第2章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

1、安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部第2講 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 理解進(jìn)位制的概念，掌握不同進(jìn)位制之間的等值轉(zhuǎn)換方法理解計(jì)算機(jī)內(nèi)部使用二進(jìn)制的必要性以及數(shù)據(jù)編碼用直觀的語(yǔ)言描述計(jì)算機(jī)的基本工作過程理解組成微型計(jì)算機(jī)的主要部件及其作用理解系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的不同用途安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部o 2.1計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)表示 o 2.2計(jì)算機(jī)工作原理 o 2.3計(jì)算機(jī)硬件組成 o 2.4微型計(jì)算機(jī)硬件組成 o 2.5 計(jì)算機(jī)軟件 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.1 計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)表示o 2.1.1 數(shù)制 o 2.1.2 八進(jìn)制與十六進(jìn)制 o 2.1.3 進(jìn)位制之間的相互轉(zhuǎn)換o 2.1.4字符數(shù)據(jù)編碼 o 2.1.5存

2、儲(chǔ)單位 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.1.1 數(shù)制數(shù)制也稱計(jì)數(shù)制，是指用一組固定的數(shù)字符號(hào)和統(tǒng)一的規(guī)則來(lái)表示數(shù)值的方法。如10進(jìn)制、60進(jìn)制等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，各種信息都是以二進(jìn)制形式來(lái)表示。一般說來(lái)，任何一種進(jìn)制都有數(shù)碼、基數(shù)、位權(quán)3個(gè)基本要素。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部1數(shù)碼及基數(shù)任何一種進(jìn)制，都要通過某些基本的數(shù)字來(lái)表示數(shù)據(jù)，這些基本數(shù)字稱為數(shù)碼。例如十進(jìn)制有0，1，2，9等10個(gè)數(shù)碼。一種進(jìn)制中基本數(shù)碼的個(gè)數(shù)稱為基數(shù)。例如：十進(jìn)制的基數(shù)為10，記為R=10。2進(jìn)位規(guī)則一般而言，R進(jìn)制的進(jìn)位規(guī)是“逢R進(jìn)一”。例如：十進(jìn)制的進(jìn)位規(guī)則是“逢十進(jìn)一”，二進(jìn)制的進(jìn)位規(guī)則是“逢二進(jìn)一”。 安徽科

3、技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部3位權(quán)與按權(quán)展開式對(duì)于十進(jìn)制數(shù)，數(shù)碼在不同位置所代表的值不同。如數(shù)字6在十位數(shù)位置上表示60，在百位數(shù)上表示600。可見每個(gè)數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以一個(gè)與該數(shù)碼所在位置相關(guān)的常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做“位權(quán)”，簡(jiǎn)稱權(quán)。位權(quán)的大小是以基數(shù)為底、數(shù)碼所在位置的序號(hào)為指數(shù)的整數(shù)次冪。(123.45)10=1102+2101+3100+410-1+510-2安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部一般而言，對(duì)于任意的R進(jìn)制數(shù)： (其中n，m為整數(shù))，都可以下面的按權(quán)展開式將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)數(shù)：(1011.01)2=123+022+121+120+02-1+12-2=11.25安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共

4、教學(xué)部2.1.2 八進(jìn)制與十六進(jìn)制八進(jìn)制有0，1，2，7等8個(gè)數(shù)碼，基數(shù)為8。十六進(jìn)制有0，1，2，9，A，B，C，D，F(xiàn)等16個(gè)數(shù)碼，基數(shù)為16，其中AF對(duì)應(yīng)十進(jìn)制數(shù)的1015。在書寫時(shí)，一般用( )配合下標(biāo)來(lái)表示不同進(jìn)制的數(shù)。 (11011.11)2，(457)8，(4C5A)16。也可以在數(shù)字的后面加特定字母表示該數(shù)的進(jìn)制，在數(shù)字后加字母D或不加字母表示十進(jìn)制數(shù)（如：512D或512）；加字母B、 O、H分別表示二進(jìn)制數(shù) 、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.1.3 進(jìn)位制之間的相互轉(zhuǎn)換 1二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)基本方法是“按權(quán)展開，相加求和”【例2-1】將二進(jìn)制數(shù)1

5、11010.1轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。（111010.1）2=125124123022121020+12-132+16+8+2+0.558.5同理，其它非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的方法與該方法相類似。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，整數(shù)部分：逐步除以2取余數(shù)，直到商為零，然后倒排列；小數(shù)部分：逐步乘2取整數(shù)，直到小數(shù)部分為零或給定的精度為止，順排列?！纠?-2】把十進(jìn)制數(shù)89.6875轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。整數(shù)部分：用“除2取余法”先求出89對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)為(1011001)2安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部小數(shù)部分：用“乘2取整法”求出小數(shù)部分。得出二進(jìn)制小數(shù)部分

