WindowsXPOffice實用教程計算機基礎(chǔ)知識課件

1.1計算機概述1.1計算機概述11.1.1計算機發(fā)展簡史1946年第一臺電子計算機ENIAC問世根據(jù)電子計算機采用的物理器件，一般將電子計算機的發(fā)展分成4個階段

（1）第一代計算機(電子管計算機)（2）第二代計算機(晶體管計算機)（3）第三代計算機(集成電路計算機)（4）第四代計算機(大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機,自1971年至今)1.1.1計算機發(fā)展簡史1946年第一臺電子計算機ENIA21.1.1計算機發(fā)展簡史微型計算機時代微型計算機（簡稱微機）是傳統(tǒng)計算機微型化的發(fā)展產(chǎn)物。微機的產(chǎn)生以1971年第一片微處理器誕生為標志，屬于第四代計算機。通常人們以微處理器為標志來劃分微型計算機，如286機、386機、486機、Pentium機、PⅡ機、PⅢ機、P4機等。1.1.1計算機發(fā)展簡史微型計算機時代31.1.1計算機發(fā)展簡史我國計算機技術(shù)的發(fā)展概況1958年研制成功第一臺電子計算機。1983年我國第一臺億次巨型電子計算機銀河誕生。1993年第一臺10億次巨型銀河計算機Ⅱ型通過鑒定。1995年曙光1000研制完成，其峰值運算可達每秒25億次。1998年，曙光2000-I誕生，它的峰值運算速度為每秒200億次浮點運算。2003年推出的曙光4000L，運算能力達到3萬億次。1.1.1計算機發(fā)展簡史我國計算機技術(shù)的發(fā)展概況41.1.1計算機發(fā)展簡史計算機發(fā)展的趨勢（1）巨型化（2）微型化（3）網(wǎng)絡(luò)化（4）智能化（5）多媒體化1.1.1計算機發(fā)展簡史計算機發(fā)展的趨勢51.1.2計算機的特點1．處理速度快2．計算精度高3．存儲容量大4．可靠性高5．工作全自動6．適用范圍廣，通用性強1.1.2計算機的特點1．處理速度快61.1.3計算機的應(yīng)用1．科學計算2．信息處理3．過程控制4．輔助技術(shù)CAD指計算機輔助設(shè)計CAM指計算機輔助制造CAE指計算機輔助工程CAI指計算機輔助教學CAT指計算機輔助測試5．人工智能6．網(wǎng)絡(luò)通信7．電子商務(wù)1.1.3計算機的應(yīng)用1．科學計算71.1.4計算機的分類1．按照計算機原理分類1）數(shù)字式電子計算機。數(shù)字式電子計算機是用不連續(xù)的數(shù)字量即“0”和“1”來表示信息，其基本運算部件是數(shù)字邏輯電路。2）模擬式電子計算機。模擬式電子計算機是用連續(xù)變化的模擬量即電壓來表示信息，其基本運算部件是由運算放大器構(gòu)成的微分器、積分器、通用函數(shù)運算器等運算電路組成。3）混合式電子計算機?；旌鲜诫娮佑嬎銠C是綜合了上述兩種計算機的長處設(shè)計出來的。1.1.4計算機的分類1．按照計算機原理分類81.1.4計算機的分類2．按照計算機用途分類1）通用計算機。通用計算機是為能解決各種問題、具有較強的通用性而設(shè)計的計算機。2）專用計算機。專用計算機是為解決一個或一類特定問題而設(shè)計的計算機。它的硬件和軟件的配置依據(jù)解決特定問題的需要而定，并不求全。專用機功能單一，配有解決特定問題的固定程序，能高速、可靠地解決特定問題。一般在過程控制中使用此類計算機。1.1.4計算機的分類2．按照計算機用途分類91.1.4計算機的分類3．按照計算機性能分類計算機的性能主要是指其字長、運算速度、存儲容量、外部設(shè)備配置、軟件配置以及價格高低等。1989年11月美國電氣和電子工程師學會(IEEE)根據(jù)當時計算機的性能及發(fā)展趨勢，將計算機分為巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站和個人計算機6大類。1.1.4計算機的分類3．按照計算機性能分類101.2數(shù)制與編碼1.2數(shù)制與編碼111.2.1數(shù)制的基本概念1．十進制計數(shù)制十進制計數(shù)法其加法規(guī)則是“逢十進一”；任意一個十進制數(shù)值可用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個數(shù)字符中的數(shù)字符串來表示。數(shù)字符又叫數(shù)碼，數(shù)碼處于不同的位置(數(shù)位)代表不同的數(shù)值。例如666.66這個數(shù)中，第一個6處于百位數(shù)的數(shù)位，代表六百；第二個6處于十位數(shù)的數(shù)位，代表六十。十進制數(shù)666.66以寫成：

