計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成

計(jì)算機(jī)硬件五大功能部分計(jì)算機(jī)總線結(jié)構(gòu)內(nèi)存儲器外存儲器基本輸入設(shè)備基本輸出設(shè)備微型計(jì)算機(jī)的基本軟件組成計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)一、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件是指組成計(jì)算機(jī)的各種物理設(shè)備。它包括計(jì)算機(jī)的主機(jī)和外部設(shè)備。具體由五大功能部件組成，即：運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。這五大部分相互配合，協(xié)同工作。其簡單工作原理為，首先由輸入設(shè)備接受外界信息(程序和數(shù)據(jù))，控制器發(fā)出指令將數(shù)據(jù)送入(內(nèi))存儲器，然后向內(nèi)存儲器發(fā)出取指令命令。在取指令命令下，程序指令逐條送入控制器。控制器對指令進(jìn)行譯碼，并根據(jù)指令的操作要求，向存儲器和運(yùn)算器發(fā)出存數(shù)、取數(shù)命令和運(yùn)算命令，經(jīng)過運(yùn)算器計(jì)算并把計(jì)算結(jié)果存在存儲器內(nèi)。最后在控制器發(fā)出的取數(shù)和輸出命令的作用下，通過輸出設(shè)備輸出計(jì)算結(jié)果。二、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，支持應(yīng)用軟件的開發(fā)和運(yùn)行的軟件。其主要的功能是進(jìn)行調(diào)度、監(jiān)控和維護(hù)系統(tǒng)等等。系統(tǒng)軟件是用戶和裸機(jī)的接口，主要包括：(1)、操作系統(tǒng)軟件,如DOS、WINDOWS98、WINDOWSNT、Linux,Netware等(2)、各種語言的處理程序,如低級語言、高級語言、編譯程序、解釋程序(3)、各種服務(wù)性程序,如機(jī)器的調(diào)試、故障檢查和診斷程序、殺毒程序等(4)、各種數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),如SQLSever、Oracle、Informix、Foxpro等2.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是用戶為解決各種實(shí)際問題而編制的計(jì)算機(jī)應(yīng)用程序及其有關(guān)資料。應(yīng)用軟件主要有以下幾種:(1)、用于科學(xué)計(jì)算方面的數(shù)學(xué)計(jì)算軟件包、統(tǒng)計(jì)軟件包(2)、文字處理軟件包(如WPS、WORD、Office2000)(3)、圖像處理軟件包(如Photoshop、動畫處理軟件3DSMAX)(4)、各種財(cái)務(wù)管理軟件、稅務(wù)管理軟件、工業(yè)控制軟件、輔助教育等專用軟件三、硬件和軟件的關(guān)系1.硬件與軟件是相輔相成的，硬件是計(jì)算機(jī)的物質(zhì)基礎(chǔ)，沒有硬件就無所謂計(jì)算機(jī)。2.軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，沒有軟件，計(jì)算機(jī)的存在就毫無價(jià)值。3.硬件系統(tǒng)的發(fā)展給軟件系統(tǒng)提供了良好的開發(fā)環(huán)境，而軟件系統(tǒng)發(fā)展又給硬件系統(tǒng)提出了新的要求?？偩€結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)的最重要特點(diǎn)是總線(Bus)結(jié)構(gòu)。它將信號線分成三大類，并歸結(jié)為數(shù)據(jù)總線(DateBus)、地址總線(AddressBus)和控制總線(ControlBus)。這樣就很適合計(jì)算機(jī)部件的模塊化生產(chǎn)，促進(jìn)了微計(jì)算機(jī)的普及。

微型計(jì)算機(jī)總線化硬件結(jié)構(gòu)圖內(nèi)存儲器微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存儲器是由半導(dǎo)體器件構(gòu)成的。從使用功能上分，有隨機(jī)存儲器（RAM），又稱讀寫存儲器；只讀存儲器（ROM）。1．隨機(jī)存儲器（RandomAccessMemory）

RAM有以下特點(diǎn)：可以讀出，也可以寫入。讀出時并不損壞原來存儲的內(nèi)容，只有寫入時才修改原來所存儲的內(nèi)容。斷電后，存儲內(nèi)容立即消失，即具有易失性。RAM可分為動態(tài)（DRAM）和靜態(tài)（SRAM）兩大類。DRAM的特點(diǎn)是集成度高，主要用于大容量內(nèi)存儲器；SRAM的特點(diǎn)是存取速度快，主要用于高速緩沖存儲器。2．只讀存儲器(ReadOnly

Memory)ROM是只讀存儲器。顧名思義，它的特點(diǎn)是只能讀出原有的內(nèi)容，不能由用戶再寫入新內(nèi)容。原來存儲的內(nèi)容是采用掩膜技術(shù)由廠家一次性寫入的，并永久保存下來。它一般用來存放專用的固定的程序和數(shù)據(jù)。不會因斷電而丟失。外存儲器

計(jì)算機(jī)的存儲器由兩部分組成——內(nèi)存儲器和外存儲器。內(nèi)存儲器最突出的特點(diǎn)是存取速度快，但是容量小、價(jià)格貴；外存儲器的特點(diǎn)是容量大、價(jià)格低，但是存取速度慢。內(nèi)存儲器用于存放那些立即要用的程序和數(shù)據(jù)；外存儲器用于存放暫時不用的程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存儲器和外存儲器之間常常頻繁地交換信息。需要指出的是外存儲器也屬于輸入輸出設(shè)備，它只能與內(nèi)存儲器交換信息，不能被計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的其它部件直接訪問。外存儲器主要有磁盤存儲器、磁帶存儲器和光盤存儲器?；据斎朐O(shè)備

1.鍵盤鍵盤（Keyboard）是最常見的輸入設(shè)備。標(biāo)準(zhǔn)鍵盤上的按鍵排列可以分為三個區(qū)域：字符鍵區(qū),功能鍵區(qū)，數(shù)字鍵區(qū)（數(shù)字小鍵盤）。

(l)、字符鍵區(qū)由于鍵盤的前身是英文打字機(jī)，鍵盤排列已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。因此，計(jì)算機(jī)的鍵盤最初就全盤采用了英文打字機(jī)的QWERTY排列方式。

(2)、功能鍵區(qū)在鍵盤的最上一排，主要包括F1～F12這12個功能鍵，通常人們又稱它們?yōu)闊徭I，因?yàn)橛脩艨梢愿鶕?jù)自已的需要來定義它們的功能，以減少重復(fù)擊鍵的次數(shù)，方便操作。

(3)、數(shù)字鍵區(qū)又稱小鍵盤區(qū)。安排在整個鍵盤的右都。它原來是為專門從事數(shù)字錄入的工作人員提供方便的。計(jì)算機(jī)鍵盤中幾種鍵位的功能詳細(xì)列表如下:

·Enter鍵：回車鍵，將數(shù)據(jù)或命令送入計(jì)算機(jī)時即按此鍵?！pacebar鍵：空格鍵，它是在字符鍵區(qū)的中下方的長條鍵。因?yàn)槭褂妙l繁，它的形狀和位置使左右手都很容易打著。

·Backspace鍵：退格鍵，按下它可使光標(biāo)回退一格。常用于刪除當(dāng)前行中的錯誤字符?！hift鍵：換檔鍵。由于整個鍵盤上有30個雙字符鍵，即每個鍵面上標(biāo)有兩個字符，并且英文字母還分大小寫，因此通過此鍵可以轉(zhuǎn)換。在計(jì)算機(jī)剛啟動時，每個雙符鍵都處于下面的字符和小寫英文字母的狀態(tài)。

·Ctrl鍵：控制鍵。一般不單獨(dú)使用，通常和其它鍵組合成復(fù)合控制鍵。ESC：強(qiáng)行退出鍵。在菜單命令中，它常是退出當(dāng)前環(huán)境、返回原菜單的按鍵?！lt鍵：交替換檔鍵。它與其它鍵組合成特殊功能鍵或復(fù)合控制鍵?！ab鍵：制表定位鍵。一般按下此鍵可使光標(biāo)移動8個字符的距離。