6、為(1011)2，則：(89.6875)10=(1011001.1011)2十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)類似。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部3二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)從小數(shù)點(diǎn)開始，整數(shù)部分從右向左每3位看成一組，小數(shù)部分從左向右每3位看成一組，不足三位用補(bǔ)0，然后每三位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的一位八進(jìn)制數(shù)即可。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部【例2-3】 將(1101101111.110101)2 轉(zhuǎn)化為八進(jìn)制數(shù)。解：轉(zhuǎn)化方法如下： (001 101 101 111.110 101)2=(1557.65)8 1 5 5 7 . 6 5 安徽科技學(xué)院計(jì)算

7、機(jī)公共教學(xué)部八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)把每個(gè)八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的3位的二進(jìn)制數(shù)，就得到一個(gè)等值的二進(jìn)制數(shù)。【例2-4】將(6237.431)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)解：轉(zhuǎn)換方法如下：于是，(6237.431)8(110010011111.100011001)2安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分從右向左每4位看成一組，小數(shù)部分從左向右每4位看成一組，不足四位用補(bǔ)0，然后每四位二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)化成對(duì)應(yīng)的一位十六進(jìn)制數(shù)即可。 【例2-5】將二進(jìn)制數(shù)(1101101111.110101)2 轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。解：轉(zhuǎn)換過程如下：(0011 0110 11111101 0100) 2=

8、(36F.D4)16 3 6 F . D 4安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，向左或向右每一位十六進(jìn)制數(shù)用對(duì)應(yīng)的四位二進(jìn)制數(shù)表示，然后將其連在一起即可?！纠?-6】將(3AB.1D)16轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。解：過程如下：于是，(3AB.1D)16(1110101011.00011101)2安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部 十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制與十六進(jìn)制數(shù)字等值對(duì)照表 十進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十六進(jìn)制0 0000000000 00 01 1000100011 11 12 2001000102 22 23 3001100113 33 34 40100

9、01004 44 45 5010101015 55 56 6011001106 66 67 7011101117 77 78 81000100010108 89 91001100111119 91010101010101212A A1111101110111313B B1212110011001414C C1313110111011515D D1414111011101616E E1515111111111717F F安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.1.4字符數(shù)據(jù)編碼字符編碼就是用二進(jìn)制編碼來(lái)表示字母、數(shù)字以及專門符號(hào)。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，有兩種重要的字符編碼方式：ASCII和EBCDIC。EBC

10、DIC主要用于IBM的大型機(jī)，ASCII用于微型機(jī)與小型機(jī)。1. ASCII碼ASCII碼又稱為美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換代碼（American Standard Code For Information Interchange），已被國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）批準(zhǔn)為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，它適用于所有的拉丁文字字母，已在全世界通用。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部標(biāo)準(zhǔn)的ASCII碼是7位碼，用一個(gè)字節(jié)（8位）表示，最高位（D7）總是0，可以表示128個(gè)字符。字符0到9、A到Z、a到z的ASCII碼是連續(xù)的。字符的ASCII碼值大小規(guī)律為：zyaZYA98210空格控制符。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2. 漢字的編碼 漢字

11、編碼標(biāo)準(zhǔn)為了便于計(jì)算機(jī)處理漢字字符，1981年我國(guó)頒布了代號(hào)為GB2312-80的信息交換用漢字編碼字符集基本集，稱為國(guó)標(biāo)碼，作為計(jì)算機(jī)漢字處理的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。國(guó)標(biāo)碼規(guī)定，每個(gè)漢字字符代碼由2個(gè)字節(jié)組成，每個(gè)字節(jié)的最高位為0，其余7位用于組成各種不同的編碼。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部漢字的輸入碼 漢字的“輸入碼”又稱為漢字的“外碼”，解決漢字與鍵盤的對(duì)應(yīng)問題。漢字輸入編碼方案很多，大致可以分為“音碼”和“形碼”兩類，拼音和五筆字型是這兩類編碼的代表。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部漢字機(jī)內(nèi)碼 漢字的機(jī)內(nèi)碼是供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)漢字進(jìn)行存儲(chǔ)、處理、傳輸?shù)拇a，又稱為內(nèi)碼。漢字機(jī)內(nèi)碼是在國(guó)標(biāo)碼的基礎(chǔ)上，