666.66=6×102+6×101+6×100+6×10-1+6×10-2上式稱為數(shù)值的按權(quán)展開式，其中10i稱為十進制數(shù)的權(quán)，10稱為基數(shù)。1.2.1數(shù)制的基本概念1．十進制計數(shù)制121.2.1數(shù)制的基本概念2．R進制計數(shù)制從對十進制計數(shù)制的分析可以得出，對于任意R進制計數(shù)制同樣有基數(shù)R、權(quán)Ri和按權(quán)展開式。其中R可以是任意正整數(shù)，如二進制的R為2，十六進制的R為16等?；鶖?shù)。一個計數(shù)制所包含的數(shù)字符號的個數(shù)稱為該數(shù)制的基數(shù)，用R表示。例如：十進制的基數(shù)R=10；二進制的基數(shù)R=2；八進制的基數(shù)R=8；十六進制的基數(shù)R=16。位值。任何一個R進制的數(shù)都是由一串數(shù)碼表示的，其中每一位數(shù)碼所表示的實際值大小，與它所處的位置有關(guān)，由位置決定的值叫做位值（或稱權(quán)）。位值用基數(shù)R的i次冪Ri表示。1.2.1數(shù)制的基本概念2．R進制計數(shù)制131.2.1數(shù)制的基本概念數(shù)值的按權(quán)展開類似十進制數(shù)值的表示，任一R進制數(shù)的值都可表示為：各位數(shù)碼本身的值與其權(quán)的乘積之和。例如：1)十進制數(shù)314.12的按權(quán)展開314.12D=3×102+1×101+4×100+1×10-1+2×10-22)二進制數(shù)110.01的按權(quán)展開110.01B=1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2=4+2+0.25=6.25D3)十六進制數(shù)A2B的按權(quán)展開A2BH=10×162+2×161+12×160=2560+32+12=2604D這種過程叫做數(shù)值的按權(quán)展開。1.2.1數(shù)制的基本概念數(shù)值的按權(quán)展開141.2.2二、十和十六進制數(shù)1．十進制基數(shù)為10，即“逢十進一”。它含有十個數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。權(quán)為10i。2．二進制基數(shù)為2，即“逢二進一”。它含有兩個數(shù)碼：0、1。權(quán)為2i。計算機內(nèi)部一律采用二進制存儲數(shù)據(jù)和進行運算，主要原因在于二進制數(shù)只有0和1兩個基本數(shù)碼，在計算機中可以通過電子器件的“開”、“關(guān)”兩個物理狀態(tài)來表示，降低了硬件的成本；對于系統(tǒng)來說，只有兩個狀態(tài)穩(wěn)定性較高，容易控制；而且基于二進制的邏輯運算和算術(shù)運算都是最簡單可靠的。1.2.2二、十和十六進制數(shù)1．十進制151.2.2二、十和十六進制數(shù)3．十六進制基數(shù)為16，即“逢十六進一”。它含有十六個數(shù)字符號：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E、F，分別表示數(shù)碼10、11、12、13、14、15。權(quán)為16i。4．各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)2）十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù)3）二進制數(shù)與十六進制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換1.2.2二、十和十六進制數(shù)3．十六進制161.2.2二、十和十六進制數(shù)二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換將二進制整數(shù)從右向左四位一組（不足四位的，高位補0）劃分，將四位二進制數(shù)代之以與其等值的一位十六進制數(shù)字即可。把十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù)時，將每一位十六進制數(shù)字代之以與其等值的四位二進制數(shù)即可。例1-6將3ECH轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。因為3EC001111101100故得結(jié)果：3ECH=001111101100B。1.2.2二、十和十六進制數(shù)二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換171.3計算機中字符的編碼1.3計算機中字符的編碼181.3.1西文字符的編碼計算機中的信息都是用二進制代碼表示的。二進制的一位數(shù)稱為位，英文用bit表示，一個位只能表示0和1兩個狀態(tài)，由8個位構(gòu)成1個字節(jié)，字節(jié)的英文用Byte表示，字節(jié)是計算機存儲和運行的基本單位。用二進制碼來表示字母、數(shù)字以及一些特殊符號稱為字符編碼，計算機中常用的字符編碼有EBCDIC碼和ASCII碼（美國標準信息交換碼）。IBM系列大型機采用EBCDIC碼，微型機采用ASCII碼。1.3.1西文字符的編碼計算機中的信息都是用二進制代碼表示191.3.1西文字符的編碼ASCII碼的全稱是美國國家信息交換標準字符碼，已經(jīng)被國際標準化組織（ISO）指定為國際標準，稱為ISO646碼，又稱為國際5號碼，在世界上通用。7位的ASCII碼用一個字節(jié)的低7位進行編碼，最高位為0，因此共有128個不同的編碼值，可以表示128個不同字符的編碼，包括52個英文大小寫字母、10個阿拉伯數(shù)字、32個標點符號和34個控制碼。1.3.1西文字符的編碼ASCII碼的全稱是美國國家信息交201.3.2漢字的編碼1．輸入碼輸入碼是指在使用鍵盤輸入漢字時對漢字的編碼，也稱為外碼。漢字的輸入碼一般用鍵盤上的字母和數(shù)字來描述，通過鍵盤輸入計算機。當前已經(jīng)出現(xiàn)了許多不同特點的漢字輸入碼，主要有三類，形碼、音碼和音形碼。2．機內(nèi)碼漢字機內(nèi)碼（簡稱內(nèi)碼）是計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理、傳輸所使用的編碼。當通過鍵盤輸入漢字的的代碼（輸入碼）后，計算機將該輸入碼轉(zhuǎn)換成機內(nèi)碼，然后才進行其他處理。不同的計算機系統(tǒng)，其漢字的機內(nèi)碼也可能是不同的。1.3.2漢字的編碼1．輸入碼211.3.2漢字的編碼3．交換碼由于漢字的機內(nèi)碼還沒有統(tǒng)一的標準，不便用來在計算機系統(tǒng)之間交換信息，因此引入了交換碼。漢字信息交換碼是專門用于漢字信息交換的統(tǒng)一編碼，用于漢字信息處理系統(tǒng)之間或者與通訊系統(tǒng)之間進行信息交換，簡稱交換碼，或者國標碼。它是為使系統(tǒng)、設(shè)備之間信息交換時采用統(tǒng)一的形式而制定的。1981年我國頒布了簡體漢字編碼的國家標準《信息交換漢字編碼字符集—基本集》，代號為“GB2312—80”，也稱為國標碼。1.3.2漢字的編碼3．交換碼221.3.2漢字的編碼4．字形碼漢字字形碼是表示漢字字形的字模數(shù)據(jù)，通常用點陣、矢量函數(shù)等方式表示。字形碼也稱字模碼，它是漢字的輸出形式，隨著漢字字形點陣和格式的不同，漢字字形碼也不同。常用的字形點陣有16×16點陣、24×24點陣、48×48點陣等。字模點陣的信息量是很大的，占用存儲空間也很大，如果是N×N點陣的字形碼，那么每個漢字占用的字節(jié)數(shù)就是N×N÷8。每種點陣計算中除以8，表示一個字節(jié)有8位。以16×16點陣為例，每個漢字占用16×16÷8=32個字節(jié)，兩級漢字大約占用256KB。1.3.2漢字的編碼4．字形碼231.3.2漢字的編碼5．漢字地址碼漢字地址碼是指漢字庫(這里主要指整字形的點陣式字模庫)中存儲漢字字形信息的邏輯地址碼。漢字庫中，字形信息都是按一定順序(大多數(shù)按標準漢字交換碼中漢字的排列順序)連續(xù)存放在存儲介質(zhì)上，所以漢字地址碼也大多是連續(xù)有序的，而且與漢字內(nèi)碼間有著簡單的對應(yīng)關(guān)系，以簡化漢字內(nèi)碼到漢字地址碼的轉(zhuǎn)換。1.3.2漢字的編碼5．漢字地址碼241.3.2漢字的編碼6．各種漢字代碼之間的關(guān)系內(nèi)碼國標碼字形碼字形碼字形碼輸入字典漢字字庫內(nèi)存通信漢字輸入系統(tǒng)內(nèi)部處理顯示輸入碼地址碼打印1.3.2漢字的編碼6．各種漢字代碼之間的關(guān)系內(nèi)碼國標碼字251.3.2漢字的編碼7．漢字字符集簡介1）GB2312-80漢字編碼2）GBK編碼(ChineseInternalCodeSpecification)3）Unicode和CJK編碼4）GB18030-2000編碼5）BIG-5碼1.3.2漢字的編碼7．漢字字符集簡介261.4指令和程序設(shè)計語言1.4指令和程序設(shè)計語言271.4.1計算機指令指令是讓計算機完成某個操作發(fā)出的命令。一條指令對應(yīng)于一種基本操作，通常一個復(fù)雜的操作可以分解成無數(shù)單個不同指令的集合，計算機所能執(zhí)行的全部指令，就是計算機的指令系統(tǒng)。指令的基本格式：操作碼|操作數(shù)1.4.1計算機指令指令是讓計算機完成某個操作發(fā)出的命令。281.4.2程序設(shè)計語言用以同計算機交往的語言叫程序設(shè)計語言。程序設(shè)計語言通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。指令系統(tǒng)也稱為機器語言，也叫做二進制代碼語言，它是由一串二進制數(shù)0、1構(gòu)成的指令代碼。機器語言是計算機硬件唯一能夠識別的,不用翻譯直接供機器使用的程序設(shè)計語言。不同機型的機器語言是不同的。與其他程序設(shè)計語言相比，其執(zhí)行效率最高。用助記符(英文單詞及其縮寫)來表示對應(yīng)機器語言指令，這種語言就是匯編語言。匯編語言程序占用內(nèi)存也比較小、執(zhí)行速度快、效率高。但由于CPU不能直接識別匯編語言，所以匯編語言程序必須先翻譯成機器語言，CPU才能執(zhí)行。1.4.2程序設(shè)計語言用以同計算機交往的語言叫程序設(shè)計語291.4.2程序設(shè)計語言高級語言是一種比較接近自然語言和數(shù)學表達式的計算機程序設(shè)計語言。用高級語言編寫的程序稱為“源程序”。把源程序翻譯成機器指令，可采用編譯和解釋兩種方式。編譯方式產(chǎn)生可執(zhí)行程序，解釋方式不產(chǎn)生目標程序。高級語言容易學習，而且不依賴計算機的型號，通用性好，大大提高了編程的效率，改善了程序的可讀性，便于推廣和交流，是很理想的一種程序設(shè)計語言。1.4.2程序設(shè)計語言301.5計算機系統(tǒng)的組成1.5計算機系統(tǒng)的組成311.5.1“存儲程序控制”計算機的概念