·光標(biāo)移動鍵：用箭頭↑、↓、←、→分別表示上、下、左、右移動光標(biāo)。屏幕翻頁鍵：PgUP（PageUp）翻回上一頁；PgDn（PageDown）下翻一頁?！ご蛴∑聊绘I：Prtsc（PrintScreen），把當(dāng)前屏幕顯示的內(nèi)容全部打印出來。雙態(tài)鍵：包括Ins鍵和三個鎖定鍵。Ins的雙態(tài)是插入狀態(tài)和改寫狀態(tài)；Caps-lock是字母狀態(tài)和鎖定狀態(tài)；Num-lock是數(shù)字狀態(tài)和鎖定狀態(tài)；Scroll-lock是滾屏狀態(tài)和鎖定狀態(tài)。當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動后，四個雙態(tài)鍵都處于第一種狀態(tài)；按鍵后即處于第二種狀態(tài)。在不關(guān)機(jī)的情況下，反復(fù)按鍵則在兩種狀態(tài)之間轉(zhuǎn)換。為了區(qū)分鎖定與否，許多鍵盤為它們配置了指示燈。2．鼠標(biāo)（MOUSE）鼠標(biāo)多用于Windows環(huán)境中，取代鍵盤的光標(biāo)移動鍵，使移動光標(biāo)更加方便、更加準(zhǔn)確。目前使用的鼠標(biāo)有機(jī)械鼠、光學(xué)鼠、光學(xué)機(jī)械鼠三種?；据敵鲈O(shè)備

1．顯示器

顯示器(Display)是微型機(jī)不可缺少的輸出設(shè)備，用戶通過它可以很方便地查看送入計(jì)算機(jī)的程序、數(shù)據(jù)、圖形等信息及經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理后的中間結(jié)果、最后結(jié)果。顯示器是人機(jī)對話的主要工具。

在微型機(jī)中，臺式微型機(jī)大都使用陰極射線顯示器件(CRT)的顯示器；便攜式微型機(jī)和筆記本式微型機(jī)則使用LCD液晶顯示器。顯示器上的字符和圖形是由一個個像素(Pixel)組成的。顯示器的分辨率一般用整個屏幕上光柵的列數(shù)與行數(shù)的乘積來表示。這個乘積越大，分辨率就越高?，F(xiàn)在常用的分辨率是：640×480；800×600；1024×768；1280×1024等。顯示器必須配置正確的適配器(俗稱顯示卡)才能構(gòu)成完整的顯示系統(tǒng)。目前常用的是VGA(VideoGraphicsArray)標(biāo)準(zhǔn)。VGA適用于高分辨率的彩色顯示器，其圖形分辨率在640×480以上，能顯示256種顏色。其顯示圖形的效果相當(dāng)理想。在VGA之后，又不斷出現(xiàn)SVGA，TVGA卡等，分辨率提高到800×600,1024X768，而且有些具有16.7兆種彩色，稱為“真彩色”。2．打印機(jī)打印機(jī)(Printer)是計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備，用于把文字或圖形在紙上輸出，供閱讀和保存。打印機(jī)按工作機(jī)構(gòu)可粗分為兩類：擊打式打印機(jī)和非擊打式印字機(jī)。其中微機(jī)系統(tǒng)常用的點(diǎn)陣打印機(jī)屬于擊打式打印機(jī)。非擊打式的噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)，目前應(yīng)用越來越廣微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本軟件組成軟件是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要部分。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的軟件分為兩大類，即系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件是指由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠（部分由“第三方”）為使用該計(jì)算機(jī)而提供的基本軟件。最常用的有：操作系統(tǒng)、文字處理程序、計(jì)算機(jī)語言處理程序、數(shù)據(jù)庫管理程序、聯(lián)網(wǎng)及通信軟件、各類服務(wù)程序和工具軟件等。應(yīng)用軟件是指用戶為了自己的業(yè)務(wù)應(yīng)用而使用系統(tǒng)開發(fā)出來的用戶軟件。系統(tǒng)軟件依賴于機(jī)器，而應(yīng)用軟件則更接近用戶業(yè)務(wù)。1．操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem）是最基本最重要的系統(tǒng)軟件。它負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種硬件資源（例如CPU、內(nèi)存空間、磁盤空間、外部設(shè)備等），并且負(fù)責(zé)解釋用戶對機(jī)器的管理命令，使它轉(zhuǎn)換為機(jī)器實(shí)際的操作。如:DOS、WINDOWS、UNIX等。2．文字處理程序微機(jī)用于辦公自動化，文字處理是其重要內(nèi)容，所以文字處理程序也是很基本的系統(tǒng)軟件。WPS、WORD等。3．計(jì)算機(jī)語言處理程序計(jì)算機(jī)語言分機(jī)器言、匯編語言和高級語言。(1)、機(jī)器語言(MachineLanguage)。是指機(jī)器能直接認(rèn)識的語言，它是由“1”和“0”組成的一組代碼指令。(2)、匯編語言（AssembleLanguage）。實(shí)際是由一組與機(jī)器語言指令—一對應(yīng)的符號指令和簡單語法組成的。(3)、高級語言(Highlevellanguage)。比較接近日常用語，對機(jī)器依賴性低，即適用于各種機(jī)器的計(jì)算機(jī)語言。如：BASIC語言、VisualBASIC語言、FORTRAN語言、C語言、Java語言等。將高級語言所寫的程序翻譯為機(jī)器語言程序，有兩種翻譯程序，一種叫“編譯程序”，一種叫“解釋程序”。