12、將每個(gè)字節(jié)的最高位由0改為1構(gòu)成的。 與ASCII字符編碼一樣，漢字機(jī)內(nèi)碼是供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)識(shí)別漢字的編碼，其碼值是唯一的。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部漢字的字形碼 漢字字形碼是用來(lái)存儲(chǔ)漢字字形信息的數(shù)字化編碼，用于漢字的顯示和打印。目前漢字字形的大多是以點(diǎn)陣方式表示，漢字字形點(diǎn)陣有1616點(diǎn)陣、2424點(diǎn)陣、3232點(diǎn)陣等。漢字字形點(diǎn)陣中每個(gè)點(diǎn)的信息要用一位二進(jìn)制碼來(lái)表示。對(duì)1616點(diǎn)陣的字形碼，一個(gè)漢字字模信息需要用32字節(jié)(16168=32)存儲(chǔ)。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部漢字編碼之間的關(guān)系 漢字的可以有多種，但內(nèi)碼是唯一的，“輸入法程序”負(fù)責(zé)把漢字的外碼轉(zhuǎn)換成內(nèi)碼。如果要輸出漢字，由漢字

13、系統(tǒng)調(diào)用字庫(kù)中的漢字字型信息，根據(jù)字型碼確定漢字的顯示形式。計(jì)算機(jī)處理漢字的過程如圖2-1所示。 圖2-1 計(jì)算機(jī)處理漢字過程安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.1.5存儲(chǔ)單位存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息需要占用一定的存儲(chǔ)空間，用來(lái)衡量存儲(chǔ)空間大小的單位有位、字節(jié)、字等。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，所有信息都是由0、1這兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)字組成，用來(lái)保存一個(gè)0或1的存儲(chǔ)單位稱為“位”(bit)。位是計(jì)算機(jī)最小的存儲(chǔ)單位。 字節(jié)（Byte或B）是計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理數(shù)據(jù)的基本單位，一個(gè)字節(jié)由8位組成，即1B=8bit。表示存儲(chǔ)容量的單位還有KB、MB等，它們之間的相互關(guān)系如下：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB

14、=1024MB 1TB=1024GB 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部計(jì)算機(jī)一次并行存儲(chǔ)、傳輸或操作的一組二進(jìn)制位數(shù)叫做“字”，一個(gè)字由若干個(gè)字節(jié)組成，字所包含的二進(jìn)制位位數(shù)，稱為字長(zhǎng)。不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)字長(zhǎng)可能不同，如：有8位、16位、32位和64位計(jì)算機(jī)等。字長(zhǎng)越長(zhǎng)，計(jì)算機(jī)一次處理的信息位就越多，精度就越高，字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。目前主流微機(jī)的字長(zhǎng)是32位。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.2 計(jì)算機(jī)工作原理 o 2.2.1 指令與程序 o 2.2.2 存儲(chǔ)程序原理 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部計(jì)算機(jī)能自動(dòng)處理信息，是基于“存儲(chǔ)程序”的工作原理。這一原理由美籍匈牙利科學(xué)家馮諾依曼在194

15、6年提出，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)仍然遵循著這一原理。2.2.1 指令與程序計(jì)算機(jī)所能夠識(shí)別和執(zhí)行的命令稱為指令，通常一條指令包括操作碼和操作數(shù)（又叫地址碼）兩部分，如圖2-2所示。操作碼決定要完成的操作，操作數(shù)指參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)及其所在的單元地址。整條指令以二進(jìn)制編碼的形式存放在存儲(chǔ)器中。 圖2-2 計(jì)算機(jī)指令的組成安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部某臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的所有指令，稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，每一種型號(hào)的計(jì)算機(jī)均有自己的特定的指令系統(tǒng)，其指令內(nèi)容和格式均有所不同。計(jì)算機(jī)能根據(jù)人們的安排，自動(dòng)地完成數(shù)據(jù)的快速計(jì)算和加工處理功能，這些功能是依賴程序?qū)崿F(xiàn)的，所謂程序就是為解決某一問題而設(shè)計(jì)的一系列有序的指令

16、集合。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.2.2 存儲(chǔ)程序原理雖然目前計(jì)算機(jī)的種類很多，其制造技術(shù)也發(fā)生了很大的變化，但在基本的硬件結(jié)構(gòu)一直沿襲著馮諾依曼提出的“存儲(chǔ)程序”工作原理，其基本思想為：采用二進(jìn)制數(shù)的形式表示數(shù)據(jù)和指令；將指令和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中，控制器按照程序中指令的邏輯順序，把指令從存儲(chǔ)器中讀取出來(lái)并逐條執(zhí)行；計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)在控制器的統(tǒng)一控制下，協(xié)調(diào)一致的完成由程序所描述的工作，如圖2-3所示。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部圖2-3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理 計(jì)算機(jī)采用“存儲(chǔ)程序”方式工作，進(jìn)一步明確指出了整個(gè)計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)應(yīng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出五大部分組成。 安徽科技學(xué)院計(jì)算

