c語言第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)

1、1三級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)第一章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)21.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成31.1.1 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)信息處理的特性計(jì)算機(jī)不是簡(jiǎn)單的計(jì)算器，它主要的功能是對(duì)信息的處理。廣泛的適應(yīng)性適用于多種行業(yè)，不同行業(yè)使用不同的軟硬件來適應(yīng)。計(jì)算機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都十分明顯計(jì)算機(jī)不是萬能的，不能完全代替人的工作。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件的不斷改進(jìn)，計(jì)算機(jī)的處理速度越來越快，工作效率越來越高，成本和價(jià)格越來越低。購(gòu)買計(jì)算機(jī)可以滿足需要就可以，不必一味追求高性能。這就是對(duì)待計(jì)算機(jī)的價(jià)值觀。41.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段大型機(jī)階段（mainframe）分為電子管、晶體管、中小規(guī)模集成電路、超大規(guī)模集成電路幾個(gè)發(fā)展時(shí)期1946年在美國(guó)

2、賓西法尼亞大學(xué)問世的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC是大型機(jī)的鼻祖代表性企業(yè)：IBM、富士通、DEC小型機(jī)階段（ puter）是對(duì)大型機(jī)的第一次“縮小化”，能滿足中小型企事業(yè)單位的信息要求代表企業(yè)：DEC 代表機(jī)型：VAX微型機(jī)階段（ puter）是對(duì)大型機(jī)的第二次“縮小化”代表企業(yè)：蘋果Apple II、IBMPC，成為個(gè)人及家庭能買得起的計(jì)算機(jī)聯(lián)想集團(tuán)于2005年5月1日收購(gòu)美國(guó)IBM公司的全球PC業(yè)務(wù)51.1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段（續(xù)）客戶機(jī)/服務(wù)器階段（Client/Server）在20世紀(jì)70年代開始出現(xiàn)局域網(wǎng)（局部范圍的網(wǎng)絡(luò)）。對(duì)等網(wǎng)：每臺(tái)計(jì)算機(jī)從邏輯上都是平等的。非對(duì)等網(wǎng)絡(luò)：存在主從關(guān)

3、系，也稱C/S結(jié)構(gòu)，其中C表示CLIENT客戶機(jī)；S表示SERVER服務(wù)器服務(wù)器的處理能力強(qiáng)而客戶機(jī)的處理能力弱，稱為“瘦客戶機(jī)/胖服務(wù)器”；反之，稱為“胖客戶機(jī)/瘦服務(wù)器”，視具體情況而定?；ヂ?lián)網(wǎng)階段從1969年美國(guó)國(guó)防部的阿帕網(wǎng)（ARPANET）開始，Internet迅速發(fā)展起來1983年TCP/IP成為APRANET的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)志著ARPANET演變?yōu)镮nternet。6計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要事件 1946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC誕生，它是一臺(tái)電子管的計(jì)算機(jī)。1971年微型計(jì)算機(jī)誕生，以INTEL公司的4004和4040為標(biāo)志。1969年互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的前身ARPANET（阿帕網(wǎng)）誕生。19

4、91年6月我國(guó)第一條互聯(lián)專線從中科院的高能物理所（簡(jiǎn)稱高能所）連到斯坦福大學(xué)的直線加速器上。標(biāo)志著中國(guó)開始進(jìn)入互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域。1994年我國(guó)實(shí)現(xiàn)了采用TCP/IP的國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)的全功能連接。71.1.3 計(jì)算機(jī)的種類1傳統(tǒng)的分類巨型機(jī)大型機(jī)中型機(jī)小型機(jī)微型機(jī)81.1.3 計(jì)算機(jī)的種類2現(xiàn)代的分類服務(wù)器一般具有強(qiáng)大的處理能力、大容量的存儲(chǔ)設(shè)備和快速的輸入輸出通道和聯(lián)網(wǎng)能力的稱為專業(yè)級(jí)服務(wù)器；需要注意，任何計(jì)算機(jī)都要可以充當(dāng)服務(wù)器工作站一般指圖形工作站，主要表現(xiàn)在需要一個(gè)較大的顯示器和較強(qiáng)的圖形處理能力，以便顯示設(shè)計(jì)圖、工程圖、控制圖等。現(xiàn)在這種差別越來越模糊了。臺(tái)式機(jī)一般就指?jìng)€(gè)人電腦或微型機(jī)。由主機(jī)箱

5、、顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等組成，也稱為桌面機(jī)。筆記本又稱便攜機(jī)或移動(dòng)PC，功能與臺(tái)式機(jī)不相上下，但價(jià)格較貴手持設(shè)備又稱掌上電腦或亞筆記本，如PDA、商務(wù)通、快譯通、第三代手機(jī)91.1.4 計(jì)算機(jī)的配置包括臺(tái)式機(jī)、便攜機(jī)、工作站、服務(wù)器等計(jì)算機(jī)的配置。處理器（CPU）、內(nèi)存、硬盤、顯示器、操作系統(tǒng)、光驅(qū)等。外設(shè)：打印機(jī)、掃描儀、投影機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等。101.1.5 計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)目的：判斷一臺(tái)計(jì)算機(jī)的優(yōu)劣主要技術(shù)指標(biāo)：位數(shù)運(yùn)算速度存儲(chǔ)容量CPU時(shí)鐘主頻帶寬/數(shù)據(jù)傳輸速率版本可靠性111位數(shù)也稱字長(zhǎng)，是指CPU一次能處理數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常與CPU的寄存器位數(shù)有關(guān)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，數(shù)的表示范圍也越大，精度也越