存儲程序控制所謂存儲程序，就是把程序本身當作數(shù)據(jù)來對待，程序和該程序處理的數(shù)據(jù)用同樣的方式（均以二進制編碼的形式）儲存。計算機運行時，中央處理器依次從內(nèi)存儲器中逐條取出指令，按指令規(guī)定執(zhí)行一系列的基本操作，最后完成一個復(fù)雜的工作。這一切工作都是由一個擔任指揮工作的控制器和一個執(zhí)行運算工作的運算器共同完成的，這就是存儲程序控制的工作原理。盡管計算機技術(shù)發(fā)展很快，但“存儲程序原理”至今仍然是計算機內(nèi)在的基本工作原理。1.5.1“存儲程序控制”計算機的概念存儲程序控制321.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成一臺完整的計算機硬件系統(tǒng)應(yīng)該包括馮·諾依曼計算機理論體系的五個部分：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。1.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成一臺完整的計算機硬件系統(tǒng)331.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成1．運算器。運算器是用來進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件，是CPU的組成之一，簡稱ALU（算術(shù)邏輯部件）。其中包括算術(shù)邏輯單元、累加器（加法器）、數(shù)據(jù)緩沖寄存器、標志寄存器和控制線路等。2．控制器?？刂破髦笓]全機各個部件自動、協(xié)調(diào)地工作。控制器主要包括指令寄存器、譯碼器、時序節(jié)拍發(fā)生器、操作控制部件和指令計數(shù)器（程序計數(shù)器）。3．存儲器。存儲器是計算機的記憶裝置，主要用來保存數(shù)據(jù)和程序，分為內(nèi)存和外存。4．輸入設(shè)備。輸入設(shè)備實現(xiàn)信息向計算機中的輸入，如輸入命令、程序、圖像、視頻等信息，其主要作用是把現(xiàn)實中的信息轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的二進制代碼輸入到計算機中。5．輸出設(shè)備。輸出設(shè)備的主要功能是將計算機處理后的各種信息轉(zhuǎn)換成人們可以理解的形式輸出。1.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成1．運算器。運算器是用來341.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成軟件包括程序以及相關(guān)文檔，計算機軟件系統(tǒng)可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是計算機用來管理、控制和維護計算機軟、硬件資源，使其充分發(fā)揮作用，提高效率，并能使用戶可以方便地使用計算機的程序集合。主要包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信管理程序和其他常用的服務(wù)程序等。1.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成軟件包括程序以及相關(guān)文檔，計351.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成２．應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是指利用計算機和系統(tǒng)軟件為解決各種實際問題編制的程序，能滿足用戶在某一領(lǐng)域的特殊要求。常見應(yīng)用軟件按其服務(wù)對象的不同分為通用軟件和專用軟件。1）通用軟件。這類軟件是解決人們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┕餐瑔栴}而設(shè)計的。例如，辦公和文字處理軟件、郵件收發(fā)軟件、圖形圖像處理軟件、媒體播放軟件等。2）專用軟件。專用軟件是需要單獨開發(fā)的應(yīng)用于特定環(huán)境的軟件，一般無法在市場上買到。這類軟件一般有特定的要求，一般的軟件無法滿足其需要，所以只有單獨開發(fā)，開發(fā)出來的軟件也只適用于這種情況。1.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成２．應(yīng)用軟件361.6微型計算機的硬件系統(tǒng)1.6微型計算機的硬件系統(tǒng)371.6.1微型計算機的基本結(jié)構(gòu)在微型計算機技術(shù)中，通過系統(tǒng)總線把CPU、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備連接起來，實現(xiàn)信息交換。通過總線連接計算機各部件使微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、靈活、規(guī)范，可擴充性好。1.6.1微型計算機的基本結(jié)構(gòu)在微型計算機技術(shù)中，通過系統(tǒng)381.6.2微型計算機的硬件及其功能