17、機(jī)公共教學(xué)部2.3 計(jì)算機(jī)硬件組成 o 2.3.1 中央處理器o 2.3.2 存儲(chǔ)器o 2.3.3 輸入設(shè)備o 2.3.4 輸出設(shè)備安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.3 計(jì)算機(jī)硬件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，如圖2-4所示。硬件通常是指構(gòu)成計(jì)算機(jī)的實(shí)體。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)有運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備五大部分組成。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部圖2-4 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.3.1 中央處理器中央處理器，簡(jiǎn)稱CPU。它由控制器、運(yùn)算器和寄存器組組成。CPU是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心設(shè)備，通常集中在一塊芯片上。CPU的外觀如圖2-5所示。目前，微機(jī)所使用的C

18、PU基本上都是由Intel和AMD兩家公司制造的。我國(guó)于2002年成功研發(fā)了“龍芯1號(hào)”CPU，2005年正式發(fā)布了“龍芯2號(hào)”，其性能已達(dá)到中等Pentium 4處理器的水平。 圖2-5 CPU的外觀安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部1.CPU的組成結(jié)構(gòu)運(yùn)算器：又稱算術(shù)邏輯單元ALU，主要是執(zhí)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鳎嚎刂破魇钦麄€(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指揮中心，負(fù)責(zé)對(duì)指令進(jìn)行分析，并根據(jù)指令的要求，有條不紊向各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的各部件協(xié)調(diào)一致地工作。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.CPU的性能指標(biāo)CPU的性能決定了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的檔次。CPU最重要的性能指標(biāo)有字長(zhǎng)、主頻、運(yùn)算速度、Cache

19、容量的大小和指令系統(tǒng)等。字長(zhǎng) CPU的字長(zhǎng)是指計(jì)算機(jī)一次并行傳送二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。字長(zhǎng)決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算精度、尋址速度和處理能力。字長(zhǎng)越大，計(jì)算精度越高，處理能力越強(qiáng)。微型機(jī)按字長(zhǎng)可分為8位，16位，32位（80386，80486，Pentium）和64位（Intel Core 2，AMD Athlon 64）。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部主頻主頻是指CPU的時(shí)鐘頻率，主頻是CPU的重要性能指標(biāo)。通常主頻越高，CPU處理數(shù)據(jù)的速度越快。如：Pentium IV 2.0G處理器的時(shí)鐘頻率達(dá)到2.0GHz。運(yùn)算速度運(yùn)算速度是指CPU每秒能執(zhí)行的指令條數(shù)，其單位用MIPS（百萬(wàn)條指令每秒）表示。安徽科

20、技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）是指在CPU與內(nèi)存之間設(shè)置一級(jí)或兩級(jí)高速小容量隨機(jī)存儲(chǔ)器。設(shè)置Cache就是為了解決CPU速度與內(nèi)存速度不匹配的問題。Cache的運(yùn)行速度很快，和CPU幾乎能達(dá)到相同的數(shù)量級(jí)。Cache容量越大越好，但是，它的容量通常做的都非常小，大約幾十KB到上百M(fèi)B不等。指令系統(tǒng)每種CPU在設(shè)計(jì)時(shí)就規(guī)定了一系列與其硬件電路相配合的指令系統(tǒng)，指令系統(tǒng)中的指令越豐富越好。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.3.2 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器按功能可分為主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存）和外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）兩種。一個(gè)存儲(chǔ)器中所存儲(chǔ)的字節(jié)數(shù)稱為存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量通常用KB、MB或

21、GB表示。主存的速度快、容量小、價(jià)格貴；外存的存取速度慢、容量大、便宜。整個(gè)內(nèi)存被分成若干個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元一般可存放8位二進(jìn)制數(shù)。每個(gè)存儲(chǔ)單元都分配一個(gè)唯一的編號(hào)，這個(gè)編號(hào)稱為內(nèi)存的地址。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部1.主存儲(chǔ)器的分類主存儲(chǔ)器按其工作方式不同，可以分為隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）。隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）隨機(jī)存儲(chǔ)器是指允許向存儲(chǔ)單元中存取信息。斷電后，隨機(jī)存儲(chǔ)器中的信息自動(dòng)消失。通常所說的內(nèi)存大小就是指隨機(jī)存儲(chǔ)器的大小。隨機(jī)存儲(chǔ)器如圖2-6所示。 圖2-6 隨機(jī)存儲(chǔ)器安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部只讀存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱ROM）只讀存儲(chǔ)器是只能讀而不能寫的存儲(chǔ)器。斷電后