6、高。計(jì)算機(jī)有8位、16位、32位以及64位之分。奔騰是32位的，這是指該處理器，特別是其中的寄存器能夠保存32位的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的常用單位：位（bit）：計(jì)算機(jī)中最小的數(shù)據(jù)單位，指的是二進(jìn)制數(shù)的一位，也稱為“比特”。一位只能存放一個(gè)二進(jìn)制數(shù)，即“0”或“1”。字節(jié)（Byte）：計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的基本單位，計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的大小是用字節(jié)的多少來衡量的。一個(gè)字節(jié)等于8位，即：lB=8bit。字（word）：由一個(gè)或若干個(gè)字節(jié)組成，通常為16位，因此32位是一個(gè)雙字長(zhǎng)，64位是兩個(gè)雙字長(zhǎng)。用于服務(wù)器的Alpha芯片和安騰芯片為64位。12十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制十進(jìn)制（D）：日常生活中使用，逢十進(jìn)一

7、二進(jìn)制（B）：計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用的二進(jìn)制，逢二進(jìn)一如：1010，相當(dāng)于是十進(jìn)制10，讀作“幺零幺零”十六進(jìn)制（H）：二進(jìn)制太長(zhǎng)，容易寫錯(cuò)，用一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)據(jù)表示四位二進(jìn)制。對(duì)應(yīng)關(guān)系：0：0000；1：0001； 2：0010；3：0011；A：1010；B：1011； C：1100；D：1101；E：1110；F：1111例如：CD21H1100 1101 0010 0001132速度每秒鐘執(zhí)行的指令條數(shù)來表示單位：MIPS（Million Instructions Per Second）含義：?jiǎn)巫珠L(zhǎng)定點(diǎn)指令的平均執(zhí)行速度，即每秒執(zhí)行一百萬條指令例如：經(jīng)典奔騰的處理速度可達(dá)到300MIPS。每秒執(zhí)

8、行浮點(diǎn)指令的平均數(shù)目來表示單位：MFLOPS（Million FLOating Instruction Per Second）含義：每秒執(zhí)行一百萬條浮點(diǎn)指令。常用的單位還有GFLOPS、TFLOPS等，轉(zhuǎn)換關(guān)系是：1TFLOPS=103GFLOPS=106MFLOP。由于運(yùn)算快慢與微處理器的時(shí)鐘頻率緊密相關(guān)，因此人們也用主頻（計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率）來表示CPU 的處理速度。143容量能存儲(chǔ)信息的總字節(jié)數(shù)。不僅影響著存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的多少，也影響著這些程序的運(yùn)行速度單位是字節(jié)，英文為Byte，縮寫為B。常用的單位還有KB、MB、GB、TB等，它們之間的關(guān)系是：1TB=210GB=220MB=230KB

9、=240B磁盤存儲(chǔ)器除了存儲(chǔ)容量外，還有一些特殊的指標(biāo)：平均尋道時(shí)間：磁頭沿著盤徑移動(dòng)到達(dá)需要讀寫的那個(gè)磁道花費(fèi)的平均時(shí)間。平均等待時(shí)間：需要讀寫的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到讀寫磁頭下面花費(fèi)的平均時(shí)間。數(shù)據(jù)傳輸速率：磁頭找到所需讀寫的扇區(qū)后，每秒鐘可以讀出或?qū)懭氪疟P的字節(jié)數(shù)。154數(shù)據(jù)傳輸率也常稱為帶寬，反映計(jì)算機(jī)的通信能力單位：bps (bits per second)，即每秒傳輸1位或1比特常用單位有Kbps、Mbps、Gbps，換算關(guān)系是：1Gbps=103Mbps=106Kbps=109bps與衡量?jī)?nèi)存或磁盤容量區(qū)別：1TB=210GB=220MB=230KB=240B165版本不同時(shí)期有不同的型號(hào)和

10、版本，型號(hào)和版本號(hào)往往能簡(jiǎn)單地反映出性能的優(yōu)劣；例如：Windows 2003要比Windows 2000作了不少的改進(jìn)，Office 2003在Office 2000的基礎(chǔ)上進(jìn)行的功能的擴(kuò)充；型號(hào)和版本號(hào)往往具體商業(yè)色彩，不能算作技術(shù)指標(biāo)。176可靠性MTBF：Mean Time Between Failures，平均無故障時(shí)間多長(zhǎng)時(shí)間系統(tǒng)發(fā)生一次故障，反映了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性MTTR：Mean Time To Repair，平均故障修復(fù)時(shí)間修復(fù)一次故障所需的時(shí)間，反映了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可維修性MTBF時(shí)間很長(zhǎng)，MTTR時(shí)間很短，說明系統(tǒng)的可靠性高181.1.6 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域1科學(xué)計(jì)算計(jì)算機(jī)