1．中央處理器（CPU）中央處理器（CPU）主要包括運算器（ALU）和控制器（CU）兩大部件，屬于計算機的核心部件。CPU是一個集成度很高、功能強大的芯片，又稱為微處理器。CPU的性能指標主要有字長和時鐘主頻兩個，當前流行的Pentium4的CPU每次能處理32位二進制數(shù)據(jù)。CPU芯片中集成了高速緩沖寄存器（Cache），高速緩沖寄存器是為了解決高速的CPU與RAM之間速度不匹配的問題而設(shè)置的寄存器。1.6.2微型計算機的硬件及其功能1．中央處理器（CPU）391.6.2微型計算機的硬件及其功能

2．存儲器1）主存儲器內(nèi)存儲器分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩類。RAM中的信息隨時可以讀出或?qū)懭?，但是一旦斷電，RAM中存儲的數(shù)據(jù)就會消失。只讀存儲器只能做讀出操作而不能做寫入操作，ROM中的信息只能被CPU隨機讀取。2）輔助存儲器輔助存儲器又稱為外存，特點是存儲容量大、讀取速度較慢、價格較低，而且在斷電的情況下也可以長期保存信息。目前微機常用的外存儲器是軟磁盤存儲器、硬磁盤存儲器和光盤存儲器等。1.6.2微型計算機的硬件及其功能2．存儲器401.6.2微型計算機的硬件及其功能

存儲容量一個二進制位（bit）是構(gòu)成存儲器的最小單位，由8位二進制位組成一個存儲單元，稱為字節(jié)（Byte）。存儲器可容納的二進制信息量稱為存儲容量。1B（字節(jié)）=8bit1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB硬盤的容量硬盤的容量計算公式是：硬盤的容量=柱面數(shù)×磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512B一片軟盤片只有2個磁盤面，其容量計算公式簡化為：磁道數(shù)×2×扇區(qū)數(shù)×512B1.6.2微型計算機的硬件及其功能存儲容量411.6.2微型計算機的硬件及其功能

3．輸入設(shè)備1）鍵盤2）鼠標器3）掃描儀4）其他輸入設(shè)備4．輸出設(shè)備1）顯示器2）顯示卡3）打印機4）其他輸出設(shè)備1.6.2微型計算機的硬件及其功能3．輸入設(shè)備421.6.2微型計算機的硬件及其功能

5．總線和主板所謂總線就是系統(tǒng)部件之間傳送信息的公共通道，各部件由總線連接并通過它傳遞數(shù)據(jù)和控制信號。微機系統(tǒng)的總線分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線3部分，分別用于傳送地址信息、數(shù)據(jù)信號和控制信號。根據(jù)所連接部件的不同，總線可分為內(nèi)部總線和系統(tǒng)總線。內(nèi)部總線是同一部件（如CPU）內(nèi)部控制器、運算器和各寄存器之間連接總線。系統(tǒng)總線是同一臺計算機的各部件，如CPU、內(nèi)存、I/O接口之間相互連接的總線。1.6.2微型計算機的硬件及其功能5．總線和主板431.6.3微型計算機的技術(shù)指標計算機的性能涉及體系結(jié)構(gòu)、軟硬件配置、指令系統(tǒng)等多種因素，一般來說主要有下列技術(shù)指標：1．字長。字長是指計算機運算部件一次能同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長越長，則計算機的運算精度就越高，計算機的處理能力就越強。2．時鐘主頻。時鐘主頻是指CPU的時鐘頻率。一般說，主頻越高，速度越快。3．運算速度。計算機的運算速度通常是指每秒鐘所能執(zhí)行加法指令的數(shù)目，常用百萬次/秒表示。4．存儲容量。存儲容量分內(nèi)存容量和外存容量。這里主要指內(nèi)存儲器的容量（RAM+ROM之和）。5．存取周期。內(nèi)存儲器的存取周期也是影響整個計算機系統(tǒng)性能的主要指標之一。1.6.3微型計算機的技術(shù)指標計算機的性能涉及體系結(jié)構(gòu)、軟441.6.4微型計算機硬件系統(tǒng)的配置