22、，ROM中的信息不會(huì)丟失。2. 主要性能指標(biāo)主存的主要性能指標(biāo)有存儲(chǔ)速度、存儲(chǔ)容量等。存儲(chǔ)速度 存儲(chǔ)速度指主存儲(chǔ)器存取一次數(shù)據(jù)所用的時(shí)間。存取時(shí)間越短，速度就越快。存儲(chǔ)容量 目前，微機(jī)的內(nèi)存容量已經(jīng)普遍達(dá)到GB級(jí)。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部3外存儲(chǔ)器常用的外存儲(chǔ)器有優(yōu)盤、軟盤、硬盤和光盤等。優(yōu)盤優(yōu)盤（也稱U盤或閃盤）是一種可以直接插在USB接口上進(jìn)行讀寫的外存儲(chǔ)器。由于其具有容量大、體積小、易攜帶等優(yōu)點(diǎn)，目前已被廣泛使用，如圖2-7所示。 圖2-7 U盤安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部軟盤計(jì)算機(jī)常用的軟盤是3.5英寸盤，其容量一般為1.44MB，如圖2-8所示。由于軟盤的存儲(chǔ)容量小，易損壞等缺點(diǎn)

23、，現(xiàn)在已基本被淘汰。圖2-8 軟盤和軟盤驅(qū)動(dòng)器安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部硬盤硬盤是用戶存放程序、數(shù)據(jù)和結(jié)果的主要地方，硬盤里存儲(chǔ)的信息不會(huì)因斷電而丟失。硬盤存儲(chǔ)容量大，目前常見的有200GB、300GB、500GB等。硬盤由多個(gè)盤片組成，盤片的每一面都有一個(gè)磁頭。硬盤在使用時(shí)，要將盤片格式化成若干個(gè)磁道（稱為柱面），每個(gè)磁道再劃分為若干個(gè)扇區(qū)。圖2-9 硬盤的外觀及內(nèi)部結(jié)構(gòu) 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部硬盤容量的計(jì)算公式為：硬盤容量=磁頭數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)每扇區(qū)字節(jié)數(shù)。硬盤的的性能指標(biāo)除了包括存儲(chǔ)容量外，還有盤片轉(zhuǎn)速和內(nèi)置Cache的大小等因素。目前的磁盤轉(zhuǎn)速有5400r/min和7200r/m

24、in，10000 r/min等。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部光盤光盤是通過光盤驅(qū)動(dòng)器中的激光束來(lái)讀寫的。光盤上讀取數(shù)據(jù)時(shí)，光驅(qū)的定向激光束在光盤的表面上迅速移動(dòng)，觀察激光經(jīng)過的每一個(gè)點(diǎn)，以確定激光束是否被反射，從而形成數(shù)據(jù)。光盤有三類：只讀光盤（ CD-ROM ）、一次寫入型光盤（ CD-R ）和可擦寫光盤(CD-RW) 。光盤容量大（一般為650MB）。圖2-10光驅(qū)和光盤安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部用來(lái)衡量光盤驅(qū)動(dòng)器傳輸數(shù)據(jù)速度的單位為“倍速”。1倍速的數(shù)據(jù)傳輸速率是150KB/s，52倍速CD-ROM的數(shù)據(jù)傳輸速率是52150KB/s=7.6MB/s。DVD（Digital Video

25、Disc）光盤是新一代的CD產(chǎn)品，它的盤片尺寸和CD光盤相同，不同之處在于讀取數(shù)據(jù)時(shí)DVD采用更短波長(zhǎng)的激光束。DVD光盤驅(qū)動(dòng)器兼容CD光盤，它的容量有4.7GB、7.5GB和17GB等多種。DVD光盤也有DVD-ROM（DVD只讀光盤）、DVD-R（DVD一次寫入型光盤）和DVD-RW（DVD可擦寫光盤）。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.3.3 輸入設(shè)備能夠向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備稱為輸入設(shè)備。鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、觸摸屏、數(shù)字化儀等裝置都屬于輸入設(shè)備。1鍵盤現(xiàn)在的鍵盤通常有101鍵鍵盤和104鍵鍵盤兩種，目前較常用的是104鍵鍵盤。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2鼠標(biāo)鼠標(biāo)是目前微機(jī)必備的一