編譯程序把高級語言所寫的程序作為一個整體進(jìn)行處理，編譯后與子程序庫鏈接，形成一個完整的可執(zhí)行程序。這種方法的缺點(diǎn)是編譯、鏈接較費(fèi)時，但可執(zhí)行程序運(yùn)行速度很快。FORTRAN、C語言等都采用這種編譯的方法。解釋程序則對高級語言程序逐句解釋執(zhí)行。這種方法的特點(diǎn)是程序設(shè)計(jì)的靈活性大，但程序的運(yùn)行效率較低。BASIC語言屬于解釋型。4．?dāng)?shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)日常許多業(yè)務(wù)處理，都屬于對數(shù)據(jù)組進(jìn)行管理，所以計(jì)算機(jī)制造商也開發(fā)了許多數(shù)據(jù)庫管理程序（DBMS）。較著名的適用于微機(jī)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理程序的有dBASE、FoxBase、VisualFoxPro等。另外，還有聯(lián)網(wǎng)及通信軟件、各類服務(wù)程序和工具軟件等。計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)

對于不同用途的計(jì)算機(jī)，其對不同部件的性能指標(biāo)要求有所不同。例如：對于用作科學(xué)計(jì)算為主的計(jì)算機(jī)，其對主機(jī)的運(yùn)算速度要求很高；對于用作大型數(shù)據(jù)庫處理為主的計(jì)算機(jī)，其對主機(jī)的內(nèi)存容量、存取速度和外存儲器的讀寫速度要求較高；對于用作網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)挠?jì)算機(jī)，則要求有很高的I／O速度，因此應(yīng)當(dāng)有高速的I/O總線和相應(yīng)的I／O接口。

(l)、運(yùn)算速度

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度是指計(jì)算機(jī)每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù)。單位為每秒百萬條指令(簡稱MIPS)或者每秒百萬條浮點(diǎn)指令(簡稱MFPOPS）。它們都是用基準(zhǔn)程序來測試的。影響運(yùn)算速度的有如下幾個主要因素:①CPU的主頻。指計(jì)算機(jī)的時鐘頻率。它在很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。②字長。CPU進(jìn)行運(yùn)算和數(shù)據(jù)處理的最基本、最有效的信息位長度。PC機(jī)的字長，已由8088的準(zhǔn)16位(運(yùn)算用16位，I／O用8位)發(fā)展到現(xiàn)在的32位、64位。③指令系統(tǒng)的合理性。每種機(jī)器都設(shè)計(jì)了一套指令，一般均有數(shù)十條到上百條，例如：加、浮點(diǎn)加、邏輯與、