1．微機硬件系統(tǒng)的基本配置微型計算機的各個部件可以組合。不同用途、不同檔次的微型計算機的配置也不完全一致，可以根據(jù)用戶的使用能力、經(jīng)濟能力自行進行配置?；疽笫牵?）各組成部件要先進、合理，完全兼容部件選擇優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。2）選擇市場的主流產(chǎn)品，要有良好的可升級、擴展能力。3）明確購機目的，微機的配置要與用途相適應(yīng)。4）要有好的性能價格比。5）選擇有聲譽、有良好售后服務(wù)的經(jīng)銷商。1.6.4微型計算機硬件系統(tǒng)的配置1．微機硬件系統(tǒng)的基本配451.6.4微型計算機硬件系統(tǒng)的配置

2．微機硬件系統(tǒng)的增強性配置目前計算機增強性配置是指配有高速度大硬盤、大內(nèi)存、圖形加速顯示、高速的CD-ROM驅(qū)動器。如果配置多媒體計算機系統(tǒng)，除此以外還有音頻視頻采集卡、壓縮卡、圖形采集卡等多媒體擴展卡，以及刻錄機、康寶光驅(qū)、掃描儀、錄音錄像機、音響等外部設(shè)備，這些構(gòu)建成強大的多媒體硬件環(huán)境。

1.6.4微型計算機硬件系統(tǒng)的配置2．微機硬件系統(tǒng)的增強性461.7本章小結(jié)1.7本章小結(jié)47

本章首先介紹了計算機的發(fā)展概況、計算機應(yīng)用領(lǐng)域等基礎(chǔ)常識，進制基本概念及轉(zhuǎn)換、信息編碼等基本知識。其次本章用較大的篇幅對微機系統(tǒng)軟硬件構(gòu)成等基礎(chǔ)知識作了詳盡的介紹，并簡要介紹了微機硬件系統(tǒng)的配置及如何去合理地配置一臺微型計算機，掌握這些實用知識有利于理解計算機的工作原理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)和市場情況，也為學習后續(xù)內(nèi)容打下堅實的基礎(chǔ)。本章首先介紹了計算機的發(fā)展概況、計算機應(yīng)用領(lǐng)481.8上機實訓實驗一進行計算機硬件認識及配置實驗二動手組裝PC機1.8上機實訓實驗一進行計算機硬件認識及配置實驗二491.1計算機概述1.1計算機概述501.1.1計算機發(fā)展簡史1946年第一臺電子計算機ENIAC問世根據(jù)電子計算機采用的物理器件，一般將電子計算機的發(fā)展分成4個階段

（1）第一代計算機(電子管計算機)（2）第二代計算機(晶體管計算機)（3）第三代計算機(集成電路計算機)（4）第四代計算機(大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機,自1971年至今)1.1.1計算機發(fā)展簡史1946年第一臺電子計算機ENIA511.1.1計算機發(fā)展簡史微型計算機時代微型計算機（簡稱微機）是傳統(tǒng)計算機微型化的發(fā)展產(chǎn)物。微機的產(chǎn)生以1971年第一片微處理器誕生為標志，屬于第四代計算機。通常人們以微處理器為標志來劃分微型計算機，如286機、386機、486機、Pentium機、PⅡ機、PⅢ機、P4機等。1.1.1計算機發(fā)展簡史微型計算機時代521.1.1計算機發(fā)展簡史我國計算機技術(shù)的發(fā)展概況1958年研制成功第一臺電子計算機。1983年我國第一臺億次巨型電子計算機銀河誕生。1993年第一臺10億次巨型銀河計算機Ⅱ型通過鑒定。1995年曙光1000研制完成，其峰值運算可達每秒25億次。1998年，曙光2000-I誕生，它的峰值運算速度為每秒200億次浮點運算。2003年推出的曙光4000L，運算能力達到3萬億次。1.1.1計算機發(fā)展簡史我國計算機技術(shù)的發(fā)展概況531.1.1計算機發(fā)展簡史計算機發(fā)展的趨勢（1）巨型化（2）微型化（3）網(wǎng)絡(luò)化（4）智能化（5）多媒體化1.1.1計算機發(fā)展簡史計算機發(fā)展的趨勢541.1.2計算機的特點1．處理速度快2．計算精度高3．存儲容量大4．可靠性高5．工作全自動6．適用范圍廣，通用性強1.1.2計算機的特點1．處理速度快551.1.3計算機的應(yīng)用1．科學計算2．信息處理3．過程控制4．輔助技術(shù)CAD指計算機輔助設(shè)計CAM指計算機輔助制造CAE指計算機輔助工程CAI指計算機輔助教學CAT指計算機輔助測試5．人工智能6．網(wǎng)絡(luò)通信7．電子商務(wù)1.1.3計算機的應(yīng)用1．科學計算561.1.4計算機的分類1．按照計算機原理分類1）數(shù)字式電子計算機。數(shù)字式電子計算機是用不連續(xù)的數(shù)字量即“0”和“1”來表示信息，其基本運算部件是數(shù)字邏輯電路。2）模擬式電子計算機。模擬式電子計算機是用連續(xù)變化的模擬量即電壓來表示信息，其基本運算部件是由運算放大器構(gòu)成的微分器、積分器、通用函數(shù)運算器等運算電路組成。3）混合式電子計算機?；旌鲜诫娮佑嬎銠C是綜合了上述兩種計算機的長處設(shè)計出來的。1.1.4計算機的分類1．按照計算機原理分類571.1.4計算機的分類2．按照計算機用途分類1）通用計算機。通用計算機是為能解決各種問題、具有較強的通用性而設(shè)計的計算機。2）專用計算機。專用計算機是為解決一個或一類特定問題而設(shè)計的計算機。它的硬件和軟件的配置依據(jù)解決特定問題的需要而定，并不求全。專用機功能單一，配有解決特定問題的固定程序，能高速、可靠地解決特定問題。一般在過程控制中使用此類計算機。1.1.4計算機的分類2．按照計算機用途分類581.1.4計算機的分類3．按照計算機性能分類計算機的性能主要是指其字長、運算速度、存儲容量、外部設(shè)備配置、軟件配置以及價格高低等。1989年11月美國電氣和電子工程師學會(IEEE)根據(jù)當時計算機的性能及發(fā)展趨勢，將計算機分為巨型機、小巨型機、大型機、小型機、工作站和個人計算機6大類。1.1.4計算機的分類3．按照計算機性能分類591.2數(shù)制與編碼1.2數(shù)制與編碼601.2.1數(shù)制的基本概念1．十進制計數(shù)制十進制計數(shù)法其加法規(guī)則是“逢十進一”；任意一個十進制數(shù)值可用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共10個數(shù)字符中的數(shù)字符串來表示。數(shù)字符又叫數(shù)碼，數(shù)碼處于不同的位置(數(shù)位)代表不同的數(shù)值。例如666.66這個數(shù)中，第一個6處于百位數(shù)的數(shù)位，代表六百；第二個6處于十位數(shù)的數(shù)位，代表六十。十進制數(shù)666.66以寫成：