26、種輸入設(shè)備，鼠標(biāo)可以方便準(zhǔn)確地移動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行定位。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，鼠標(biāo)可分為機(jī)械式和光電式兩種。機(jī)械式鼠標(biāo)底部有一個(gè)橡膠小球，當(dāng)鼠標(biāo)在水平面上滾動(dòng)時(shí)，小球與平面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而控制光標(biāo)移動(dòng)。光電式鼠標(biāo)對(duì)光標(biāo)進(jìn)行控制的是鼠標(biāo)底部的兩個(gè)平行光源，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)時(shí)，光源發(fā)出的光經(jīng)反射后轉(zhuǎn)化為移動(dòng)信號(hào)，控制光標(biāo)移動(dòng)。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部3掃描儀掃描儀是一種典型的圖像輸入設(shè)備，它可以將圖片、照片輸入到計(jì)算機(jī)中，并轉(zhuǎn)換為圖像文件存儲(chǔ)于硬盤；也可以將紙質(zhì)的文本掃描為圖像后用相關(guān)的軟件轉(zhuǎn)換為電子文檔。掃描儀主要分為三類：手持式、平板式和滾筒式。平板式掃描儀的性能要優(yōu)于手持式和滾筒式掃描儀，目前在市面上大部分的

27、掃描儀都屬于平板式掃描儀。掃描儀的主要技術(shù)參數(shù)是分辨率，用每英寸的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)表示，其單位是DPI。分辨率越高，掃描得到的圖像的效果越好。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部4觸摸屏觸摸屏是一種定位設(shè)備，它通過一定的物理手段，當(dāng)用戶用手指或者其它設(shè)備觸摸安裝在計(jì)算機(jī)顯示屏前的觸摸層時(shí)，所摸到的位置被觸摸屏控制器檢測(cè)到，并通過串行口送到CPU，從而確定用戶所輸入的信息。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部5數(shù)字化儀數(shù)字化儀是一種圖形輸入設(shè)備。由于它可以把各種圖形的信息轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的計(jì)算機(jī)可識(shí)別數(shù)字信號(hào)，送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，并具有精度高、工作幅面大等優(yōu)點(diǎn)，如圖2-11所示。 圖2-11 數(shù)字化儀安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教

28、學(xué)部2.3.4 輸出設(shè)備將計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)或信息輸出給用戶的設(shè)備稱為輸出設(shè)備。它是把各種數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來(lái)的一種部件。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部1顯示器顯示器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最常用的信息輸出設(shè)備，它的類型很多，如圖2-12所示。根據(jù)顯像管的不同可分為三種類型：陰極射線管（CRT）、發(fā)光二極管（LED）和液晶（LCD）顯示器。圖2-12 CRT顯示器和液晶顯示器 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部CRT顯示器的主要性能指標(biāo)有點(diǎn)距、分辨率、顯示尺寸等。點(diǎn)距點(diǎn)距一般指的是顯像管水平方向上相鄰?fù)珶晒夥巯袼亻g的距離。點(diǎn)距越小單位顯示區(qū)內(nèi)顯示

29、像素點(diǎn)越多，顯示的圖像越清晰。用顯示區(qū)域的寬和高分別除以點(diǎn)距，即得到顯示器在垂直和水平方向最高可以顯示的像素點(diǎn)數(shù)。分辨率分辨率是指屏幕上可以容納像素點(diǎn)的總和，分辨率越高，屏幕上能顯示的像素也就越多，圖像越精細(xì)，但所得到的圖像或文字就越小。如分辨率為800600，那么其中800表示屏幕上水平方向垂直方向顯示的像素點(diǎn)數(shù)分別為800和600。分辨率與顯示尺寸及點(diǎn)距有關(guān)。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部顯示區(qū)域尺寸尺寸是衡量一臺(tái)顯示器顯示屏幕大小的重要技術(shù)指標(biāo)，其度量單位一般為英寸（1英寸=2.539厘米）。目前市場(chǎng)上常見顯示器有15、17、19、21英寸等。尺寸大小是指顯像管對(duì)角尺寸。刷新頻率刷新頻率是

30、指每秒鐘內(nèi)屏幕畫面刷新的次數(shù)。刷新頻率越高，畫面閃爍越小，感覺畫面比較穩(wěn)定；刷新頻率低，屏幕閃爍大，容易產(chǎn)生眼疲勞。通常刷新頻率在75Hz90Hz之間較為合適。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2打印機(jī) 打印機(jī)是常用的輸出設(shè)備。目前常用的打印機(jī)有針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)三種。針式打印機(jī)的主要優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，維護(hù)費(fèi)用低；缺點(diǎn)是：打印速度慢、噪聲大、打印質(zhì)量稍差。噴墨打印機(jī)主要優(yōu)點(diǎn)是：打印精度較高、噪聲低、價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是：打印速度慢，使日常維護(hù)費(fèi)用高。圖2-13 針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部激光打印機(jī)由于具有精度高、打印速度快、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越成為辦