11、用于數(shù)學(xué)問題的計(jì)算，是計(jì)算機(jī)應(yīng)用最早的領(lǐng)域。如：解方程組、解微分方程又稱為數(shù)值計(jì)算2事務(wù)處理又稱為信息管理，用計(jì)算機(jī)對(duì)信息進(jìn)行收集、加工、存儲(chǔ)和傳遞等工作如：文字處理、填寫報(bào)表、數(shù)據(jù)檢索、情報(bào)管理、辦公室自動(dòng)化、企業(yè)管理等事務(wù)處理并不涉及復(fù)雜的數(shù)學(xué)問題，但數(shù)據(jù)量大、實(shí)時(shí)性強(qiáng)，已成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用中工作量最大的領(lǐng)域之一。3過程控制用計(jì)算機(jī)對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過程或某種裝置的運(yùn)行過程進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)并實(shí)施自動(dòng)控制191.1.6 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域（續(xù)）4輔助工程CAD：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；利用計(jì)算機(jī)來幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程度，節(jié)省人力和物力。 CAM：計(jì)算機(jī)輔助制造；利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)備的管

12、理、控制與操作，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期。CAT計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試；利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行復(fù)雜而大量的測(cè)試工作。CAE計(jì)算機(jī)輔助工程；CAI計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；利用計(jì)算機(jī)幫助教師講授和學(xué)生學(xué)習(xí)的自動(dòng)化系統(tǒng)。201.1.6 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域5人工智能利用計(jì)算機(jī)的邏輯推理能力，模擬人類的某些智能行為。它包括用計(jì)算機(jī)模仿人的感知能力、思維能力和行為能力等。例如：專家系統(tǒng)、模式識(shí)別、問題求解、定理證明、機(jī)器翻譯、自然語言理解、智能機(jī)器人等。6網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用如：電子郵件、WWW服務(wù)、資料檢索、IP電話、電子商務(wù)、電子政務(wù)、BBS、遠(yuǎn)程教育等，7多媒體應(yīng)用如：文化教育、技術(shù)培訓(xùn)、電子圖書、觀光旅游、商用及家

13、庭應(yīng)用等方面。以圖片、動(dòng)畫、視頻、音樂及解說等媒體素材形式將內(nèi)容展現(xiàn)給廣大讀者。211.2 計(jì)算機(jī)硬件組成221.2.1 計(jì)算機(jī)硬件和軟件1硬件和軟件計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成，缺一不可硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮強(qiáng)大功能的靈魂。功能上具有等價(jià)性某個(gè)功能既可以用硬件實(shí)現(xiàn)，也可以用軟件實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)現(xiàn)成本很高，但速度很快，軟件實(shí)現(xiàn)成本較低，但速度較慢究竟是使用硬件實(shí)現(xiàn)還軟件，要根據(jù)具體情況而定。發(fā)展上具有同步性往住硬件升級(jí)了，軟件也了隨之升級(jí)，反之也然。23硬件定義：硬件是組成計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備的總稱，它們由各種器件和電子線路組成，是計(jì)算機(jī)完成工作的物質(zhì)基礎(chǔ)。馮.諾伊曼結(jié)構(gòu)的

14、計(jì)算機(jī)，五大部件：存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備24存儲(chǔ)器：記憶能力的部件，用來存放程序和數(shù)據(jù)。程序送到控制器，而數(shù)據(jù)則送到運(yùn)算器。存儲(chǔ)器按照位置分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器速度快、容量小，價(jià)格貴，不能長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)或程序，CPU可以直接訪問；外存儲(chǔ)器容量大、速度慢、價(jià)格便宜、作為一種輔助存儲(chǔ)器主要用來存放一些暫時(shí)不用而需要長(zhǎng)期保存的數(shù)據(jù)或程序。內(nèi)存儲(chǔ)器按照功能和存儲(chǔ)信息的原理分為隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)。隨機(jī)存儲(chǔ)器既可讀又可寫，掉電后數(shù)據(jù)丟失；只讀存儲(chǔ)器只能讀不能寫，掉電后數(shù)據(jù)不丟失，常將操作系統(tǒng)基本輸入輸出程序固化其中，一通電立即執(zhí)行。25運(yùn)算器：ALU，用于對(duì)數(shù)據(jù)

15、進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器：指揮系統(tǒng)。運(yùn)算器和控制器合稱中央處理器CPU。輸入設(shè)備：用來輸入程序和數(shù)據(jù)的部件。鍵盤、鼠標(biāo)、麥克風(fēng)、掃描儀等。輸出設(shè)備：用來輸出結(jié)果的部件。顯示器、打印機(jī)、音箱、繪圖儀等。261.2.1 計(jì)算機(jī)硬件和軟件(續(xù))2硬件的組成層次第一層次：芯片包括微處理器芯片、存儲(chǔ)器芯片、I/O芯片等。它們是硬件組成的基礎(chǔ)。第二層次：板卡計(jì)算機(jī)的主板和各種插卡，這些板卡上承載著相關(guān)的芯片和其他元器件。第三層次：設(shè)備/整機(jī)在設(shè)備的機(jī)箱內(nèi)，固定著相關(guān)板卡、其他部件以及相應(yīng)的布線第四層次：網(wǎng)絡(luò)各種計(jì)算機(jī)設(shè)備通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備及傳輸線纜，形成大大小小的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)網(wǎng)的硬件設(shè)施就是這樣組成的。271

16、.2.2 微處理器芯片發(fā)展簡(jiǎn)史8位機(jī)時(shí)代：Intel 8080Motorola的6800、Zilog的Z80等。16位機(jī)時(shí)代Intel 8088：準(zhǔn)16位芯片，內(nèi)部體系結(jié)構(gòu)是16位的，與外部設(shè)備的通信卻采用8位總線IBM-PC芯片，用于個(gè)人計(jì)算平臺(tái)促進(jìn)了DOS和Lotusl-2-3等軟件的成長(zhǎng)32位機(jī)時(shí)代：奔騰機(jī)，成為運(yùn)行Windows 9x/2000/XP vista及大量PC應(yīng)用軟件的重要平臺(tái)與奔騰競(jìng)爭(zhēng)的芯片還有AMD公司的K6、Cyrix公司的MII以及IDT公司的WinChip芯片等281.2.3 奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)1超標(biāo)量（Superscalar）技術(shù)通過內(nèi)置多條流水線來同時(shí)執(zhí)行多個(gè)

17、處理，實(shí)質(zhì)是以空間換取時(shí)間。在經(jīng)典奔騰中，由兩條整數(shù)指令流水線（U指令流水線和V指令流水線）和一條浮點(diǎn)指令流水線組成。流水線U既可以執(zhí)行精簡(jiǎn)指令，又可以執(zhí)行復(fù)雜指令，而流水線V只能執(zhí)行精簡(jiǎn)指令。291.2.3 奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)（續(xù)）2超流水線（Super pipeline）技術(shù)通過細(xì)化流水、增加級(jí)數(shù)、提高主頻，使得在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)完成一個(gè)甚至多個(gè)操作，其實(shí)質(zhì)是以時(shí)間換取空間。是RISC（精簡(jiǎn)指令集計(jì)算機(jī)）采用的一種并行處理技術(shù)。經(jīng)典奔騰的每條整數(shù)流水線都分為4級(jí)流水，即指令預(yù)取、譯碼、執(zhí)行、寫回結(jié)果。浮點(diǎn)流水線可分為8級(jí)流水，前4級(jí)與整數(shù)流水線相同，后4級(jí)則包括兩級(jí)浮點(diǎn)操作、一級(jí)四舍五入及寫

18、回浮點(diǎn)運(yùn)算結(jié)果、一級(jí)為出錯(cuò)報(bào)告301.2.3 奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)（續(xù)）3分支預(yù)測(cè)在流水線運(yùn)行時(shí)，總是希望預(yù)取到的指令是處理器將要執(zhí)行的指令。當(dāng)進(jìn)行循環(huán)操作時(shí)，就會(huì)遇到要不要轉(zhuǎn)移的問題，一旦轉(zhuǎn)移成功，而未預(yù)取到轉(zhuǎn)移后需要執(zhí)行的指令，此時(shí)流水線斷流，從而必須重新取指令，這就影響了處理速度。在奔騰芯片上內(nèi)置了一個(gè)分支目標(biāo)緩存器，用來動(dòng)態(tài)地預(yù)測(cè)程序分支的轉(zhuǎn)移情況，從而使流水線的吞吐率能保持較高的水平311.2.3 奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)(續(xù))4雙Cache的哈佛結(jié)構(gòu)：指令與數(shù)據(jù)分開Cache：即高速緩沖存儲(chǔ)器，為了解決CPU和主存之間速度匹配問題而設(shè)置的，介于CPU和主存之間的小容量存儲(chǔ)器，存取速度比主存

19、快經(jīng)典奔騰有兩個(gè)8KB的超高速緩存，一個(gè)用于緩存指令，一個(gè)用于緩存數(shù)據(jù)，這就大大提高了訪問Cache的命中率5固化常用指令把常用指令改用硬件實(shí)現(xiàn)，不再使用微代碼操作，以使指令的運(yùn)行速度能加快。321.2.3 奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)(續(xù))6增強(qiáng)的64位數(shù)據(jù)總線內(nèi)部總線是32位，與存儲(chǔ)器之間的外部總線增為64位突發(fā)模式下，一個(gè)總線周期裝入256位的數(shù)據(jù)7采用PCI標(biāo)準(zhǔn)局部總線PCI：外圍部件接口標(biāo)準(zhǔn)VESA：視頻電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)制定的PCI標(biāo)準(zhǔn)要比VESA標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)越331.2.3 奔騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)(續(xù))8錯(cuò)誤監(jiān)測(cè)及功能冗余校驗(yàn)技術(shù)內(nèi)部錯(cuò)誤檢測(cè)功能：在內(nèi)部多處設(shè)置偶校驗(yàn)，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_功能冗余校驗(yàn)技術(shù)

20、：通過雙工系統(tǒng)的運(yùn)算結(jié)果比較，判斷系統(tǒng)是否出現(xiàn)異常操作，并提出報(bào)告9內(nèi)建能源效率技術(shù)當(dāng)系統(tǒng)不進(jìn)行工作時(shí)，自動(dòng)進(jìn)入低耗電的睡眠模式10支持多重處理指多CPU系統(tǒng)，它是高速并行處理技術(shù)中常用的體系結(jié)構(gòu)之一許多超級(jí)計(jì)算機(jī)都是用大量的CPU芯片組成的多重處理系統(tǒng)奔騰提供的數(shù)據(jù)一致性以及存儲(chǔ)器的定序存取功能，使它適合于多級(jí)環(huán)境下數(shù)據(jù)的交換和任務(wù)的分配，通過多機(jī)協(xié)作共同解決一個(gè)復(fù)雜的問題。341.2.4 安騰芯片的技術(shù)特點(diǎn)64位安騰是64位芯片，奔騰是32位使用EPIC技術(shù)CISC：復(fù)雜指令計(jì)算，用于80386、80486RISC：精簡(jiǎn)指令計(jì)算，用于奔騰EPIC：簡(jiǎn)明并行指令計(jì)算，用于安騰。351.2.5

21、 主機(jī)板與插卡的組成1主板組成主板是包括CPU、存儲(chǔ)器、總線、插槽以及電源等五大部分。2主板分類：（1）按CPU芯片分類，如486主板、奔騰主板、奔騰4主板等。（2）按CPU插座分類，如Socket7主板、Slot1主板等。（3）按主板的規(guī)格分類，如AT主板、Baby-AT主板、ATX主板等。（4）按存儲(chǔ)器容量分類，如16 M主板、32 M主板、64 M主板等。（5）按芯片集分類，如TX主板、LX主板、BX主板等。（6）按是否即插即用分類，如PnP主板、非PnP主板等。（7）按系統(tǒng)總線的帶寬分類，如66MHz主板、100MHz主板等。（8）按數(shù)據(jù)端口分類，如SCSI主板、EDO主板、AGP主板

22、等。（9）按擴(kuò)展槽分類，如EISA主板、PCI主板、USB主板等。（10）按生產(chǎn)廠家分類，如聯(lián)想主板、華碩主板、海洋主板等。363.網(wǎng)絡(luò)卡又稱為適配器卡，插在主板的擴(kuò)展槽內(nèi)，一方面與計(jì)算機(jī)相連，另一方面與傳輸電纜相連。主要功能：（1）實(shí)現(xiàn)與主機(jī)總線的通信連接，解釋并執(zhí)行主機(jī)的控制命令。（2）實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能，如形成數(shù)據(jù)幀、差錯(cuò)校驗(yàn)、發(fā)送接收等。（3）實(shí)現(xiàn)物理層的功能，如對(duì)信號(hào)的偵聽與接收、對(duì)數(shù)據(jù)的緩存等。371.3 計(jì)算機(jī)軟件組成381.3.1 軟件的基本概念程序：指令序列體現(xiàn)了用戶要求計(jì)算機(jī)做什么、怎樣做，每一套指令序列均以某種代碼形式儲(chǔ)存于存儲(chǔ)器中軟件不能簡(jiǎn)單地理解為就是程序，包括：程

23、序數(shù)據(jù)文檔所有使用軟件的技能39軟件的分類計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件：（1）系統(tǒng)軟件：隨計(jì)算機(jī)一起出廠，由計(jì)算機(jī)廠商或第三方廠家提供，包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序、服務(wù)性程序。（2）應(yīng)用軟件：為了解決某些特定具體問題而開發(fā)研制的各種程序，涉及應(yīng)用領(lǐng)域的知識(shí)，必須在系統(tǒng)軟件上來實(shí)現(xiàn)其功能。40系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)：管理著計(jì)算機(jī)的各種軟、硬件資源，調(diào)度用戶作業(yè)程序和處理各種中斷，從而保證計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)、有效地工作。提供用戶與計(jì)算機(jī)之間的接口。（2）語言處理程序：將各種高級(jí)語言編寫的源程序翻譯成機(jī)器語言表示的目標(biāo)程序。解釋程序?qū)υ闯绦虻奶幚聿捎眠吔忉屵厛?zhí)行的方式，并不形

24、成目標(biāo)程序；編譯程序?qū)⒃闯绦蚍g成目標(biāo)程序才能執(zhí)行。（3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序：是對(duì)計(jì)算機(jī)中所存放的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、管理、查詢并提供一定處理功能的大型系統(tǒng)軟件。（4）服務(wù)性程序：提供各種運(yùn)行所需的服務(wù)。例如，程序的裝入、連接、編輯、調(diào)試、糾錯(cuò)程序等。411.3.2 應(yīng)用軟件的種類1桌面應(yīng)用軟件字處理軟件：如微軟公司的Word、CCED、金山的WPS電子表格軟件：如微軟公司的Excel、Lotus公司的Lotus 1-2-32演示出版軟件圖形軟件：如微軟公司的Visio Maps、Corel公司的CorelDraw投影演示軟件：如微軟公司的PowerPoint桌面出版軟件：如微軟公司的Publish

25、er、Adobe公司的PageMaker圖像處理軟件：如Adobe公司的PhotoshopWeb出版軟件：如微軟公司的FrontPage，Macromedia公司的DreamWeaver421.3.2 應(yīng)用軟件的種類(續(xù))3瀏覽工具軟件瀏覽軟件：如微軟公司的Internet Explorer，Netscape公司的Communicator，Hot Java Browser，TT，F(xiàn)irefox等。新聞閱讀器軟件：如微軟公司的Outlook Express News新聞收集軟件：Internet工具軟件：4管理效率軟件個(gè)人信息管理軟件：如微軟公司的Outlook財(cái)務(wù)軟件：如微公司的MoneyOC

26、R（光學(xué)字符識(shí)別）軟件：如Caere公司OmniPage Pro文檔管理軟件：如Xerox公司的ScanSoft Pagis Pro和項(xiàng)目管理軟件：如微軟公司的Project431.3.2 應(yīng)用軟件的種類(續(xù))5通信協(xié)作軟件電子郵件軟件：如微軟公司的Outlook Express傳真軟件：如Symantec公司的Win Fax ProInternet通信軟件：如微軟公司的NetMeeting群件軟件：如微軟公司的Exchange遠(yuǎn)程控制軟件：如Symantec公司的pcAnywhere6系統(tǒng)維護(hù)軟件病毒防護(hù)軟件：如Dr. Solomons Anti-Virus Toolkit和TouchSto

27、ne PC-Cillin系統(tǒng)工具軟件：如Symantec Norton Utilities文件工具軟件：如Nico Make WinZip441.3.4 程序、文檔與軟件開發(fā)程序：由指令序列組成，用來告訴計(jì)算機(jī)如何完成一個(gè)具體的任務(wù)。編程序的前期有作設(shè)計(jì)，后期要作測(cè)試，每個(gè)階段都有許多工作，并用文檔記錄下來。文檔：軟件開發(fā)使用和維護(hù)中的必備資料。451.3.4 程序、文檔與軟件開發(fā)（續(xù)）軟件生命周期軟件產(chǎn)品從提出、實(shí)現(xiàn)、使用維護(hù)、停止使用到退役的過程計(jì)劃階段問題定義可行性研究（可行性報(bào)告）開發(fā)階段開發(fā)初期：需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)。文檔包括：軟件需求說明書、軟件設(shè)計(jì)規(guī)格說明書開發(fā)后期：編碼

28、、測(cè)試。文檔包括：產(chǎn)品發(fā)布的批準(zhǔn)報(bào)告、有效性審查報(bào)告、項(xiàng)目小結(jié)報(bào)告、安裝手冊(cè)、測(cè)試報(bào)告、資料清單等。運(yùn)行階段軟件維護(hù)，排除隱性錯(cuò)誤，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行修改和升級(jí)。461.3.4 程序、文檔與軟件開發(fā)(續(xù))編程語言：程序設(shè)計(jì)語言，是人工語言，由符號(hào)和語法規(guī)則組成。機(jī)器語言使用二進(jìn)制代碼編寫程序，也稱低級(jí)語言是計(jì)算機(jī)唯一能識(shí)別的語言，能在計(jì)算機(jī)上直接執(zhí)行匯編語言用助記符代替二進(jìn)制代碼，也屬于低級(jí)語言要通過匯編程序把匯編語言翻譯成機(jī)器語言程序后才能執(zhí)行高級(jí)語言面向問題的程序設(shè)計(jì)于語言，獨(dú)立于計(jì)算機(jī)硬件，接近于人類語言高級(jí)語言有BASIC、FORTRAN、COBOL、PASCAL、C等。解釋程序：輸入一句，翻

29、譯一句，執(zhí)行一句，如BASIC編譯程序：整個(gè)源程序進(jìn)行全部翻譯轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生出機(jī)器語言的目標(biāo)程序，如FORTRAN、COBOL、PASCAL、C、C+、Java語言471.4 多媒體的基本概念481.4.1 多媒體的基本概念1什么是多媒體技術(shù)媒體：表示傳輸信息的載體，通常指廣播、電視、電影、出版物等。多媒體：Multiple+ Medium= Multimedia多媒體是指多種信息在多種媒體中的有機(jī)集成。而不是簡(jiǎn)單地疊加。通俗地說，多媒體技術(shù)就是處理與利用有聲有色信息的技術(shù)。正規(guī)地說，多媒體技術(shù)是對(duì)文本、聲音、圖像和圖形等多種媒體信息通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)字化采集、獲取、壓縮/解壓縮、編輯、存儲(chǔ)等加工過

30、程，再以單獨(dú)或合成形式表現(xiàn)出來的一體化技術(shù)。將以不同形式存在的各種媒體信息數(shù)字化，然后利用計(jì)算機(jī)對(duì)它們進(jìn)行組織、加工，并以友好的形式提供給用戶使用。491.4.1 多媒體的基本概念多媒體的特點(diǎn)數(shù)字化集成性/多樣性交互性實(shí)時(shí)性50唇同步：在多媒體信號(hào)傳輸?shù)倪^程中，如果圖像與語言沒有同步，人物說話的口型與聲音不吻合，觀眾就感覺很不舒服。這種相關(guān)音頻流與視頻流之間的同步稱為唇同步唇同步要求音頻與視頻之間的偏移在80ms內(nèi)，這樣多數(shù)觀眾都不會(huì)感到偏移的存在。音頻業(yè)務(wù)，允許的最大時(shí)延時(shí)0.25s。511.4.1 多媒體的基本概念(續(xù))2多媒體的基本組成側(cè)重接口和硬件技術(shù)把各種不同的電子媒體連接成一個(gè)相互

31、作用的整體例如，將投影屏幕、視頻光盤、錄像機(jī)、CD-ROM、語音及音響合成器等，連接成一個(gè)相互作用的整體。側(cè)重算法和軟件技術(shù)以計(jì)算機(jī)為工具，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)，以交互控制方式，把文本、圖形、圖像和聲音集成于一體，將結(jié)果綜合地、實(shí)時(shí)地表現(xiàn)出來，并通過多種媒體實(shí)現(xiàn)人機(jī)對(duì)話。多媒體計(jì)算機(jī)（MPC）具有CD-ROM具有A/D和D/A轉(zhuǎn)換功能具有高清晰的彩色顯示器，必須有顯卡。具有數(shù)據(jù)壓縮與解壓縮的硬件支持52對(duì)象鏈接和嵌入（OLE）技術(shù)：它是一種實(shí)現(xiàn)多種媒體片段集成與處理的有效技術(shù)。利用它可以在用戶文件中自如地加入表格、聲音、圖形、圖象機(jī)視頻等，而且所有鏈接與嵌入的數(shù)據(jù)都作為一個(gè)對(duì)象來對(duì)待，并提供了對(duì)文件

32、中的對(duì)象進(jìn)行顯示、編輯、修改和播放的操作。今天，通過Windows 98/XP都能方便的構(gòu)成一個(gè)多媒體系統(tǒng)。531.4.2 多媒體的關(guān)鍵技術(shù)1數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術(shù)一幅圖像的數(shù)據(jù)量圖像寬度圖像高度圖像深度例如：1024768，65536色的一幅圖像的數(shù)據(jù)量：102476816/8=1.5MB壓縮技術(shù)：多媒體技術(shù)處理的信息量十分龐大，計(jì)算機(jī)總線的傳送量有限，因此要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。 54數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮技術(shù)JPEG由ISO和CCITT聯(lián)合制定的適合于連續(xù)色調(diào)、多級(jí)灰度、彩色或單色靜止圖像的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)MPEGISO/IEC制定的包括MPEG視頻、MPEG音頻和MPEG系統(tǒng)3部分MPEG要考慮到音頻和視頻

33、的同步壓縮后會(huì)產(chǎn)生一個(gè)電視質(zhì)量的視頻和音頻壓縮形式，位速為1.5MbpsP32P為可變參數(shù)，取值范圍是130目標(biāo)：可視電話和電視會(huì)議當(dāng)P為1或2時(shí)支持每秒幀數(shù)較少的視頻電話，P6時(shí)支持電視會(huì)議P64：為適應(yīng)各種通道容量的傳輸。551.4.2 多媒體的關(guān)鍵技術(shù)(續(xù))2芯片與插卡技術(shù)MMX：多媒體擴(kuò)充技術(shù)。多能奔騰就是在經(jīng)典奔騰基礎(chǔ)上增加了MMX功能。3多媒體操作系統(tǒng)技術(shù)具有把硬件虛擬化的應(yīng)用編程接口具有聲音文件格式，較多的是MIDI文件格式具有視頻文件格式具有利用軟件對(duì)音頻、視頻進(jìn)行數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮的功能具有聲像同步控制功能561.4.2 多媒體的關(guān)鍵技術(shù)(續(xù))4多媒體數(shù)據(jù)管理技術(shù)多媒體數(shù)據(jù)的存

34、儲(chǔ)可以存儲(chǔ)圖形、圖像、聲音、視頻等多種媒體數(shù)據(jù)。多媒體數(shù)據(jù)的查詢與檢索能以各種媒體信息的標(biāo)識(shí)、內(nèi)容特征或?qū)傩圆樵儥z索多媒體數(shù)據(jù)多媒體顯示與播放提供良好的界面和接口管理，以支持多種方式的圖形、圖像顯示和聲音、視頻等的播放集成多媒體編輯與處理鑒于多媒體處理和管理是一個(gè)統(tǒng)一的整體，從數(shù)據(jù)管理的角度看數(shù)據(jù)是主體，對(duì)它的處理是對(duì)數(shù)據(jù)的操作，因此在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)管理時(shí)應(yīng)“無縫”集成處理功能，以達(dá)到透明調(diào)用。571.4.3 超文本與超媒體的概念超文本傳統(tǒng)的文本是線形的、順序的超文本是非線形、非順序的 超媒體結(jié)點(diǎn)和表示結(jié)點(diǎn)之間聯(lián)系的鏈組成的有向圖（網(wǎng)絡(luò)），便于用戶瀏覽結(jié)點(diǎn)：表達(dá)信息的基本單位，一個(gè)結(jié)點(diǎn)可以是文本、圖

35、形、動(dòng)畫、圖像、音頻、視頻，鏈：建立結(jié)點(diǎn)之間信息聯(lián)系的指針超媒體系統(tǒng)三個(gè)部分組成：編輯器、導(dǎo)航工具和超媒體語言581.4.4 流媒體技術(shù)定義：對(duì)多媒體文件邊下載、邊播放的傳輸技術(shù)稱為流媒體技術(shù)特點(diǎn)：連續(xù)性、實(shí)時(shí)性、時(shí)序性流媒體的服務(wù)模式：C/S模式，即用戶從流媒體服務(wù)器點(diǎn)擊觀看節(jié)目，然后流媒體服務(wù)器以單播方式把媒體流推送給用戶。591.4.5 多媒體的應(yīng)用1.教育與培訓(xùn)2.信息領(lǐng)域3.商業(yè)領(lǐng)域4.娛樂與服務(wù)5.影視制作6.電子出版業(yè)7.Internet上的應(yīng)用60典型考題分析 61【例1-1】我們經(jīng)常所說的“網(wǎng)絡(luò)就是計(jì)算機(jī)”。你知道這曾經(jīng)是哪家公司提出的理念？_（2006年4月）A）IBM公司

36、B）HP公司C）SUN公司D）HP公司答案：C62【例1-2】1983 年阿帕網(wǎng)正式采用 TCP/IP 協(xié)議，標(biāo)志著因特網(wǎng)的出現(xiàn)。我國(guó)最早與因特網(wǎng)正式連接的時(shí)間是_。（2006年9月）A）1984 年B）1988 年C）1994 年D）1998 年答案：C63【例1-3】美國(guó)IEEE的一個(gè)專門委員會(huì)曾經(jīng)把計(jì)算機(jī)分為六類：即大型主機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、_、工作站、巨型計(jì)算機(jī)和小巨型機(jī)。（2006年4月）答案：個(gè)人計(jì)算機(jī)64【例1-4】下列說法中，正確的是_。（2004年9月）A）服務(wù)器不能用超級(jí)計(jì)算機(jī)構(gòu)成B）服務(wù)器只能用安騰處理器組成C）工作站不能用個(gè)人計(jì)算機(jī)構(gòu)成D）工作站通常有屏幕較大的顯示器答案：

37、D65【例1-5】以下說法哪一個(gè)是不正確的？_（2003年4月）A）現(xiàn)在手持設(shè)備還都不能上網(wǎng)B）現(xiàn)在家用計(jì)算機(jī)和多媒體計(jì)算機(jī)幾乎一樣C）現(xiàn)在筆記本電腦與臺(tái)式機(jī)性能相差不多D）現(xiàn)在高檔微機(jī)與工作站幾乎沒有區(qū)別答案：A66【例1-6】有一條指令用十六進(jìn)制表示為CD21，用二進(jìn)制表示為_。（2006年4月）A）1101 1100 0010 0001B）1100 1101 0010 000lC）1100 1101 0001 0010D）1101 1100 0001 0010答案：B67【例1-7】超級(jí)計(jì)算機(jī)目前的峰值處理速度已達(dá)到91.75TFLOPS。其中，1TFLOPS等于_。（2005年9月）A

38、）1百億次浮點(diǎn)指令B）1千億次浮點(diǎn)指令C）1萬億次浮點(diǎn)指令D）1億億次浮點(diǎn)指令答案：C68【例1-8】系統(tǒng)的可靠性通常用平均無故障時(shí)間表示，它的英文縮寫是_。（2006年4月）A）MTBFB）MTTRC）ETBFD）ETTR答案：A69【例1-9】英文縮寫CAM的含義是_。（2004年4月）A）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)B）計(jì)算機(jī)輔助制造C）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)D）計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試答案：B70【例1-10】以下哪一種說法是錯(cuò)誤的？_（2004年4月）A）硬件具有原子特性，軟件具有比特特性B）硬件實(shí)現(xiàn)成本很高，但速度很快C）軟件實(shí)現(xiàn)成本較低，但速度較慢D）硬件軟件差別很大，不具有等價(jià)性答案：D71【例1-11】關(guān)于

39、PC機(jī)硬件的描述中，下列哪個(gè)說法是錯(cuò)誤的？_（2005年4月）A）目前奔騰處理器是32位微處理器B）微處理器主要由運(yùn)算器和控制器組成C）CPU中的cache 是為解決CPU與外設(shè)的速度匹配而設(shè)計(jì)的D）系統(tǒng)總線的傳輸速率直接影響計(jì)算機(jī)的處理速度答案：C72【例1-12】以下關(guān)于奔騰處理器體系結(jié)構(gòu)的描述中，哪一個(gè)是錯(cuò)誤的？_（2006年9月）A）哈佛結(jié)構(gòu)是把指令和數(shù)據(jù)進(jìn)行混合存儲(chǔ)B）超流水線技術(shù)的特點(diǎn)是提高主頻、細(xì)化流水C）超標(biāo)量技術(shù)的特點(diǎn)是設(shè)置多條流水線同時(shí)執(zhí)行多個(gè)處理D）分支預(yù)測(cè)能動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)程序分支的轉(zhuǎn)移答案：A73【例1-13】奔騰采用了增強(qiáng)的64位數(shù)據(jù)總線，它的含義是_。（2003年9月）A）內(nèi)部總線是32位的，而與存儲(chǔ)器之間的外部總線是64位的B）內(nèi)部總線是64位的，而與存儲(chǔ)器之間的外部總線是32位的C）內(nèi)部總線是32位的，而與輸出設(shè)備之間的外部總線是64位的D）內(nèi)部總線是64位的，而與輸出設(shè)備之間的外部總線是32位的答案：A74【例1-14