666.66=6×102+6×101+6×100+6×10-1+6×10-2上式稱為數(shù)值的按權(quán)展開式，其中10i稱為十進制數(shù)的權(quán)，10稱為基數(shù)。1.2.1數(shù)制的基本概念1．十進制計數(shù)制611.2.1數(shù)制的基本概念2．R進制計數(shù)制從對十進制計數(shù)制的分析可以得出，對于任意R進制計數(shù)制同樣有基數(shù)R、權(quán)Ri和按權(quán)展開式。其中R可以是任意正整數(shù)，如二進制的R為2，十六進制的R為16等?；鶖?shù)。一個計數(shù)制所包含的數(shù)字符號的個數(shù)稱為該數(shù)制的基數(shù)，用R表示。例如：十進制的基數(shù)R=10；二進制的基數(shù)R=2；八進制的基數(shù)R=8；十六進制的基數(shù)R=16。位值。任何一個R進制的數(shù)都是由一串數(shù)碼表示的，其中每一位數(shù)碼所表示的實際值大小，與它所處的位置有關(guān)，由位置決定的值叫做位值（或稱權(quán)）。位值用基數(shù)R的i次冪Ri表示。1.2.1數(shù)制的基本概念2．R進制計數(shù)制621.2.1數(shù)制的基本概念數(shù)值的按權(quán)展開類似十進制數(shù)值的表示，任一R進制數(shù)的值都可表示為：各位數(shù)碼本身的值與其權(quán)的乘積之和。例如：1)十進制數(shù)314.12的按權(quán)展開314.12D=3×102+1×101+4×100+1×10-1+2×10-22)二進制數(shù)110.01的按權(quán)展開110.01B=1×22+1×21+0×20+0×2-1+1×2-2=4+2+0.25=6.25D3)十六進制數(shù)A2B的按權(quán)展開A2BH=10×162+2×161+12×160=2560+32+12=2604D這種過程叫做數(shù)值的按權(quán)展開。1.2.1數(shù)制的基本概念數(shù)值的按權(quán)展開631.2.2二、十和十六進制數(shù)1．十進制基數(shù)為10，即“逢十進一”。它含有十個數(shù)碼：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。權(quán)為10i。2．二進制基數(shù)為2，即“逢二進一”。它含有兩個數(shù)碼：0、1。權(quán)為2i。計算機內(nèi)部一律采用二進制存儲數(shù)據(jù)和進行運算，主要原因在于二進制數(shù)只有0和1兩個基本數(shù)碼，在計算機中可以通過電子器件的“開”、“關(guān)”兩個物理狀態(tài)來表示，降低了硬件的成本；對于系統(tǒng)來說，只有兩個狀態(tài)穩(wěn)定性較高，容易控制；而且基于二進制的邏輯運算和算術(shù)運算都是最簡單可靠的。1.2.2二、十和十六進制數(shù)1．十進制641.2.2二、十和十六進制數(shù)3．十六進制基數(shù)為16，即“逢十六進一”。它含有十六個數(shù)字符號：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F，其中A、B、C、D、E、F，分別表示數(shù)碼10、11、12、13、14、15。權(quán)為16i。4．各種數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1）非十進制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進制數(shù)2）十進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù)3）二進制數(shù)與十六進制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換1.2.2二、十和十六進制數(shù)3．十六進制651.2.2二、十和十六進制數(shù)二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換將二進制整數(shù)從右向左四位一組（不足四位的，高位補0）劃分，將四位二進制數(shù)代之以與其等值的一位十六進制數(shù)字即可。把十六進制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進制整數(shù)時，將每一位十六進制數(shù)字代之以與其等值的四位二進制數(shù)即可。例1-6將3ECH轉(zhuǎn)換成二進制數(shù)。因為3EC001111101100故得結(jié)果：3ECH=001111101100B。1.2.2二、十和十六進制數(shù)二進制與十六進制之間的轉(zhuǎn)換661.3計算機中字符的編碼1.3計算機中字符的編碼671.3.1西文字符的編碼計算機中的信息都是用二進制代碼表示的。二進制的一位數(shù)稱為位，英文用bit表示，一個位只能表示0和1兩個狀態(tài)，由8個位構(gòu)成1個字節(jié)，字節(jié)的英文用Byte表示，字節(jié)是計算機存儲和運行的基本單位。用二進制碼來表示字母、數(shù)字以及一些特殊符號稱為字符編碼，計算機中常用的字符編碼有EBCDIC碼和ASCII碼（美國標準信息交換碼）。IBM系列大型機采用EBCDIC碼，微型機采用ASCII碼。1.3.1西文字符的編碼計算機中的信息都是用二進制代碼表示681.3.1西文字符的編碼ASCII碼的全稱是美國國家信息交換標準字符碼，已經(jīng)被國際標準化組織（ISO）指定為國際標準，稱為ISO646碼，又稱為國際5號碼，在世界上通用。