31、公自動(dòng)化的主流。激光打印機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)就是分辨率。3繪圖儀繪圖儀是一種圖形輸出設(shè)備，它可在軟件的支持下，繪出各種復(fù)雜、精確的圖形。繪圖儀有平臺(tái)式和滾筒式兩大類。目前使用較廣泛的是平臺(tái)式繪圖儀。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部微型計(jì)算機(jī)簡(jiǎn)稱微機(jī)，它以微處理器為基礎(chǔ)，配以內(nèi)存儲(chǔ)器及IO接口電路而構(gòu)成的裸機(jī)。目前使用的計(jì)算機(jī)大多具有多媒體功能，一臺(tái)多媒體計(jì)算機(jī)主要由主機(jī)和外設(shè)構(gòu)成，如圖2-14所示。圖2-14 多媒體電腦2.4 微型計(jì)算機(jī)硬件組成 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部主機(jī)是微機(jī)中最主要的設(shè)備,主機(jī)中有主板、CPU、內(nèi)存條、硬盤、光盤驅(qū)動(dòng)器等重要配件，都被安裝在主機(jī)箱內(nèi)。在主機(jī)箱的正面板上，可

32、以看到光盤驅(qū)動(dòng)器、USB接口、一些按鈕及指示燈。指示燈用來(lái)告訴用戶微機(jī)的工作情況。按鈕主要有電源開關(guān)和復(fù)位鍵，電源開關(guān)用來(lái)開機(jī)或關(guān)機(jī)。當(dāng)微機(jī)出現(xiàn)異?；颉八罊C(jī)”時(shí)，可以在不關(guān)機(jī)的情況下按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)微機(jī)。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.4.2 主板主板又稱系統(tǒng)板或母板，是微機(jī)系統(tǒng)最基本、最重要的部件之一。幾乎所有微機(jī)部件都直接或間接連接到主板上，主板的性能關(guān)系到整個(gè)微機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的速度和穩(wěn)定性。主板上分布著各種電子元件、插座、插槽、接口。主板的外觀及I/O接口如圖2-15、2-16所示。主板上主要有以下幾個(gè)部件：安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部圖2-15 主板圖2-16 主板I/O接口安徽科技學(xué)院計(jì)

33、算機(jī)公共教學(xué)部1.CPU插座CPU插座用于安裝CPU。CPU接口方式先后有引腳式、卡式、觸點(diǎn)式及針腳式，目前基本都是針腳式接口。對(duì)應(yīng)不同的接口，主板上就有不同的插槽類型。其插孔數(shù)、體積及形狀都不相同，不能混用。Intel和AMD兩家公司都分別為自己的CPU設(shè)計(jì)了一系列插座和插槽，用來(lái)支持不同規(guī)格的處理器。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2內(nèi)存插槽內(nèi)存插槽是主板上用來(lái)安裝內(nèi)存的地方。內(nèi)存插槽類型主要SDRAM型、DDR型、DDR2型三種插槽。需要注意的是不同類型的內(nèi)存插槽它們的引腳、電壓、性能功能都不盡相同，不同的內(nèi)存在不同的內(nèi)存插槽上不互相兼容。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部3BIOS控制芯片BI

34、OS芯片是主板上一個(gè)很重要的芯片，主要完成系統(tǒng)與外設(shè)之間的輸入輸出工作。每次啟動(dòng)微機(jī)時(shí)，都要調(diào)用BIOS的自檢程序，檢查主要部件，保證它們正常工作。BIOS程序是微機(jī)系統(tǒng)中非常重要的一部分，它固化到主板ROM中，當(dāng)用戶加電開機(jī)時(shí)，首先訪問ROM中BIOS程序。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部4控制芯片組主板上的控制芯片組決定了主板的性能與功能?？刂菩酒M按照在主板的位置，一般分為北橋芯片和南橋芯片。北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU的聯(lián)系并控制內(nèi)存、AGP、PCI數(shù)據(jù)在北橋內(nèi)部傳輸，提供對(duì)CPU類型和主頻、系統(tǒng)前端總線頻率、內(nèi)存類型和最大容量、PCI/AGP插槽、糾錯(cuò)等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核

35、心。北橋芯片的好壞，決定了主板性能的高低。南橋芯片連接著多種低速外部設(shè)備，它提供的接口越多，微機(jī)的功能擴(kuò)展性越強(qiáng)?？刂菩酒M的類型將直接影響主板甚至整機(jī)的性能。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部5總線擴(kuò)展槽所謂總線，是指一組連接各個(gè)部件的公共通信線，即兩個(gè)或多個(gè)設(shè)備之間進(jìn)行通信的路徑。按照總線內(nèi)所傳輸?shù)男畔⒌牟煌?，總線可分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。地址總線用來(lái)傳送CPU尋址存儲(chǔ)單元和外設(shè)接口的地址信息，數(shù)據(jù)傳輸是單向的。地址總線的位數(shù)決定了CPU的尋址能力，也決定了微型機(jī)的最大內(nèi)存容量。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部數(shù)據(jù)總線用于CPU與存儲(chǔ)器、CPU與I/O接口之間數(shù)據(jù)的雙向傳輸。數(shù)據(jù)總線的傳

36、輸方向是雙向的?？刂瓶偩€主要用來(lái)傳送控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。控制總線的傳送方向由具體控制信號(hào)而定，一般是雙向的，控制總線的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際控制需要而定。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部6I/O接口I/O接口是以IC芯片或接口板形式出現(xiàn)的電子電路。它是CPU和I/O設(shè)備之間交換信息的橋梁和媒介。 目前，微機(jī)已經(jīng)把IDE接口（ “電子集成驅(qū)動(dòng)器”，它的本意是指把“硬盤控制器”與“盤體”集成在一起的硬盤驅(qū)動(dòng)器。）、串口、并口、PS2接口、USB接口都集成到主板上。有的主板還集成了聲卡、顯示卡等。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部7顯示適配器顯示適配器又稱“顯卡”，是連接主機(jī)與顯示器的接口卡。其作用是將主機(jī)的輸

37、出信息轉(zhuǎn)換成字符、圖形和顏色等信息，傳送到顯示器上顯示。顯卡插在主板的PCI、AGP插槽中。顯卡主要性能指標(biāo)有：刷新頻率、色彩位數(shù)（彩色深度）、顯示分辨率、顯存容量。顯卡的外觀如圖2-17所示。目前，大多數(shù)計(jì)算機(jī)的顯卡都集成在主板上。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部圖2-17 顯卡安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部8聲卡聲卡是將聲音信息模數(shù)轉(zhuǎn)換的設(shè)備。現(xiàn)在的主板上大多已經(jīng)集成了聲卡，如果對(duì)聲音效果有較高要求，可另外加配高性能的聲卡。聲卡的外觀如圖2-18所示。圖2-18 聲卡 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.5 計(jì)算機(jī)軟件 o 2.5.1 系統(tǒng)軟件o 2.5.2 應(yīng)用軟件o 2.5.3 軟件的運(yùn)行環(huán)境及

38、安裝 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部所謂軟件就是指程序和運(yùn)行程序時(shí)所需的數(shù)據(jù)，以及與這些程序和數(shù)據(jù)有關(guān)的文檔資料。軟件可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。軟件是用戶與硬件之間的接口界面。用戶主要是通過軟件與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)時(shí)，必須通盤考慮軟件與硬件的結(jié)合，以及用戶對(duì)軟件的要求。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部2.5.1 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指為了高效率使用和管理計(jì)算機(jī)、為用戶提供友好界面、幫助用戶編寫和調(diào)試應(yīng)用程序的通用程序集合。常用的系統(tǒng)軟件有：操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和服務(wù)程序等，其中操作系統(tǒng)是系統(tǒng)軟件的核心。1操作系統(tǒng) 操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)的“大

39、管家”，主要用來(lái)管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源。概括起來(lái)其主要功能有：管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源、組織協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行以增強(qiáng)系統(tǒng)的處理能力、提供人機(jī)接口，方便用戶使用計(jì)算機(jī)。安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部目前，常見的操作系統(tǒng)有：微軟的Windows 系列、蘋果的Mac OS、UNIX、Linux等。2語(yǔ)言處理程序按照與人類自然語(yǔ)言的接近程度，計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言可以分為：機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言。其中機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言屬于低級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言機(jī)器語(yǔ)言是直接用二進(jìn)制代碼表達(dá)計(jì)算機(jī)指令的語(yǔ)言，每條指令都是由0和1代碼組成，是計(jì)算機(jī)硬件唯一可以直接識(shí)別并執(zhí)行的語(yǔ)言。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)算速度快，缺點(diǎn)是難以理解、閱讀、記憶和修改。不同計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言不同。 安徽科技學(xué)院計(jì)算機(jī)公共教學(xué)部匯編語(yǔ)言為了克服機(jī)器語(yǔ)言的缺點(diǎn)，人們用易于理解和記憶的符號(hào)來(lái)代替機(jī)器語(yǔ)言的二進(jìn)制代碼，這便是匯編語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言亦稱為符號(hào)語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言雖比機(jī)器語(yǔ)言直觀，但基本上還是一條指令對(duì)應(yīng)一種基本