲單元上加有工作電壓，它上面存儲的信息就將保持。

?動態(tài)存儲器DRAM

特點(diǎn)：主存儲器一般采用動態(tài)存儲器DRAM。動態(tài)RAM由于是利用MOS管極間電容保存信息，因此隨著電容的漏

電，信息會逐漸喪失，為了補(bǔ)償信息的喪失，要每隔一定時間對存儲單元的信息進(jìn)展刷新。

目前主要用同步動態(tài)存儲器SDRAM(SynchronousDynamicRAM)和雙速率DDRSDRAM(DoubleDataRate

SDRAM〕內(nèi)存儲器。RDRAM(RambusDRAM)是美國Rambus公司研制的另一種性能更高，速度更快的內(nèi)存，

有很大的開展前景。

不管是靜態(tài)RAM還是動態(tài)RAM,當(dāng)電源電壓去掉時，RAM中保存的信息都將全部喪失。

②ROM(只讀存儲器)

特點(diǎn)：只有在特定條件下才能寫入，通常只能讀出而不能寫入，斷電后，ROM中的原有內(nèi)容保持不變，即可讀、不可

寫、斷電信息不消失。ROM一般用來存放自檢程序、配置信息等。如計算機(jī)啟動用的BIOS芯片。

ROM:在制造過程中，將資料以一特制光罩(mask)燒錄于線路中，其資料內(nèi)容在寫入后就不能更改；

PROM可編程只讀存儲器：用一定設(shè)備將編好的程序固化在PROM中，僅能寫錄一次；

EPROM可擦可編程只讀存儲器：寫入其中的內(nèi)容需用紫外光長時間照射才能擦除；

EEPROM電可擦可編程只讀存儲器：運(yùn)作原理類似EPROM,但是抹除的方式是使用高電場來完成，因此不需

要透明窗。

在計算機(jī)系統(tǒng)里，RAM一般用作內(nèi)存，ROM用來存放一些硬件的驅(qū)動程序，也就是固件。

③Cache(高速緩沖內(nèi)存/緩存)：可讀、可寫、讀寫速度接近CPU。

作用：高速緩沖存儲器Cache是為了提高DRAM(動態(tài)存儲器〕與CPU之間的傳輸速率，其基于的原理是內(nèi)存中“程

序執(zhí)行與數(shù)據(jù)訪問的局域性行為〃。

理解：當(dāng)CPU處理數(shù)據(jù)時，它會先到高速緩存中去尋找，如果數(shù)據(jù)因之前的操作已經(jīng)讀取而被暫存其中，就不需要再

從主內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)——CPU的運(yùn)算速度要比內(nèi)存快得多，因此假設(shè)要經(jīng)常存取主內(nèi)存的話，就必須等待數(shù)個CPU

周期從而造成浪費(fèi)，為此在此傳輸過程中放置一存儲器，存儲CPU經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)和指令。這樣可以提高數(shù)據(jù)傳輸速

度。可分一級緩存和二級緩存。

?一級緩存

即L1Cacheo集成在CPU內(nèi)部中，用于CPU在處理數(shù)據(jù)過程中數(shù)據(jù)的暫時保存。由于緩存指令和數(shù)據(jù)與CPU同頻

工作，L1級高速緩存緩存的容量越大，存儲信息越多，可減少CPU與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換次數(shù)，提高CPU的運(yùn)算效

率。但因高速緩沖存儲器均由靜態(tài)RAM組成，構(gòu)造較復(fù)雜，在有限的CPU芯片面積上，L1級高速緩存的容量不可能

做得太大。

?二級緩存

即L2Cacheo由于L1級高速緩存容量的限制，為了再次提高CPU的運(yùn)算速度，在CPU外部放置一高速存儲器，即

二級緩存。工作主頻比擬靈活，可與CPU同頻，也可不同。CPU在讀取數(shù)據(jù)時，先在L1中尋找，再從L2尋找，然

后是內(nèi)存，在后是外存儲器。所以L2對系統(tǒng)的影響也不容無視。

但凡位于速度相差較大的兩種硬件之間的，用于協(xié)調(diào)兩者數(shù)據(jù)傳輸速至差異的構(gòu)造，均可稱之為Cacheo現(xiàn)在Cache

的概念已經(jīng)被擴(kuò)大了：不僅在CPU和主內(nèi)存之間有Cache,而且在內(nèi)存和硬盤之間也有Cache1磁盤高速緩存），

乃至在硬盤與網(wǎng)絡(luò)之間也有某種意義上的“Cache”〔Internet臨時文件夾）。

中央處理器CPU

高速緩.沖內(nèi)存Cache

主存儲器〔即內(nèi)存〕

外存儲器

三級存儲系統(tǒng)

⑵外存儲器

外存儲器即輔助存儲器，用來存儲大量暫時不參加運(yùn)算或處理的數(shù)據(jù)和程序，是主存的后備和補(bǔ)充，也是計算機(jī)

的一種重要的外部設(shè)備。微型計算機(jī)常用的外存儲器有軟磁盤存儲器、硬磁盤存儲器和光盤存儲器。

軟盤驅(qū)動器和硬盤驅(qū)動器可分別對軟磁盤和硬磁盤進(jìn)展數(shù)據(jù)讀寫，軟磁盤（簡稱軟盤）和硬磁盤（簡稱硬盤）都是磁外

表數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)，它們分別由圓形的軟質(zhì)和硬質(zhì)薄片基質(zhì)均勻地涂上一層磁性材料而構(gòu)成。使用時，通過驅(qū)動器中的

讀寫磁頭在磁盤上進(jìn)展磁-電轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)讀寫，工作過程類似于常用的磁帶錄音機(jī)的放音和錄音。

①軟磁盤（FloppyDisk或FD）

令軟磁盤的構(gòu)造及分類

軟磁盤（原稱flexible,后稱floppydisk或diskette）是人們廣泛使用的一種廉價存儲介質(zhì)。它是由聚酯塑料盤涂布

一層磁薄膜而制成的。這種磁膜容易磁化并有一定的矯頑力，如氧化鐵、滲鉆氧化鐵、鋼鐵氧體等°

按盤片的直徑來分，軟盤有8,5.25(約130mm,簡稱5寸盤)和3.5英寸(約90mm,簡稱3寸盤)等幾種。其中

8英寸軟盤和5.25英寸軟盤已根本淘汰，目前使用較多的是3寸盤。市場上陸續(xù)推出的還有2.5英寸盤(簡稱2寸盤)

甚至1.5英寸盤(簡稱1寸盤)。

按軟盤驅(qū)動器磁頭工作方式，可以分為單面(SingleSide,SS)和雙面(DoubleSide,DS)讀寫；按數(shù)據(jù)記錄方式又

有單密度(SingleDensity,SD)、雙密度(DoubleDensity,DD)和高密度(HighDensity,HD)3種,單密盤和雙密盤統(tǒng)

稱為低密盤；按扇區(qū)劃分又有硬分段和軟分段之分。目前使用最多的是DSHD3寸軟盤。

當(dāng)軟盤不在驅(qū)動器內(nèi)時，金屬滑片自動蓋住封套上的開口。軟盤反面右下角為寫保護(hù)手撥開關(guān)，當(dāng)滑片蓋住孔時，

磁盤能進(jìn)展讀寫訪問，翻開此孔時，即為寫保護(hù)。

為方便使用、高效操作，在盤片和軟磁盤驅(qū)動器上設(shè)置了反插保護(hù)裝置，當(dāng)操作員不慎將盤片插反或弄錯方向時，

保護(hù)裝置起作用，使盤片插不進(jìn)，這樣可及早發(fā)現(xiàn)錯誤并及時糾正。

?軟盤的存儲格式

存儲在軟盤上的信息是按一定的格式排列存放的，就像在停車場上要給每輛汽車劃出停放位置一樣，故新磁盤使

用之前一般應(yīng)進(jìn)展格式化。格式化的主要操作就是劃分扇區(qū)，指明其大小并寫入地址標(biāo)志。

存儲容量按以下公式計算：

存儲容量二面數(shù)X每面的磁道數(shù)X每道扇區(qū)數(shù)'每扇區(qū)字節(jié)數(shù).

?軟盤驅(qū)動器

軟盤驅(qū)動器(floppydiskdrive)簡稱軟驅(qū)，由機(jī)械轉(zhuǎn)動裝置和讀寫磁頭兩局部組成。機(jī)械局部又由主軸驅(qū)動系統(tǒng)和

磁頭定位系統(tǒng)組成。

軟驅(qū)的全部機(jī)械運(yùn)動與讀寫操作，必須在軟盤控制適配卡(插在母板的擴(kuò)展槽中或集成在主板上)的控制下完成。該

卡把驅(qū)動器與主板聯(lián)接起來，使磁盤存儲系統(tǒng)成為整個計算機(jī)系統(tǒng)的一個有機(jī)組成局部。

②硬磁盤

硬盤是計算機(jī)系統(tǒng)最主要的外部存儲設(shè)備，硬盤驅(qū)動器主要由磁盤組、讀寫磁頭、定位機(jī)構(gòu)和傳動系統(tǒng)部件組成。

主要性能指標(biāo)有容量、讀寫速度、轉(zhuǎn)速、數(shù)據(jù)緩存、平均存取時間等，存儲容量的分檔那么很多，從最初的20MB到

現(xiàn)在的數(shù)GB甚至幾十GB等。目前硬盤采用的有IDE標(biāo)準(zhǔn)接口、ESDI標(biāo)準(zhǔn)接口、SCSI標(biāo)準(zhǔn)接口等。其中，IDE是

智能驅(qū)動設(shè)備(IntelligentDriverEquipment)的縮寫，為微型機(jī)所采用3ESDI是增強(qiáng)性小型設(shè)備接口(EnhancedSmall

DeviceInterface)的縮寫，為EMPS/2所采用。SCSI是計算機(jī)小系統(tǒng)接口(SmallComputerSystemInterface)的縮寫，

為Apple的Macintosh所采用。當(dāng)然，這些接口也不限于只連接硬盤機(jī)，還可以連接打印機(jī)、光盤機(jī)等外部設(shè)備。

③光盤存儲器

利用強(qiáng)激光束把信息存儲在光盤上，形成一組組凹坑。

從20世紀(jì)80年代初CD光盤從音響領(lǐng)域跨入計算機(jī)領(lǐng)域之后，CD光盤的技術(shù)和應(yīng)用開展很快，性能有了大幅

度提高。目前，用于計算機(jī)系統(tǒng)的光盤有3大類：只讀型光盤、一次寫入型光盤、可抹型光盤。

令只讀型光盤CD-ROM(CompactDiskReadOnlyMemory)

特點(diǎn)：只能寫一次，即在制造時由廠家把信息寫入，寫好后信息永久保存在光盤上。將光盤通過光盤驅(qū)動器接在微機(jī)

系統(tǒng)上，就能讀出盤上的信息。

從光盤讀出信息時，把光盤插入光盤驅(qū)動器中(驅(qū)動器裝有功率較小的激光光源，不會燒壞盤面)，由于光盤外表的

凹凸不平，故使反射光強(qiáng)弱的變化經(jīng)過解調(diào)后，通過微機(jī)的顯示器即可在屏幕上閱讀輸出的信息。

CD-ROM非常適合存儲百科全書、技術(shù)手冊、圖書目錄、文獻(xiàn)資料等內(nèi)容龐大的信息。

CD-ROM的進(jìn)一步開展是DVD-ROM(DigitalVideoDisk-ReadOnlyMemory)o一張DVD-ROM盤片的存儲容

量可達(dá)4.7GB甚至更大，DVD-ROM驅(qū)動器的數(shù)據(jù)傳輸速率也更高，并可兼容CD-ROM光盤片，具有很好的應(yīng)用前

景”目前，CD-ROM驅(qū)動器有32速、40速多種，DVD-ROM驅(qū)動器也有雙速、3速、4速、5速等3

令一次寫入型光盤CD-R

這種光盤原那么上屬于讀寫型光盤，可以由用戶寫入數(shù)據(jù)，寫入后可以直接讀出。但是，它只能寫入一次，寫入

后不能擦除、修改，因此稱它為一次寫入、屢次讀出的WORM(WriteOnceReadManydisk),或簡稱為WO,也稱

CD-R(CR-Recordable,可錄式CD光盤)。

WORM的這些特點(diǎn)使它在不允許隨意更改文件檔案的應(yīng)用領(lǐng)域獲得市場。目前，微機(jī)上可配置的CD刻錄機(jī)，可

將信息寫入CD-R光盤。在CD-R中，信息寫入之后不可改寫，所使用的盤片的幾何尺寸、信息記錄的物理格式和邏

輯格式與CD-ROM一樣，因而可在普通CD-ROM驅(qū)動器上讀出信息。數(shù)據(jù)可以分屢次向盤上寫入(稱為multi-session)。

CD?R驅(qū)動器也有單速、雙速、3速、4速等多種，6倍速CD-R寫一張盤只需10min。

?可擾型光盤CR-RW

可抹型光盤(erasableopticaldisk)是能夠重寫的光盤。它有3種主要類型：磁光型、相變型、染料聚合物型。目前，

在計算機(jī)系統(tǒng)中使用的是磁光型（MagnetoOpticaldisk）可抹光盤，簡稱為M0,也稱CR-RW（CD-ReWritable,可寫式

CD光盤）。

大型軟件一般都以CD-ROM光盤為載體。經(jīng)常見到的是CD-ROM出版物（光盤圖書），它容量大、體積小，圖、

文、聲、像并茂，閱讀起來非常方便。讀者只需根據(jù)索引或輸入所要查找的條目，機(jī)器即可找出所有相關(guān)的信息。在

閱讀某個條目時，也可隨時跳到其它相關(guān)的條目，完全免去了來回翻閱查找之苦。不僅如此，在閱讀時，讀者還可隨

時寫下自己的閱讀體會和注解，對于需要引用的一些數(shù)據(jù)、插圖、文字段落等可以打印輸出，或者在屏幕上剪裁下來，

“貼〃到自己所編寫的文稿中去。

CD-ROM技術(shù)的另一應(yīng)用是攝影領(lǐng)域。Kodak公司將傳統(tǒng)的沖洗技術(shù)與數(shù)字圖像處理、數(shù)字顯示相結(jié)合，使照相

術(shù)經(jīng)歷了一次革命。拍攝后的膠卷經(jīng)沖冼成負(fù)片之后，在工作站上使用彩色掃描儀輸入計算機(jī)，經(jīng)過圖像壓縮處理后，

使用CD-R刻錄機(jī)把它們寫入CD光盤中。一張光盤可“沖洗〃約100張照片（3卷膠卷），還可配以文字說明、背景音

樂及語言講解，它們可以在多媒體PC機(jī)上播放。

?DVD-ROM

DVD是比VCD水平更高的新一代CD產(chǎn)品。它有DVD-ROM,DVD-RAM,DVD-Video,DVD-Audio多種類型

產(chǎn)品，存儲容量達(dá)4.7GB以上。其中DVD-Video采用MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)，把分辨率更高的圖像和環(huán)繞立體聲的伴音按

MPEG-2壓縮編碼后存儲在高密度光盤上，讀出速度可達(dá)10Mb/s，每張光盤可存放2h以上高清晰度的影視節(jié)目。目

前已有多種產(chǎn)品供給市場。

④可移動存儲器

可移動存儲器具有體積小，攜帶方便和支持即插即用等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為軟盤的替代品。目前主要有閃盤〔U盤）、

MP3、MP4和移動硬盤等。常用U盤主要有128MB、256MB、512MB、1GB、2GB等多種規(guī)格，移動硬盤的容量常

見的有40GB、60GB、80GB等。

▲內(nèi)存和外存的比擬：

內(nèi)存：存儲信息速度快，斷電后存儲內(nèi)容全部喪失。

外存：存儲信息不受斷電的影響，存取速度相對于內(nèi)存慢得多了。

▲硬盤、軟盤和光盤：

硬盤的容量比擬大，負(fù)責(zé)儲存數(shù)據(jù)，也就是說它能記錄的信息比擬多，而且一般都裝在機(jī)箱里面。

軟盤的容量就相比照擬小了，搬運(yùn)數(shù)據(jù)，一般放在機(jī)箱外面。

計算機(jī)上有個特殊的地方叫做軟盤驅(qū)動器，要用軟盤的時候就把它放進(jìn)這個地方，不用的時候可以很方便地拿出

來帶走。打個比方說，計算機(jī)像一個工廠，硬盤就是倉庫，可以放很多東西，但是倉庫是不能隨便搬走的；軟盤呢，

就是卡車，裝的東西雖然不多，但是搬運(yùn)起來很方便。另外硬盤的存取速度比軟盤快得多。

因?yàn)檐洷P的容量太小，所以用得越來越少了，近幾年用得比擬多的是光盤。平時我們用的音樂CD、VCD影碟都

是光盤，電腦上用的軟件光盤和它們外表看起來是一樣的，而且CD和VCD都可以在電腦上使用。

▲存取速度

存取速度，就是我們向磁盤儲存數(shù)據(jù)和從磁盤上得到數(shù)據(jù)的快慢，這個速度越快，我們等待的時間就越少。

CPU>Cache>SRAM>DRAM>ROM>硬盤>光盤>軟盤

▲存儲容?

硬盤:40GB、80GB、120GB、250G、320G

軟盤:1.44MB

光盤：650MB

▲讀和寫：向存儲單元保存信息的操作稱作“寫〃操作，向存儲單元獲取信息的操作稱作“讀〃操作，“讀〃、“寫〃

時一般都以字節(jié)為單位.“讀〃操作不會影響存儲單元中的信息，“寫〃操作將新的信息取代存儲單元中原有的信息。

其實(shí)當(dāng)我們聽錄音帶時，是在讀出磁帶上的信息，而用磁帶錄音樂的時候，就是在往磁帶里寫入信息，磁盤和磁

帶的存儲原理差不多，所以磁盤上的信息也可以很方便地改寫。

而光盤的存儲原理比擬特殊，里面存儲的信息不能被輕易地改變。也就是說我們常見的光盤生產(chǎn)出來的時候是什

么樣，就一直是那樣了那我們有沒有方法把自己寫的文章存在光盤上呢？

有一種特殊的光盤CD-R是可以寫的，但需要使用“光盤刻錄機(jī)〃才能把文章寫到CD-R光盤上。

在外部存儲器中，只有硬盤是裝在機(jī)箱里面的，而且是最常用的，我們平時使用電腦主要是與硬盤上的各種信息

打交道。我們可以運(yùn)行的各種程序都在硬盤上，比方記事本，還有用記事本寫的文章等等，它們都是以文件的形式保

存在硬盤上的。

?根本輸入/摘出系統(tǒng)(BIOS)

主板上有一塊FlashMemory〔快速電擦除可編程只讀存儲器，也稱為“閃存〃〕集成電路芯片，其中存放著一段

啟動計算機(jī)的程序，微機(jī)開機(jī)后自動引導(dǎo)系統(tǒng)。

?CMOS

主板上有一片CMOS集成芯片，它有兩大功能：一是實(shí)時時鐘控制，二是由SRAM構(gòu)成的系統(tǒng)配置信息存放單

元。CMOS采用電池和主板電源供電，當(dāng)開機(jī)時，由主板電源供電；斷電后由電池供電。系統(tǒng)引導(dǎo)時，一般可通過Del

鍵，進(jìn)入BIOS系統(tǒng)配置分析程序修改CMOS中的參數(shù)。

4.輸入設(shè)備：

把原始數(shù)據(jù)和處理這些數(shù)據(jù)的程序通過輸入接口輸入到計算機(jī)的存儲器中。

功能：將數(shù)據(jù)、程序及其他信息，從人們熟悉的形式轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能夠識別和處理的形式輸入到計算機(jī)內(nèi)部。

常用輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆、寫字板、數(shù)字化儀、條形碼閱讀器、數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、模？？數(shù)(A/D〕

轉(zhuǎn)換器等。從讀取數(shù)據(jù)的角度看，當(dāng)從磁盤、光盤、電子盤或磁帶讀取文件時，它們是輸入設(shè)備。

(1)鍵盤(Keyboard,簡稱KB)

(2)鼠標(biāo)(Mouse)

(3)掃描儀：一種捕獲圖像的設(shè)備，可將捕獲的圖像轉(zhuǎn)化為計算機(jī)可以顯示、編輯、存儲和輸出的數(shù)字格式。

5.輸出設(shè)備：

輸出計算機(jī)的處理結(jié)果。

功能：將計算機(jī)內(nèi)部二進(jìn)制形式的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成人們所需要的或其他設(shè)備能承受和識別的信息形式。

常用輸出設(shè)備：顯示器、打印機(jī)、繪圖儀、音響、喇叭等〔嘴巴)、X/Y記錄儀、數(shù)/模(D/A)轉(zhuǎn)換器等。從保存數(shù)

據(jù)的角度看，當(dāng)向磁盤、光盤、電子盤或磁帶保存文件時，它們是輸出設(shè)備。

11)顯示器

顯示器是計算機(jī)最根本的輸出設(shè)備，是用戶與計算機(jī)之間對話的主要信息窗口，有監(jiān)視器和顯示適配器〔顯卡〕

兩局部組成，它能在程序控制下，動態(tài)的以字符、圖形或圖像的形式顯示程序的運(yùn)行結(jié)果。

①顯示器

目前顯示器有液晶顯示器LCD和陰極射線管CRT顯示器。

?像素：即光點(diǎn)，這些連續(xù)色調(diào)其實(shí)是由許多色彩相近的小萬點(diǎn)所組成，這些小力點(diǎn)就是構(gòu)成影像的最小單位“像素”

〔Pixel)。這種最小的圖形的單元能在屏幕上顯示通常是單個的柒色點(diǎn)。越高位的像素，其擁有的色板也就越豐富，

越能表達(dá)顏色的真實(shí)感。

?點(diǎn)距：指屏幕上相鄰兩個一樣顏色的熒光點(diǎn)之間的最小距離。點(diǎn)距越小，顯示質(zhì)量就越好。目前，

CRT（cathode-raytube陰極射線管［顯示器光點(diǎn)點(diǎn)距大多為0.20-0.28毫米，LCD（Liquidcrystaldiode液晶二極管，

液晶顯示器）的點(diǎn)距多為0.28-0.32毫米。

令分辨率：分辨率（resolution）就是屏幕圖像的精細(xì)度，是指顯示器所能顯示的點(diǎn)數(shù)的多少。由于屏幕上的點(diǎn)、

線利面都是由點(diǎn)組成的，顯示器可顯示的點(diǎn)數(shù)越多，畫面就越精細(xì)，同樣的屏幕區(qū)域內(nèi)能顯示的信息也越

多，所以分辨率是個非常重要的性能指標(biāo)之一。以分辨率為1024x768的屏幕來說，即每一條水平線上包

含有1024個像素點(diǎn)，共有768條掃描線，即掃描列數(shù)為1024列，行數(shù)為768行。

令垂直刷新頻率：也叫場頻，是指每秒鐘顯示器重復(fù)刷新顯示畫面的次數(shù)，以Hz表示。這個刷新的頻率就是我們通

常所說的刷新率。根據(jù)VESA標(biāo)準(zhǔn)，75Hz以上為推薦刷新頻率。

?水平刷新頻率：也叫行頻，是指顯示器1秒鐘內(nèi)掃描水平線的次數(shù)，以KH為單位。在分辨率確定的情況下，它

決定了垂直刷新頻率的最大值。

?帶寬：是顯示器處理信號能力的指標(biāo)，單位為MHzo是指每秒種掃描像素的個數(shù)，可以用“水平分辨率*垂直分辨

率*刷新率〃這個公式來計算帶寬的數(shù)值。

②顯示適配器：用來將顯示器與主板連接起來的接口電路.

顯示標(biāo)準(zhǔn)：CGA（ColorGraphicsAdapter,彩色圖形顯示控制卡）、EGA（EnhancedGraphicsAdapter,增強(qiáng)型圖形

顯示控制卡〕和VGA〔VideoGraphicsArray,視頻圖形顯示控制卡）幾種。目前流行的是SVGA（SuperVGA）和

TVGA,它的分辨率可到達(dá)10247768甚至可達(dá)102471024.128071024.160071280o

（2）打印機(jī)

打印機(jī)是計算機(jī)系統(tǒng)最根本的設(shè)備之一。打印機(jī)按印字方式可分為擊打式打印機(jī)和非擊打式印字機(jī)兩種。①擊打

式打印機(jī)：利用機(jī)械原理由打印頭通過兔帶把字體或圖形打印在打印紙上。主要有點(diǎn)陣式（例如EPSONLQ-1600K）和

字模式打印機(jī)兩種。

②非擊打式印字機(jī)：利用光、電、磁、噴墨等物理和化學(xué)的方法把字印出來。主要有激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和熱敏

打印機(jī)三種。

0噴墨打印機(jī)：利用特制技術(shù)把墨水微粒噴在打印紙上繪出各種文字符號和圖。

令激光打印機(jī)：激光打印機(jī)是激光掃描技術(shù)和電子照相技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是頁式打式打印機(jī)，它具有很好的

印刷質(zhì)量和打印速度。

6.總統(tǒng)

總線是計算機(jī)系統(tǒng)中信息傳遞的通道。在微機(jī)中，微處理器與存儲器輸入輸出設(shè)備以及其他接口部件之間的總線稱為

系統(tǒng)內(nèi)部總線；主機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備之間的通信的總線稱為外部總線。

總線分控制總線、數(shù)據(jù)總線、地址總線。

系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)有：ISA、EISA（AT總線）、VESA（VL總線）、PCI,AGP、USB總線等。

〔二）計算機(jī)軟件系統(tǒng)

計算機(jī)軟件，就是指支持計算機(jī)運(yùn)行或解決某些特定問題而需要的程序、數(shù)據(jù)以及相關(guān)的文檔。一臺性能優(yōu)良的

計算機(jī)硬件系統(tǒng)能否發(fā)揮其應(yīng)有的功能，取決于為之配置的軟件是否完善、豐富。因此，在使用和開發(fā)計算機(jī)系統(tǒng)時，

必須要考慮到軟件系統(tǒng)的開展與提高，必須熟悉與硬件配套的各種軟件。

分類：從計算機(jī)系統(tǒng)的角度劃分，計算機(jī)軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。

1.系統(tǒng)軟件：

系統(tǒng)軟件是由計算機(jī)廠家作為計算機(jī)系統(tǒng)資源提供給用戶使用的軟件總稱。指維持計算機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行和支持用戶運(yùn)

行的應(yīng)用軟件的根底軟件。

功能：使用和管理計算機(jī)，為其他軟件提供效勞的軟件，是支持應(yīng)用軟件運(yùn)行的平臺。它最接近計算機(jī)硬件，其他軟

件都要通過它利用硬件特性發(fā)揮作用。

包括操作系統(tǒng)、程序設(shè)計語言、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和常用效勞程序等。

1）操作系統(tǒng)（OperatingSystem簡稱OS）:用戶和計算機(jī)之間的接口

①概述：操作系統(tǒng)是計算機(jī)中用來控制和管理系統(tǒng)中的硬件資源和軟件資源，并且提供用戶支持的程序以及與之有關(guān)

的各種文檔。操作系統(tǒng)是最底層的系統(tǒng)軟件，也是最重要的系統(tǒng)軟件，它是對硬件系統(tǒng)的首次擴(kuò)大，是整個計算機(jī)系

統(tǒng)的管理控制中心。

理解：它實(shí)際上是一組程序，用于統(tǒng)一管理計算機(jī)資源，合理的組織計算機(jī)的工作流程，協(xié)調(diào)計算機(jī)系統(tǒng)的各局部之

間、系統(tǒng)與用戶之間、用戶與用戶之間的關(guān)系。

由此可見，操作系統(tǒng)在計算機(jī)系統(tǒng)占有重要的地位，所有其他軟件（包括系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件）都建立在操作系

統(tǒng)的根底之上，并得到它的支持和取得它的效勞。從用戶的角度來看，當(dāng)計算機(jī)配置了操作系統(tǒng)后，用戶不在直接操

作計算機(jī)硬件，而是利用操作系統(tǒng)所提供的命令和效勞去操作計算機(jī)，也就是說，操作系統(tǒng)是用戶與計算機(jī)之間的接

□o

②功能：內(nèi)存儲器管理、處理機(jī)管理、設(shè)備管理、文件管理、作業(yè)管理,即操作系統(tǒng)的五大任務(wù)。

③分類：按操作系統(tǒng)的功能可分為實(shí)時操作系統(tǒng)和作業(yè)處理系統(tǒng)。

按操作系統(tǒng)所管理地用戶數(shù)目可以分為單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)

按操作系統(tǒng)使用環(huán)境和對作業(yè)處理的方式的不同，操作系統(tǒng)一般可分為：批處理操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、

實(shí)時操作系統(tǒng)、個人計算機(jī)操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)和分布式操作系統(tǒng)。

④目前在微機(jī)上運(yùn)行的操作系統(tǒng)主要有MS-DOS、Windows〔Win98、Win2000.WinNT、WindowsXP),Unix.Linux

等。

令DOS操作系統(tǒng)：是過去幾年世界上最為流行的操作系統(tǒng)之一，它屬于單用戶、單任務(wù)、磁盤操作系統(tǒng)；

?UNIX操作系統(tǒng)：是世界上應(yīng)用最為廣泛的一種多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)。

令Windows操作系統(tǒng)：為用戶提供了最友好的界面，是一個多窗口單用戶多任務(wù)的圖形用戶界面，目前已在各種微

機(jī)上得到了廣泛地應(yīng)用，對計算機(jī)的普及與應(yīng)用的深入起到了明顯的作用。

理解：多用戶操作系統(tǒng)一般來講就是分時操作系統(tǒng)，假設(shè)干終端聯(lián)機(jī)使用同一臺電腦.終端機(jī)只是一個輸入輸出設(shè)備

［比方只有鍵盤、顯示器、打印機(jī))，沒有運(yùn)算與存儲能力。每個用戶通過各自的終端機(jī)使用同一臺計算機(jī)，計算機(jī)按

設(shè)定好的時間片輪轉(zhuǎn)為各個終端效勞，使得每個用戶感覺只有自己一人在使用計算機(jī)。多用戶操作系統(tǒng)具有很強(qiáng)的交

互性能。如UNIX、Linix,而最常見的Windows操作系統(tǒng)屬單用戶操作系統(tǒng)。

2〕程序設(shè)計語言：

①概述：程序設(shè)計語言：用來編制程序的計算機(jī)語言，它是人們與計算機(jī)之間交換信息的工具，也是人們指揮計算機(jī)

工作的工具。通常用戶在用程序設(shè)計語言編寫程序時，必須要滿足相應(yīng)語言的文法格式，并且邏輯要正確。只有這樣，

計算機(jī)才能根據(jù)程序中的指令做出相應(yīng)的動作，最后完成用戶所要求完成的各項(xiàng)工作。

②分類：一般它可分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。

低級語言：

/機(jī)器語言：由二進(jìn)制代碼組成、完全面向機(jī)器的指令序列。用機(jī)器語言編寫的程序稱為機(jī)器語言程序，又稱為目

標(biāo)程序。

/匯編語言：用自然符號來代替二進(jìn)制指令代碼，每一個符號對應(yīng)一條機(jī)器指令的符號語言，即符號化了的機(jī)器語

言。

,高級語言：接近于自然語言、易于理解、面向問題的程序設(shè)計語言。

理解：機(jī)器語言和匯編語言都是面向機(jī)器的低級語言，它們對機(jī)器的依賴性很大，用它們開發(fā)的程序通用性很差，而

且要求程序的開發(fā)者必須熟悉和了解計算機(jī)硬件的每一個細(xì)節(jié)，因此，它們面對的用戶是計算機(jī)專業(yè)人員，普通的計

算機(jī)用戶是很難勝任這一工作的。而高級語言與計算機(jī)具體的硬件無關(guān)，其表達(dá)方式接近于被描述的問題，接近于自

然語言和數(shù)學(xué)語言，易被人們掌握和承受。目前，計算機(jī)高級語言已有上百種之多，下面列出幾種最常用的高級語言

及其適用的領(lǐng)域。

BASIC微小型應(yīng)用程序的開發(fā)

FORTRAN科學(xué)及工程計算應(yīng)用程序的開發(fā)

Pascal專業(yè)教學(xué)和應(yīng)用程序的開發(fā)

C應(yīng)用程序與系統(tǒng)程序的開發(fā)

Java語言基于C++,一次編寫，處處運(yùn)行

COBOL商業(yè)、交通和銀行等行業(yè)應(yīng)用程序的開發(fā)

C++面向?qū)ο髴?yīng)用程序的開發(fā)

PROLOG人工智能等程序的開發(fā)

FoxBASE數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的開發(fā)

FoxPro數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的開發(fā)

③計算機(jī)語言的開展：

1代機(jī)器語言（由二進(jìn)制形式的指令代碼組成，不直接編程）

［匯編程序

2代匯編語言（面向機(jī)器的程序設(shè)計語言，采用助記符代替二進(jìn)制）

面向過程（說明做什么，怎么做）:BASIC、Pascal、FoxPro、

3代高級語言?FORTRAN.C等

I—面向?qū)ο螅軌蛎枋鐾活悓ο蟮墓餐瑢傩院?/p>

行為）：C++、Java、VisualBasic.PB等

代

4智能性語言——如PROLOG

3）語言處理程序:

①概述：語言處理程序是將用程序設(shè)計語言編寫的源程序轉(zhuǎn)換成機(jī)器語言的形式，以便計算機(jī)能夠運(yùn)行，這一轉(zhuǎn)換是

由翻譯程序來完成的。翻譯程序除了要完成語言間的轉(zhuǎn)換外，還要進(jìn)展語法、語義等方面的檢查，翻譯程序統(tǒng)稱為語

言處理程序。

②分類：匯編程序、編譯程序和解釋程序三種。

/匯編程序：將用匯編語言編寫的程序（源程序）翻譯成機(jī)器語言程序（目標(biāo)程序），這一翻譯過程稱為匯編。下面

是匯編程序功能示意圖：

匯編程序功能示意圖

/編譯程序：將用高級語言編寫的程序〔源程序）翻譯成機(jī)器語言程序〔目標(biāo)程序）。這一翻譯過程稱為編譯。對匯

編語言而言，通常是將一條匯編語言指令翻譯成一條機(jī)器語言指令，但對編譯而言，往往需要將一條高級語言的

語句轉(zhuǎn)換成假設(shè)干條機(jī)器語言指令。高級語言的構(gòu)造比匯編語言的構(gòu)造復(fù)雜得多。

/解釋程序：邊掃描邊翻譯邊執(zhí)行的翻譯程序，解釋過程不產(chǎn)生目標(biāo)程序。解釋程序?qū)⒃凑Z句一句一句讀入，對每

個語句進(jìn)展分析和解釋。

③工作方式：采用以下兩種方式工作

/編譯方式：把高級語言源程序整個翻譯成目標(biāo)程序。［編譯程序）運(yùn)行編譯

/解釋方式：把高級語言源程序的語句逐條解釋執(zhí)行，但是并不產(chǎn)生目標(biāo)程序。〔解釋程序）解釋

其他系統(tǒng)軟件：如網(wǎng)絡(luò)通信管理系統(tǒng)、監(jiān)控程序、故障處理程序等

4〕數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagementSystem,DBMS）:

①概述：以數(shù)據(jù)庫的方式組織和管理數(shù)據(jù)，通過DBMS實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的整理加工、存儲、檢索和更新等日常管理工作。

②功能：

/對數(shù)據(jù)庫的建立與維護(hù)功能；

/對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)展排序、檢索和統(tǒng)計的功能；

,數(shù)據(jù)或查詢結(jié)果的輸出功能；

/方便的編程功能；

/數(shù)據(jù)的平安性、完整性以及并發(fā)控制等功能；

③目前常用的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有MicrosoftAccess、Oracle、Sybase、VisualFoxPro等。

2,應(yīng)用軟件：

①概述：應(yīng)用軟件指專門為解決某個或某些應(yīng)用領(lǐng)域中的具體任務(wù)而編寫的功能軟件。