7位的ASCII碼用一個字節(jié)的低7位進行編碼，最高位為0，因此共有128個不同的編碼值，可以表示128個不同字符的編碼，包括52個英文大小寫字母、10個阿拉伯數(shù)字、32個標點符號和34個控制碼。1.3.1西文字符的編碼ASCII碼的全稱是美國國家信息交691.3.2漢字的編碼1．輸入碼輸入碼是指在使用鍵盤輸入漢字時對漢字的編碼，也稱為外碼。漢字的輸入碼一般用鍵盤上的字母和數(shù)字來描述，通過鍵盤輸入計算機。當前已經(jīng)出現(xiàn)了許多不同特點的漢字輸入碼，主要有三類，形碼、音碼和音形碼。2．機內(nèi)碼漢字機內(nèi)碼（簡稱內(nèi)碼）是計算機內(nèi)部對漢字進行存儲、處理、傳輸所使用的編碼。當通過鍵盤輸入漢字的的代碼（輸入碼）后，計算機將該輸入碼轉(zhuǎn)換成機內(nèi)碼，然后才進行其他處理。不同的計算機系統(tǒng)，其漢字的機內(nèi)碼也可能是不同的。1.3.2漢字的編碼1．輸入碼701.3.2漢字的編碼3．交換碼由于漢字的機內(nèi)碼還沒有統(tǒng)一的標準，不便用來在計算機系統(tǒng)之間交換信息，因此引入了交換碼。漢字信息交換碼是專門用于漢字信息交換的統(tǒng)一編碼，用于漢字信息處理系統(tǒng)之間或者與通訊系統(tǒng)之間進行信息交換，簡稱交換碼，或者國標碼。它是為使系統(tǒng)、設(shè)備之間信息交換時采用統(tǒng)一的形式而制定的。1981年我國頒布了簡體漢字編碼的國家標準《信息交換漢字編碼字符集—基本集》，代號為“GB2312—80”，也稱為國標碼。1.3.2漢字的編碼3．交換碼711.3.2漢字的編碼4．字形碼漢字字形碼是表示漢字字形的字模數(shù)據(jù)，通常用點陣、矢量函數(shù)等方式表示。字形碼也稱字模碼，它是漢字的輸出形式，隨著漢字字形點陣和格式的不同，漢字字形碼也不同。常用的字形點陣有16×16點陣、24×24點陣、48×48點陣等。字模點陣的信息量是很大的，占用存儲空間也很大，如果是N×N點陣的字形碼，那么每個漢字占用的字節(jié)數(shù)就是N×N÷8。每種點陣計算中除以8，表示一個字節(jié)有8位。以16×16點陣為例，每個漢字占用16×16÷8=32個字節(jié)，兩級漢字大約占用256KB。1.3.2漢字的編碼4．字形碼721.3.2漢字的編碼5．漢字地址碼漢字地址碼是指漢字庫(這里主要指整字形的點陣式字模庫)中存儲漢字字形信息的邏輯地址碼。漢字庫中，字形信息都是按一定順序(大多數(shù)按標準漢字交換碼中漢字的排列順序)連續(xù)存放在存儲介質(zhì)上，所以漢字地址碼也大多是連續(xù)有序的，而且與漢字內(nèi)碼間有著簡單的對應(yīng)關(guān)系，以簡化漢字內(nèi)碼到漢字地址碼的轉(zhuǎn)換。1.3.2漢字的編碼5．漢字地址碼731.3.2漢字的編碼6．各種漢字代碼之間的關(guān)系內(nèi)碼國標碼字形碼字形碼字形碼輸入字典漢字字庫內(nèi)存通信漢字輸入系統(tǒng)內(nèi)部處理顯示輸入碼地址碼打印1.3.2漢字的編碼6．各種漢字代碼之間的關(guān)系內(nèi)碼國標碼字741.3.2漢字的編碼7．漢字字符集簡介1）GB2312-80漢字編碼2）GBK編碼(ChineseInternalCodeSpecification)3）Unicode和CJK編碼4）GB18030-2000編碼5）BIG-5碼1.3.2漢字的編碼7．漢字字符集簡介751.4指令和程序設(shè)計語言1.4指令和程序設(shè)計語言761.4.1計算機指令指令是讓計算機完成某個操作發(fā)出的命令。一條指令對應(yīng)于一種基本操作，通常一個復(fù)雜的操作可以分解成無數(shù)單個不同指令的集合，計算機所能執(zhí)行的全部指令，就是計算機的指令系統(tǒng)。指令的基本格式：操作碼|操作數(shù)1.4.1計算機指令指令是讓計算機完成某個操作發(fā)出的命令。771.4.2程序設(shè)計語言用以同計算機交往的語言叫程序設(shè)計語言。程序設(shè)計語言通常分為機器語言、匯編語言和高級語言三類。指令系統(tǒng)也稱為機器語言，也叫做二進制代碼語言，它是由一串二進制數(shù)0、1構(gòu)成的指令代碼。機器語言是計算機硬件唯一能夠識別的,不用翻譯直接供機器使用的程序設(shè)計語言。不同機型的機器語言是不同的。與其他程序設(shè)計語言相比，其執(zhí)行效率最高。用助記符(英文單詞及其縮寫)來表示對應(yīng)機器語言指令，這種語言就是匯編語言。匯編語言程序占用內(nèi)存也比較小、執(zhí)行速度快、效率高。但由于CPU不能直接識別匯編語言，所以匯編語言程序必須先翻譯成機器語言，CPU才能執(zhí)行。1.4.2程序設(shè)計語言用以同計算機交往的語言叫程序設(shè)計語781.4.2程序設(shè)計語言高級語言是一種比較接近自然語言和數(shù)學表達式的計算機程序設(shè)計語言。用高級語言編寫的程序稱為“源程序”。把源程序翻譯成機器指令，可采用編譯和解釋兩種方式。編譯方式產(chǎn)生可執(zhí)行程序，解釋方式不產(chǎn)生目標程序。高級語言容易學習，而且不依賴計算機的型號，通用性好，大大提高了編程的效率，改善了程序的可讀性，便于推廣和交流，是很理想的一種程序設(shè)計語言。1.4.2程序設(shè)計語言791.5計算機系統(tǒng)的組成1.5計算機系統(tǒng)的組成801.5.1“存儲程序控制”計算機的概念

存儲程序控制所謂存儲程序，就是把程序本身當作數(shù)據(jù)來對待，程序和該程序處理的數(shù)據(jù)用同樣的方式（均以二進制編碼的形式）儲存。計算機運行時，中央處理器依次從內(nèi)存儲器中逐條取出指令，按指令規(guī)定執(zhí)行一系列的基本操作，最后完成一個復(fù)雜的工作。這一切工作都是由一個擔任指揮工作的控制器和一個執(zhí)行運算工作的運算器共同完成的，這就是存儲程序控制的工作原理。盡管計算機技術(shù)發(fā)展很快，但“存儲程序原理”至今仍然是計算機內(nèi)在的基本工作原理。1.5.1“存儲程序控制”計算機的概念存儲程序控制811.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成一臺完整的計算機硬件系統(tǒng)應(yīng)該包括馮·諾依曼計算機理論體系的五個部分：運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。1.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成一臺完整的計算機硬件系統(tǒng)821.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成1．運算器。運算器是用來進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件，是CPU的組成之一，簡稱ALU（算術(shù)邏輯部件）。其中包括算術(shù)邏輯單元、累加器（加法器）、數(shù)據(jù)緩沖寄存器、標志寄存器和控制線路等。2．控制器?？刂破髦笓]全機各個部件自動、協(xié)調(diào)地工作?？刂破髦饕ㄖ噶罴拇嫫?、譯碼器、時序節(jié)拍發(fā)生器、操作控制部件和指令計數(shù)器（程序計數(shù)器）。3．存儲器。存儲器是計算機的記憶裝置，主要用來保存數(shù)據(jù)和程序，分為內(nèi)存和外存。4．輸入設(shè)備。輸入設(shè)備實現(xiàn)信息向計算機中的輸入，如輸入命令、程序、圖像、視頻等信息，其主要作用是把現(xiàn)實中的信息轉(zhuǎn)換為計算機可以識別的二進制代碼輸入到計算機中。5．輸出設(shè)備。輸出設(shè)備的主要功能是將計算機處理后的各種信息轉(zhuǎn)換成人們可以理解的形式輸出。1.5.2計算機硬件系統(tǒng)的組成1．運算器。運算器是用來831.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成軟件包括程序以及相關(guān)文檔，計算機軟件系統(tǒng)可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。1．系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是計算機用來管理、控制和維護計算機軟、硬件資源，使其充分發(fā)揮作用，提高效率，并能使用戶可以方便地使用計算機的程序集合。主要包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信管理程序和其他常用的服務(wù)程序等。1.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成軟件包括程序以及相關(guān)文檔，計841.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成２．應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是指利用計算機和系統(tǒng)軟件為解決各種實際問題編制的程序，能滿足用戶在某一領(lǐng)域的特殊要求。常見應(yīng)用軟件按其服務(wù)對象的不同分為通用軟件和專用軟件。1）通用軟件。這類軟件是解決人們?nèi)粘Ｉ钪械囊恍┕餐瑔栴}而設(shè)計的。例如，辦公和文字處理軟件、郵件收發(fā)軟件、圖形圖像處理軟件、媒體播放軟件等。2）專用軟件。專用軟件是需要單獨開發(fā)的應(yīng)用于特定環(huán)境的軟件，一般無法在市場上買到。這類軟件一般有特定的要求，一般的軟件無法滿足其需要，所以只有單獨開發(fā)，開發(fā)出來的軟件也只適用于這種情況。1.5.3計算機軟件系統(tǒng)的組成２．應(yīng)用軟件851.6微型計算機的硬件系統(tǒng)1.6微型計算機的硬件系統(tǒng)861.6.1微型計算機的基本結(jié)構(gòu)在微型計算機技術(shù)中，通過系統(tǒng)總線把CPU、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備連接起來，實現(xiàn)信息交換。通過總線連接計算機各部件使微型計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡潔、靈活、規(guī)范，可擴充性好。1.6.1微型計算機的基本結(jié)構(gòu)在微型計算機技術(shù)中，通過系統(tǒng)871.6.2微型計算機的硬件及其功能

1．中央處理器（CPU）中央處理器（CPU）主要包括運算器（ALU）和控制器（CU）兩大部件，屬于計算機的核心部件。CPU是一個集成度很高、功能強大的芯片，又稱為微處理器。CPU的性能指標主要有字長和時鐘主頻兩個，當前流行的Pentium4的CPU每次能處理32位二進制數(shù)據(jù)。CPU芯片中集成了高速緩沖寄存器（Cache），高速緩沖寄存器是為了解決高速的CPU與RAM之間速度不匹配的問題而設(shè)置的寄存器。1.6.2微型計算機的硬件及其功能1．中央處理器（CPU）881.6.2微型計算機的硬件及其功能

2．存儲器1）主存儲器內(nèi)存儲器分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM