《計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)》 課件全套 第1-8章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識- Internet基礎(chǔ)知識及應(yīng)用

第一章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類1.2數(shù)制和二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算1.31.4計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的表示本章內(nèi)容導(dǎo)讀馮·諾依曼結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展拓展了人類的計(jì)算能力，承擔(dān)著人工無法完成的各種龐大而復(fù)雜的計(jì)算問題。計(jì)算機(jī)的發(fā)展速度影響著社會的發(fā)展速度。通過學(xué)習(xí)本章，讀者應(yīng)掌握以下內(nèi)容：了解計(jì)算機(jī)的發(fā)展史和我國計(jì)算機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀；理解計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)，掌握計(jì)算機(jī)的分類；掌握數(shù)制的概念，以及數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換；掌握二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的規(guī)則；掌握信息存儲的基本單位；掌握在計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的編碼表示。1.1.1計(jì)算機(jī)的起源用于計(jì)算的機(jī)器：在17世紀(jì)，法國數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家布萊斯?帕斯卡（BlaisePascal）發(fā)明了用于加減運(yùn)算的計(jì)算機(jī)器Pascsline；在17世紀(jì)后期，德國數(shù)學(xué)家戈特弗里德·萊布尼茨（GottfriedLeibnitz）發(fā)明了既能計(jì)算加減運(yùn)算又能計(jì)算乘除運(yùn)算的布萊尼茨之輪（Leibnitz’sWheel）；1823年，查爾斯·巴貝奇（CharlesBabbage）發(fā)明了一種差分引擎，能進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，可以解多項(xiàng)式方程；1834年，巴貝奇發(fā)明了分析機(jī)的原理；1855年，斯德歌爾摩的舒茨公司制造了一臺計(jì)算器。1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷程1、機(jī)械計(jì)算機(jī)器2、電子計(jì)算機(jī)的誕生電子計(jì)算機(jī)的誕生，有數(shù)據(jù)存儲，但沒有程序存儲。1939年，美國約翰·文森特·阿塔那索夫（JohnVincentAtanasoff）研制成功了一臺電子數(shù)字計(jì)算機(jī)ABC，實(shí)現(xiàn)解線性方程的系數(shù)；一臺真正意義上的電子計(jì)算機(jī)1946年，賓夕法尼亞大學(xué)的約翰·莫齊利（JohnMauchly）設(shè)計(jì)和研制了世界上第一臺通用的、完全電子的計(jì)算機(jī)，被稱為ENIAC。ENIAC能進(jìn)行每秒5000次加法運(yùn)算、每秒400次乘法運(yùn)算，能進(jìn)行平方和立方運(yùn)算，還能計(jì)算正弦和余弦等三角函數(shù)的值，以及其他一些更復(fù)雜的運(yùn)算。3、現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的誕生現(xiàn)代計(jì)算機(jī)誕生，“存儲程序”工作原理。1944年，馮·諾依曼以《關(guān)于EDVAC的報(bào)告草案》為題，發(fā)表了“存儲程序通用電子計(jì)算機(jī)方案”，宣告了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)思想的誕生。存儲程序原理的思想：為解決問題首先編寫程序，程序和數(shù)據(jù)存入到計(jì)算機(jī)的存儲器中；一旦程序被啟動執(zhí)行，計(jì)算機(jī)能在不需要操作人員干預(yù)下、自動完成逐條取出指令并執(zhí)行任務(wù)，直至程序執(zhí)行結(jié)束。EDVAC（ElectronicDiscretevariableAutomaticComputer）也是為美國陸軍彈道研究實(shí)驗(yàn)室研制，于1949年8月交付，直到1951年EDVAC才開始運(yùn)行。1946年，英國劍橋大學(xué)的莫里斯·威爾克斯教授和他的團(tuán)隊(duì)受EDVAC報(bào)告的啟發(fā)，以EDVAC為藍(lán)本，設(shè)計(jì)和制造EDSAC計(jì)算機(jī)，于1949年5月6日正式運(yùn)行。EDSAC世界上第一臺“存儲程序”式的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)。1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展代別年代主要元器件使用的軟件類型主要應(yīng)用領(lǐng)域第一代20世紀(jì)50年代CPU：電子管內(nèi)存：磁鼓機(jī)器語言、匯編語言科學(xué)計(jì)算第二代20世紀(jì)60年代中期CPU：晶體管內(nèi)存：磁芯FORTRAN、COBOL高級語言數(shù)據(jù)處理、自動控制等領(lǐng)域第三代20世紀(jì)60年代中期~20世紀(jì)70年代初期CPU：中、小規(guī)模集成電路內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器操作系統(tǒng)廣泛應(yīng)用到科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、事務(wù)管理、工業(yè)控制等領(lǐng)域第四代20世紀(jì)70年代中期至今CPU：大、超大規(guī)模集成電路內(nèi)存：半導(dǎo)體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計(jì)算軟件等計(jì)算機(jī)應(yīng)用滲透到人類社會生活的各個(gè)領(lǐng)域、個(gè)人普遍使用計(jì)算機(jī)1.1.3未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢巨型化：超級計(jì)算機(jī)是未來計(jì)算機(jī)發(fā)展的重要方向；超級計(jì)算機(jī)TOP500排行榜是全世界最權(quán)威的超級計(jì)算機(jī)排行榜微型化：微型計(jì)算機(jī)已滲透到儀器、儀表、家用電器等小型儀器設(shè)備中；智能手機(jī)其實(shí)就是一臺計(jì)算機(jī)智能化：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)逐步具備類似于人類的感知能力、記憶和思維能力、學(xué)習(xí)能力、自適應(yīng)能力和行為決策能力，具備理解自然語言、聲音、圖像和文字的能力；網(wǎng)絡(luò)化：利用通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)互聯(lián)起來，按照網(wǎng)絡(luò)協(xié)議相互通信，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間共享資源、相互通信、傳輸數(shù)據(jù)的目的。物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的典型體現(xiàn)。1.1.4我國計(jì)算機(jī)的發(fā)展我國從20世紀(jì)50年代開始研制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷電子管計(jì)算機(jī)、晶體管計(jì)算機(jī)和集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代。2009年9月，中國國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制，“天河一號”超級計(jì)算機(jī)。2010年11月，獲超級計(jì)算機(jī)TOP500排行榜全球第一。2013年，中國國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制，“天河二號”超級計(jì)算機(jī)。2013年到2015年11月16日，獲全球超級計(jì)算機(jī)TOP500排行榜六連冠2016年11月，國家并行計(jì)算機(jī)工程技術(shù)研究中心研制，“神威·太湖之光”超級計(jì)算機(jī)；獲2016年11月超級計(jì)算機(jī)TOP500排行榜全球第一科研團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目獲“戈登·貝爾”獎，我國高性能計(jì)算機(jī)的里程碑2021年9月，龍芯中科技術(shù)股份有限公司發(fā)布龍芯3A5000處理器，該產(chǎn)品是首款采用自主指令系統(tǒng)LoongArch的處理器芯片。1.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快：主要元器件是電子元件，以極快的速度進(jìn)行計(jì)算；并行計(jì)算，提高計(jì)算速度和處理能力。運(yùn)算精度高計(jì)算機(jī)的字長、數(shù)據(jù)的編碼表示和運(yùn)算部件的寬度等多種因素。存儲容量大磁盤組合成磁盤陣列；網(wǎng)絡(luò)的云存儲，可以提供海量數(shù)據(jù)的存儲能力。1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類1.2.1計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)具有邏輯判斷能力算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算；邏輯處理能力是推理、分析、決策、智能化的重要因素。具有自動控制能力存儲程序是馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的基本工作原理。計(jì)算機(jī)啟動工作后，可以在無人參與的條件下，自動完成預(yù)定的全部處理任務(wù)。通用性強(qiáng)各種類型的信息，計(jì)算機(jī)可以采集、存儲、加工處理和傳輸它們；復(fù)雜的問題求解，只要能用算法的方式分解為基本的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，就可以編制程序用計(jì)算機(jī)來完成。。1.2.2計(jì)算機(jī)的分類模擬信號：用連續(xù)變化的物理量所表達(dá)的信息。例如，溫度、濕度、壓力、長度、電流、電壓等等；數(shù)字信號：在取值上是離散的、不連續(xù)的信號，例如，用二進(jìn)制的“0”和“1”表示的信號屬于數(shù)字信號，電報(bào)機(jī)、傳真機(jī)發(fā)出的信號屬于數(shù)字信號。計(jì)算機(jī)分為數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)1、按照處理信息形式的分類2、按照計(jì)算機(jī)用途的分類通用計(jì)算機(jī)：通用計(jì)算機(jī)功能齊全，適應(yīng)性強(qiáng)，應(yīng)用廣泛，可適用于各個(gè)領(lǐng)域。專用計(jì)算機(jī)：

專用計(jì)算機(jī)是針對某一領(lǐng)域或應(yīng)用專門設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品，功能單一，結(jié)構(gòu)簡單，經(jīng)濟(jì)便宜。

例如，超市收銀使用的客戶機(jī)終端、企業(yè)中用于自動控制的工控機(jī)等，屬于專用計(jì)算機(jī)。3、按照計(jì)算機(jī)性能的分類超級計(jì)算機(jī)：稱為巨型機(jī)，是計(jì)算機(jī)中價(jià)格最貴、功能最強(qiáng)、運(yùn)算速度最快的計(jì)算機(jī)。服務(wù)器：高性能計(jì)算機(jī)，通過網(wǎng)絡(luò)為客戶端計(jì)算機(jī)提供計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲等各種服務(wù)。打印服務(wù)器、Web服務(wù)器、郵件服務(wù)器、文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。工作站：高端的通用微型計(jì)算機(jī)。它是為單用戶使用，圖形處理能力、任務(wù)并行處理能力更強(qiáng)。個(gè)人計(jì)算機(jī)：PC機(jī)，適用于個(gè)人使用的多用途計(jì)算機(jī)。

工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)都屬于微型計(jì)算機(jī)。嵌入式計(jì)算機(jī)：專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，運(yùn)行特定的應(yīng)用程序以執(zhí)行預(yù)定的功能，嵌入在家用電器、車輛、自動化生產(chǎn)線、監(jiān)視系統(tǒng)等機(jī)器或設(shè)備中。4、按照計(jì)算機(jī)工作原理的分類電子計(jì)算機(jī)：目前使用的計(jì)算機(jī)，遵從馮·諾依曼結(jié)構(gòu)的存儲程序工作原理。光子計(jì)算機(jī)：一種用光信號進(jìn)行運(yùn)算、信息存儲和處理的新型計(jì)算機(jī)。量子計(jì)算機(jī)：一種基于量子理論的計(jì)算機(jī)，通過量子力學(xué)規(guī)律以實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)和邏輯運(yùn)算、處理和存儲信息。生物計(jì)算機(jī)：生物工程技術(shù)產(chǎn)生蛋白質(zhì)分子，并以此作為生物芯片來替代半導(dǎo)體硅片，利用有機(jī)化合物存儲數(shù)據(jù)。光子計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)都處于研發(fā)試驗(yàn)階段，是未來計(jì)算機(jī)發(fā)展的方向。計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制編碼表示的原因：二進(jìn)制編碼中僅有兩種基本狀態(tài)，能找到具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的物理介質(zhì)來存儲它們，技術(shù)上可行且易行。二進(jìn)制的運(yùn)算規(guī)則簡單，可采用開關(guān)電路實(shí)現(xiàn)，使得計(jì)算機(jī)工作的速度快、可靠性高。二進(jìn)制編碼中的兩個(gè)符號“1”和“0”，與邏輯代數(shù)的“真”和“假”相對應(yīng)，可以很方便地以邏輯代數(shù)為工具進(jìn)行電路設(shè)計(jì)，使計(jì)算機(jī)具有邏輯性，也可通過邏輯門電路實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算。1.3數(shù)制和二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算1.3.1數(shù)制的概念每一種數(shù)制包含三個(gè)基本要素：數(shù)碼、基數(shù)和位權(quán)。在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，所有信息都采用二進(jìn)制編碼表示，二進(jìn)制數(shù)書寫冗長，難以記憶。

在計(jì)算機(jī)外部，為了書寫和閱讀的方便，習(xí)慣用八進(jìn)制、十進(jìn)制或十六進(jìn)制的表示形式。二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制數(shù)碼0、10、1、2、3、4、5、6、70、1、2、3、4、5、6、7、8、90、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F基數(shù)281016位權(quán)(101)2=1*22+0*21+1*20(101)8=1*82+0*81+1*80(101)10=1*102+0*101+1*100(101)16=1*162+0*161+1*160字母后綴B后綴O后綴D后綴H、前綴0x1.3.1數(shù)制的概念

二進(jìn)制八進(jìn)制十進(jìn)制十六進(jìn)制000011111022211333100444101555110666111777100010881001119910101210A10111311B11001412C11011513D11101614E11111715F1.3.2數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換任何一個(gè)R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)時(shí)，只需“按權(quán)展開”即可，(100011.011)2=1×25+1×21+1×20+1×2-2+1×2-3=(35.375)10

(123.4)8=1×82+2×81+3×80+4×8-1=(83.5)10(12A.4)16=1×162+2×161+10×160+4×16-1=(298.25)101、R進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)2、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)（1）整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法：“除基數(shù)取余，上低下高”。例1.將十進(jìn)制數(shù)35轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：(35)10=(100011)2。（2）小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換方法：“乘基數(shù)取整，上高下低”。例2. 將十進(jìn)制數(shù)0.375轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：(0.375)10=(0.011)2。2、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為R進(jìn)制數(shù)（1） 八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)將八進(jìn)制數(shù)的每一位數(shù)碼改寫成等值的3位二進(jìn)制數(shù)即可，且保持高低位的次序不變。例3.將八進(jìn)制數(shù)(3251.224)8轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：(3251.224)8=(011010101001.010010100)2

即(11010101001.0100101)23、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換八進(jìn)制數(shù)碼01234567二進(jìn)制數(shù)000001010011100101110111（2） 十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)將十六進(jìn)制數(shù)的每一位數(shù)碼改寫成等值的4位二進(jìn)制數(shù)即可，且保持高低位的次序不變。例4.將十六進(jìn)制數(shù)(6A9.4A)16

轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。解：(6A9.4A)16=(011010101001.01001010)2

即(011010101001.0100101)23、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制數(shù)碼01234567二進(jìn)制數(shù)00000001001000110100010101100111十六進(jìn)制數(shù)碼89ABCDEF二進(jìn)制數(shù)10001001101010111100110111101111（3） 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)向左每3位一組，不足3位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿3位；小數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)向右每3位一組，不足3位時(shí)在低位補(bǔ)0湊滿3位；每3位二進(jìn)制數(shù)用等值的八進(jìn)制數(shù)碼替代；保持高低位的次序不變。例5.將二進(jìn)制數(shù)(11010101001.0100101)2轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。解：(11010101001.0100101)2

=(011010101001.010010100)2

=(3251.224)83、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換（4） 二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)以小數(shù)點(diǎn)為界，整數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)向左每4位一組，不足4位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿4位；小數(shù)部分從小數(shù)點(diǎn)向右每4位一組，不足4位時(shí)在低位補(bǔ)0湊滿4位；每4位二進(jìn)制數(shù)用等值的十六進(jìn)制數(shù)碼替代；保持高低位的次序不變。例6.將二進(jìn)制數(shù)(11010101001.0100101)2

轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)。解：(11010101001.0100101)2

=(011010101001.01001010)2

=(6A9.4A)163、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換1.3.3二進(jìn)制數(shù)的基本運(yùn)算規(guī)則進(jìn)位和借位的規(guī)則是“逢2進(jìn)1、借1當(dāng)2”兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的加減運(yùn)算必須要考慮進(jìn)位、借位問題：1、二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算基本的邏輯運(yùn)算有邏輯與、邏輯或、邏輯非運(yùn)算。邏輯與運(yùn)算：符號“AND”或“∧”表示；邏輯或運(yùn)算：符號“OR”或“∨”表示；邏輯非運(yùn)算：稱為取反運(yùn)算，用符號“NOT”或“～”表示。邏輯與：邏輯或：邏輯非：

～1=0，～0=12、二進(jìn)制數(shù)的邏輯運(yùn)算按位邏輯運(yùn)算：按位邏輯與（∧）按位邏輯或（∨）按位邏輯非（～）運(yùn)算3、二進(jìn)制數(shù)的按位邏輯運(yùn)算1.3.4信息存儲的基本單位比特（bit）：計(jì)算機(jī)和其他所有數(shù)字系統(tǒng)處理、存儲和傳輸信息的最小單位；比特也稱為位，用小寫字母b表示。例如，每個(gè)西文字符需要用8比特存儲，每個(gè)漢字至少需要16比特存儲。1、比特字節(jié)：8個(gè)二進(jìn)制位，簡寫為B，1B=8b。字節(jié)作為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理、存儲和傳輸信息的基本單位。常用單位有：1KB（千字節(jié)）=210B=1024B1MB（兆字節(jié)）=220B=1024KB1GB（吉字節(jié)）=230B=1024MB1TB（太字節(jié)）=240B=1024GB1PB（拍字節(jié)）=250B=1024TB1EB（艾字節(jié)）=260B=1024PB1ZB（澤它字節(jié)）=270B=1024EB1YB（堯它字節(jié)）=280B=1024ZB2、字節(jié)字：由指令集體系結(jié)構(gòu)定義的信息單位。不同的計(jì)算機(jī)，字的長度不完全相同。例如，Intel的IA-32（IntelArchitecture32-bit，英特爾32位體系架構(gòu)）屬于X86體系結(jié)構(gòu)的32位版本。從1985年面世的80386直到Pentium4，都是使用IA-32體系結(jié)構(gòu)的處理器。IA-32架構(gòu)中定義1個(gè)字為16位，32位就是雙字(doubleword)。3、字整數(shù)又分為兩大類：無符號整數(shù)和帶符號整數(shù)。無符號整數(shù)：正整數(shù)，帶符號整數(shù)：正整數(shù)，或負(fù)整數(shù)。1.4計(jì)算機(jī)內(nèi)部數(shù)據(jù)的表示1.4.1數(shù)值數(shù)據(jù)的表示1、整數(shù)（1）無符號整數(shù)：編碼中的所有二進(jìn)制位都用來表示數(shù)值。1、整數(shù)無符號整數(shù)8位二進(jìn)制16位二進(jìn)制32位二進(jìn)制000000000000000000000000000000000000000000000000000000000100000001000000000000000100000000000000000000000000000001200000010000000000000001000000000000000000000000000000010┇┇┇┇127011111110000000001111111000000000000000000000000011111111281000000000000000100000000000000000000000000000001000000012910000001000000001000000100000000000000000000000010000001┇┇┇┇25511111111000000001111111100000000000000000000000011111111256無法表示000000010000000000000000000000000000000100000000┇┇┇6553511111111111111110000000000000000111111111111111165536無法表示00000000000000010000000000000000┇┇429496729511111111111111111111111111111111（2）帶符號整數(shù)：帶符號整數(shù)是需要表示正負(fù)的整數(shù)，它必須使用一個(gè)二進(jìn)位來表示符號。編碼格式：現(xiàn)代計(jì)算機(jī)使用補(bǔ)碼來表示帶符號整數(shù)：1、整數(shù)帶符號整數(shù)8位補(bǔ)碼帶符號整數(shù)16位補(bǔ)碼000000000000000000000000001000000011000000000000000120000001020000000000000010┇┇

┇1260111111065534011111111111111012701111111655350111111111111111-12810000000-655361000000000000000-12710000001-655351000000010000001┇┇┇┇-211111110-21111111111111110-111111111-11111111111111111（2）帶符號整數(shù)：對于n位的補(bǔ)碼，能表示的數(shù)據(jù)范圍為-2n-1～2n-1-1

補(bǔ)碼整數(shù)0：0000……0最大正整數(shù)2n-1-1：0111……1最小負(fù)整數(shù)-2n-1：1000……0整數(shù)-1：1111……11、整數(shù)（2）帶符號整數(shù)：例7.求整數(shù)126的8位補(bǔ)碼表示。解：126是正數(shù)，故其補(bǔ)碼的符號位為0。數(shù)值位用8-1=7位表示，126=(1111110)2。所以，整數(shù)126用8位補(bǔ)碼表示為01111110B。即[126]補(bǔ)=01111110B。例8：求整數(shù)-126的8位補(bǔ)碼表示。解：-126是負(fù)數(shù)，故其補(bǔ)碼的符號位為1。數(shù)值位用8-1=7位表示，126=(1111110)2，1111110B的按位取反是0000001B，0000001B的末位加1是0000010B。所以，-126用8位補(bǔ)碼表示為10000010B，即[-126]補(bǔ)=10000010B。1、整數(shù)（2）帶符號整數(shù)：真值是指一個(gè)數(shù)的實(shí)際值；真值可以用二進(jìn)制、十進(jìn)制或十六進(jìn)制表示，例如，126、111110B都表示的是一個(gè)真值機(jī)器數(shù)是指一個(gè)數(shù)在計(jì)算機(jī)中的編碼表示。

機(jī)器數(shù)習(xí)慣用二進(jìn)制或十六進(jìn)制表示，用[x]補(bǔ)表示真值x的補(bǔ)碼。例9.求整數(shù)111011B和-111011B的8位補(bǔ)碼表示。解：111011B是正數(shù)，補(bǔ)碼的符號位為0；數(shù)值位有8-1=7位，111011B不足7位，高位補(bǔ)0，所以數(shù)值位為0011011B。即[111011B]補(bǔ)=00111011B。

-111011B是負(fù)數(shù)，補(bǔ)碼的符號位為1；數(shù)值位有8-1=7位，111011B不足7位，高位補(bǔ)0，0011011B的按位取反是1100100B，1100100B的末位加1是1100101B。即[-111011B]補(bǔ)=11100101B。1、整數(shù)數(shù)學(xué)上，實(shí)數(shù)與數(shù)軸上的點(diǎn)一一對應(yīng)，整數(shù)是實(shí)數(shù)的特例。浮點(diǎn)數(shù)：在計(jì)算機(jī)中的表示的實(shí)數(shù)；2、浮點(diǎn)數(shù)實(shí)數(shù)可以用科學(xué)計(jì)數(shù)法表示：34.926=102×0.34926-0.0006148=-10-3×0.6148基數(shù)：10-1101.1101B=-24×0.11011101B0.0000011101B=2-5×0.11101B基數(shù)：2浮點(diǎn)數(shù)：在計(jì)算機(jī)中的表示的實(shí)數(shù)；現(xiàn)代計(jì)算機(jī)都采用IEEE754標(biāo)準(zhǔn)表示浮點(diǎn)數(shù)。兩種基本浮點(diǎn)格式：32位單精度格式和64位雙精度格式，2、浮點(diǎn)數(shù)IEEE754標(biāo)準(zhǔn)中，將實(shí)數(shù)按值的大小分為5類：零、非規(guī)格化數(shù)、規(guī)格化數(shù)、無窮大數(shù)和無定義數(shù)2、浮點(diǎn)數(shù)值的類型編碼值符號s階碼e尾數(shù)f零00001-0非規(guī)格化數(shù)00f≠02-126×(0.f)1-2-126×(0.f)規(guī)格化數(shù)00<e<255f2e-127×(1.f)1-2e-127×(1.f)無窮大數(shù)02550∞1-∞無定義數(shù)0或1255≠0NaN例10．已知32位單精度浮點(diǎn)格式的編碼為0x7F800000，其表示的值是多少？解：①將0x7F800000展開為二進(jìn)制形式：01111111100000000000000000000000B。②根據(jù)圖1-5（a），將二進(jìn)制形式按照32位單精度浮點(diǎn)格式劃分出符號s、階碼e和尾數(shù)f的編碼：01111111100000000000000000000000B，該數(shù)據(jù)編碼的符號s=0、階碼e=11111111B=255、尾數(shù)f=0。③根據(jù)表1-6的單精度浮點(diǎn)數(shù)編碼解釋，該數(shù)據(jù)為正無窮大數(shù)，即其值為∞。2、浮點(diǎn)數(shù)例11．已知32位單精度浮點(diǎn)格式的編碼為0x41050000，其表示的值是多少？解：①將0x41050000展開為二進(jìn)制形式：01000001000001010000000000000000B。②根據(jù)圖1-5（a），將二進(jìn)制形式按照32位單精度浮點(diǎn)格式劃分出符號s、階碼e和尾數(shù)f的編碼：01000001000001010000000000000000B，該數(shù)據(jù)編碼的符號s=0、階碼e=10000010B=130、尾數(shù)f=00001010000000000000000B。③根據(jù)表1-6的單精度浮點(diǎn)數(shù)編碼解釋，該數(shù)據(jù)為正規(guī)格化數(shù)，其值為2e-127×(1.f)=2130-127×(1.00001010000000000000000B)=23×(1.0000101B)=1000.0101B，用十進(jìn)制表示為8.3125。2、浮點(diǎn)數(shù)例12．將二進(jìn)制數(shù)1001.101B轉(zhuǎn)換為IEEE754的32位單精度浮點(diǎn)格式的規(guī)格化數(shù)編碼。解：①根據(jù)表1-6，將1001.101B轉(zhuǎn)換為規(guī)格化數(shù)值的形式：1001.101B=23×(1.001101)=2e-127×(1.f)。②根據(jù)①中式子推出：s=0，e=3+127=130=10000010B，f=0011010000000000000B（不足23位，低位補(bǔ)0）。③根據(jù)圖1-5（a），將s、e、f拼成IEEE754的32位單精度浮點(diǎn)格式編碼：0100000100011010000000000000B，用十六進(jìn)制表示為0x411A0000。2、浮點(diǎn)數(shù)1.4.2西文字符的編碼西文字符集由拉丁字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號和一些特殊符號組成；廣泛使用的西文字符集是ASCII字符集，其編碼稱為ASCII碼，即美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼。ASCII字符集有128個(gè)字符，包括95個(gè)可打印字符和33個(gè)控制字符。可打印字符是一些常用的字母、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號等，例如A、a、3、*等。每個(gè)字符用7個(gè)二進(jìn)制位進(jìn)行編碼，稱為ASCII碼。1.4.2西文字符的編碼b6b5b4b3b2b2b00000010100111001011101110000NULDELSP0@P`p0001SOHDC1!1AQaq0010STXDC2"2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB′7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*：JZjz1011VTESC+；K[k{1100FFFS,<

L\l|1101CRGS-=M]m}1110SORS.>

N^n~1111SIUS/?O_oDEL1.4.2西文字符的編碼每個(gè)字符都由7個(gè)二進(jìn)制位b6b5b4b3b2b1b0表示，其中b6b5b4是高位部分，b3b2b1b0是低位部分。7個(gè)二進(jìn)制位b6b5b4b3b2b1b0共有128個(gè)編碼，可用來表示128個(gè)字符。

數(shù)字0的ASCII碼為0110000B,即30H。

字母a的ASCII碼為1100001B，即61H。1.4.3漢字字符集與漢字編碼1、輸入碼漢字系統(tǒng)必須有三類漢字代碼：輸入碼、內(nèi)碼和字形碼。漢字輸入方法自然輸入：手寫輸入、語音輸入鍵盤編碼輸入漢字輸入碼：音碼、形碼和音形碼（形音碼）等漢字的內(nèi)碼：GB2312國標(biāo)碼、GBK漢字編碼、UCS/Unicode編碼、GB18030國標(biāo)碼等；（1）GB2312國標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼區(qū)位碼：GB2312國標(biāo)字符集漢字與符號組成一個(gè)94×94的矩陣。

一個(gè)漢字所在的區(qū)號和位號組合在一起就構(gòu)成了該漢字的區(qū)位碼漢字的國標(biāo)碼：GB2312國標(biāo)字符集的區(qū)位碼→GB2312國標(biāo)碼

每一個(gè)漢字的區(qū)號和位號各用一個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制位表示，把區(qū)號和位號各加32（即十六進(jìn)制的20H）后就是漢字的國標(biāo)碼。漢字的機(jī)內(nèi)碼：GB2312國標(biāo)碼→漢字的機(jī)內(nèi)碼

將國標(biāo)碼中每一字節(jié)的最高位置1，相應(yīng)的編碼就是2個(gè)字節(jié)的GB2312機(jī)內(nèi)碼。換算關(guān)系：國標(biāo)碼=區(qū)位碼+2020H機(jī)內(nèi)碼=國標(biāo)碼+8080H2、漢字內(nèi)碼例10.以“大”字為例，它在GB2312國標(biāo)字符集中的區(qū)號是20，位號是83，求“大”字的國標(biāo)碼和機(jī)內(nèi)碼。解：（1）20和83轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制數(shù)分別為14H和53H，所以“大”字的區(qū)位碼用十六進(jìn)制表示為1453H；（2）1453H+2020H3473H

所以，“大”字的國標(biāo)碼用十六進(jìn)制表示為3473H；（3）3473H+8080HB4F3H所以，“大”字的機(jī)內(nèi)碼用十六進(jìn)制表示為B4F3H；2、漢字內(nèi)碼（2）GBK漢字編碼在1995年，發(fā)布了《漢字內(nèi)碼擴(kuò)充規(guī)范》，代號為GBK。它一共包含21003個(gè)漢字和883個(gè)圖形符號，除了包含GB2312中的全部漢字和符號之外，還收錄了繁體字。GBK漢字編碼與GB2312國標(biāo)碼向下兼容，即所有與GB2312相同的字符，其編碼也相同。GBK漢字編碼中每個(gè)漢字由2個(gè)字節(jié)構(gòu)成，第一個(gè)字節(jié)的最高位必須是1，第二個(gè)字節(jié)的最高位可以是0，也可以是1。2、漢字內(nèi)碼（3）UCS/Unicode編碼UCS標(biāo)準(zhǔn)：國際化組織（ISO）統(tǒng)一編碼的國際標(biāo)準(zhǔn)Unicode：Unicode協(xié)會統(tǒng)一編碼的編碼標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)。到unicode2.0時(shí)，Unicode的編碼和UCS的編碼基本一致。2、漢字內(nèi)碼（4）GB18030漢字編碼2000年，我國頒布了《信息技術(shù)中文編碼字符集》，代號為GB18030；對GB2312和GBK保持向下兼容，并支持Unicode的所有碼位；目前漢字的國家標(biāo)準(zhǔn)編碼主要有GB2312、GBK、GB18030三種。2、漢字內(nèi)碼漢字字形碼：記錄漢字的外形輪廓，是漢字的輸出編碼。漢字的字形的兩種描述方式：點(diǎn)陣字模描述和輪廓描述。字庫：字符集中所有漢字和字符的形狀描述數(shù)據(jù)集合。輸出漢字時(shí)，先到字庫中去找到它的字形碼，再把字形碼轉(zhuǎn)換為字形輸出。3、字形碼（1）點(diǎn)陣字模描述把漢字的形狀放在一個(gè)16×16、24×24、32×32等的矩陣中，漢字或字符中有黑點(diǎn)的地方用1表示，空白處用0表示，則漢字或字符的字形可以用0和1組成的方陣來表示。占用16×16b=256b=32B（2）輪廓描述

把漢字的筆畫輪廓用一組直線和曲線來勾畫，記下每一條直線或曲線的數(shù)學(xué)公式中的參數(shù)，這種用來描述漢字或字符形狀的數(shù)據(jù)稱為漢字的輪廓碼。

用輪廓描述字形的方法精度高，字形可以任意放大或縮小，同時(shí)還節(jié)省空間。3、字形碼1.4.4Unicode字符集與UTF編碼1、Unicode簡介Unicode是國際標(biāo)準(zhǔn)字符集，它為世界各種語言的每個(gè)字符定義一個(gè)唯一的編碼，編碼范圍是0x0000-0x10FFFF，可以容納一百多萬個(gè)字符。UUTF-8、UTF-16、UTF-32是Unicode的三種存儲方式，它們分別用不同的二進(jìn)制格式來存儲Unicode字符?！癠TF”是“UnicodeTransformationFormat”的縮寫，意思是Unicode轉(zhuǎn)換格式，后面的數(shù)字表明至少使用多少個(gè)比特位來存儲字符。

例如，UTF-8表示最少需要8個(gè)比特位，即至少用一個(gè)字節(jié)來存儲。UTF-16和UTF-32分別表示最少2個(gè)字節(jié)和4個(gè)字節(jié)來存儲。UTF-8和UTF-16被廣泛使用。UTF-8是一種變長字符編碼，將Unicode字符編碼為1至4個(gè)字節(jié)，具體取決于Unicode字符集的編碼范圍：2、UTF-8編碼Unicode編碼范圍UTF-8編碼字節(jié)數(shù)UTF-8編碼格式（二進(jìn)制）0x0000-0x007F單字節(jié)0xxxxxxx0x0080-0x07FF2字節(jié)110xxxxx10xxxxxx0x0800-0xFFFF3字節(jié)1110xxxx10xxxxxx10xxxxxx0x10000-0x10FFFF4字節(jié)11110xxx10xxxxxx10xxxxxx10xxxxxx例14．字母“a”的Unicode編碼為0x0061，其UTF-8編碼是多少？解：根據(jù)表1-8，0x0061在0x0000-0x007F范圍內(nèi)，故“a”的UTF-8編碼采用單字節(jié)數(shù)，UTF-8編碼格式為0xxxxxxx，其中xxxxxxx填充Unicode編碼，故字母“a”的UTF-8編碼為0x61。2、UTF-8編碼例15．漢字“大”的Unicode編碼為0x5927，其UTF-8編碼是多少？解：根據(jù)表1-8，0x5927在0x0800-0xFFFF范圍內(nèi)，漢字“大”的UTF-8編碼采用3字節(jié)數(shù)，編碼格式為1110xxxx10xxxxxx10xxxxxx，其中xxxxxxx填充為Unicode編碼?！按蟆钡腢TF-8編碼轉(zhuǎn)換過程如圖1-8所示，其UTF-8編碼的十六進(jìn)制表示為0xE5A4A7。2、UTF-8編碼UTF-16也是一種變長字符編碼，它將字符編碼成2字節(jié)或者4字節(jié)。具體的編碼規(guī)則如下:（1）對于Unicode編碼小于0x10000的字符，使用2個(gè)字節(jié)存儲，并且是直接存儲Unicode碼，不用進(jìn)行編碼轉(zhuǎn)換。（2）對于Unicode編碼在0x10000和0x10FFFF之間的字符，使用4個(gè)字節(jié)存儲，這4個(gè)字節(jié)分成前后兩部分，每個(gè)部分各兩個(gè)字節(jié)。其中，前面兩個(gè)字節(jié)的前6位二進(jìn)制固定為110110，后面兩個(gè)字節(jié)的前6位二進(jìn)制固定為110111，前后部分各剩余10位二進(jìn)制填充該字符的Unicode編碼減去0x10000的結(jié)果。3、UTF-16編碼例16．字母“a”的Unicode編碼為0x0061，其UTF-16編碼是多少？解：0x0061小于0x10000，使用2個(gè)字節(jié)存儲，并且是直接存儲Unicode碼。故字母“a”的UTF-16編碼為0x0061。例17．漢字“大”的Unicode編碼為0x5927，其UTF-16編碼是多少？解：0x5927小于0x10000，使用2個(gè)字節(jié)存儲，并且是直接存儲Unicode碼。故漢字“大”的UTF-16編碼為0x5927。3、UTF-16編碼UTF-32是固定長度的編碼，每個(gè)字符占用4個(gè)字節(jié)，足以容納所有的Unicode字符，所以直接存儲Unicode編碼即可，不需要任何編碼轉(zhuǎn)換。4、UTF-32編碼ThankYou!第二章計(jì)算機(jī)組成原理2.1計(jì)算機(jī)硬件的基本組成中央處理器2.2存儲器系統(tǒng)2.32.4CPU、主存與外設(shè)的互連2.5常用的輸入/輸出設(shè)備本章內(nèi)容導(dǎo)讀計(jì)算機(jī)硬件是指計(jì)算機(jī)的物理裝置的總稱，看到的各種芯片、板卡、外設(shè)、電纜等都是計(jì)算機(jī)硬件。通過學(xué)習(xí)本章，讀者應(yīng)掌握以下內(nèi)容：掌握計(jì)算機(jī)硬件的工作原理、基本組成；了解指令的格式、指令系統(tǒng)的基本功能；掌握CPU的基本功能、組成和性能指標(biāo)。掌握計(jì)算機(jī)中層次結(jié)構(gòu)的存儲器系統(tǒng)。掌握CPU、主存儲器與外設(shè)之間的互連。掌握計(jì)算機(jī)常規(guī)的硬件設(shè)備和設(shè)備接口。2.1.1馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)硬件+計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)硬件：構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理裝置的總稱，看到的各種芯片、板卡、外設(shè)、電纜等都是計(jì)算機(jī)硬件。計(jì)算機(jī)軟件：計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的程序、數(shù)據(jù)以及開發(fā)、使用、維護(hù)程序所需的各種文檔的集合。計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件相輔相成，缺一不可。計(jì)算機(jī)硬件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)，為軟件的運(yùn)行提供平臺和環(huán)境。計(jì)算機(jī)硬件必須配備完善的軟件，才能正常工作，充分發(fā)揮硬件的各種功能。

2.1計(jì)算機(jī)硬件的基本組成計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成。存儲器不僅能存放數(shù)據(jù)、也能存放指令，形式上指令與數(shù)據(jù)沒有區(qū)別，但計(jì)算機(jī)應(yīng)能區(qū)分它們。計(jì)算機(jī)內(nèi)部以二進(jìn)制形式表示指令和數(shù)據(jù)。采用“存儲程序”的工作原理。早期的馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖：2.1.1馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖運(yùn)算器：計(jì)算機(jī)中對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件。完成數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器：控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)地工作。存儲器：用于存儲程序和各種數(shù)據(jù)，并能在計(jì)算機(jī)運(yùn)行過程中高速、自動地完成程序或數(shù)據(jù)的存取。輸入設(shè)備：向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和程序。輸出設(shè)備：用于把計(jì)算機(jī)中存儲、處理或傳送來的信息以人們熟悉的形式表示出來。2.1.1馮?諾依曼計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)框圖IntelPentium系統(tǒng)的模型2.1.2現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型硬件組成中央處理器（CPU）：運(yùn)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件任務(wù)的處理器，是計(jì)算機(jī)最核心的部件。IntelPentium系統(tǒng)的模型2.1.2現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型硬件組成存儲器：種類繁多主存儲器用來存放CPU正在執(zhí)行的程序和程序處理的數(shù)據(jù)。硬盤能長久存儲程序和數(shù)據(jù)。IntelPentium系統(tǒng)的模型2.1.2現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型硬件組成總線：提供計(jì)算機(jī)部件之間規(guī)范化交換數(shù)據(jù)的方式，包括一組共享的信息傳輸線和控制邏輯。IntelPentium系統(tǒng)的模型2.1.2現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型硬件組成輸入輸出設(shè)備：外圍設(shè)備或外部設(shè)備（簡稱外設(shè)）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與人或其他機(jī)器之間進(jìn)行信息交換的裝置。IntelPentium系統(tǒng)的模型2.1.2現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的典型硬件組成I/O控制器：I/O總線和外設(shè)之間傳遞信息，并做成標(biāo)準(zhǔn)化的部件。2.2.1指令和指令系統(tǒng)機(jī)器指令是指示計(jì)算機(jī)執(zhí)行某種操作、完成某種功能的命令。機(jī)器指令：操作碼和地址操作碼：指明指令所要完成的操作，例如加法、減法、傳送、移位等。地址碼：指出該指令的操作數(shù)地址、結(jié)果的地址或者下一條指令的地址等。2.2中央處理器1、指令1、指令機(jī)器指令：二進(jìn)制代碼組成例如：“00000001111100000111000000000000”是某計(jì)算機(jī)的一條加法指令。0和1，太難理解了！?。R編指令：為便于閱讀和理解，用助記符來表示機(jī)器指令中的操作碼和地址碼。例如，“ADDA，B，C”是上述機(jī)器指令的符號化表示；“ADD”是操作碼，表示需要執(zhí)行加法運(yùn)算；“A”、“B”和“C”是三個(gè)地址碼，“A”表示加法結(jié)果的存放位置，“B”和“C”表示兩個(gè)加數(shù)存放的位置。指令的功能可描述為（B）+（C）→A機(jī)器指令與匯編指令一一對應(yīng)，都屬于機(jī)器級指令，習(xí)慣上使用匯編指令來描述機(jī)器指令。2、指令系統(tǒng)指令系統(tǒng)：一臺計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的所有機(jī)器指令的集合。不同的計(jì)算機(jī)都有各自的指令系統(tǒng)，指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語言。指令系統(tǒng)提供了軟件和硬件之間的界面，一方面計(jì)算機(jī)硬件的功能通過指令系統(tǒng)展現(xiàn)出來，另一方面，軟件通過指令系統(tǒng)中的指令去使用硬件功能。3、指令系統(tǒng)的設(shè)計(jì)風(fēng)格復(fù)雜指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)復(fù)雜，指令數(shù)多、指令格式多、尋址方式多（尋找操作數(shù)的方法）、指令執(zhí)行所需時(shí)鐘周期數(shù)也不一樣CISC：復(fù)雜指令集計(jì)算機(jī)精簡指令系統(tǒng)：指令功能簡單、能在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行完成。RISC：精簡指令集計(jì)算機(jī)簡化指令使計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)簡單合理，從而提高機(jī)器的性能。4、主流的指令系統(tǒng)X86：Intel公司通用計(jì)算機(jī)系列的標(biāo)準(zhǔn)編號縮寫，CISC架構(gòu)，臺式機(jī)、筆記本和服務(wù)器的主流市場ARM：低功耗的微處理器，RISC架構(gòu)，移動設(shè)備市場RISC-V：開源指令集架構(gòu)，RISC架構(gòu)，滿足各種應(yīng)用，如服務(wù)器CPU、家用電器CPU、工控CPU、傳感器中的CPU等“存儲程序”的工作原理要求程序和數(shù)據(jù)存放在計(jì)算機(jī)的存儲器中，執(zhí)行程序時(shí)，CPU從內(nèi)存中逐條取出指令和相應(yīng)的數(shù)據(jù)，按指令操作碼的規(guī)定，對數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，直至程序執(zhí)行結(jié)束。程序在計(jì)算機(jī)中的執(zhí)行過程：2.2.2CPU的基本功能與基本組成1.寄存器：用于存放臨時(shí)數(shù)據(jù)、狀態(tài)信號等。寄存器分為：通用寄存器、狀態(tài)寄存器、指令寄存器和程序計(jì)數(shù)器等。2.2.2CPU的基本功能與基本組成通用寄存器：臨時(shí)存放參與運(yùn)算的數(shù)據(jù)或運(yùn)算得到的結(jié)果。指令寄存器：存放CPU正在執(zhí)行的指令。程序計(jì)數(shù)器：存放CPU將要執(zhí)行的下一條指令的地址。2.算術(shù)邏輯單元：是CPU的執(zhí)行單元，也是CPU的核心組成部分，用來對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行加、減法基本算術(shù)運(yùn)算或者與、或、非基本邏輯運(yùn)算的部件。ALU的基本邏輯結(jié)構(gòu)是加法器。2.2.2CPU的基本功能與基本組成加法指令“ADDA，B，C”的功能：

（B）+（C）->A通用寄存器B：3通用寄存器C：4將3、4送至ALU的輸入端，控制ALU執(zhí)行加法運(yùn)算，即3+4ALU的輸出結(jié)果為“7”，把結(jié)果“7”送入寄存器A。3.控制器：CPU中的每一個(gè)操作步驟都有先后順序，CPU是一個(gè)時(shí)序部件?？刂菩盘柹刹考χ噶罴拇嫫髦兄噶畈僮鞔a的分析，按序生成每條指令的控制信號。2.2.2CPU的基本功能與基本組成對指令“ADDA，B，C”操作碼的分析，有序地發(fā)出C0、C1、“+”和C2控制信號：首先同時(shí)發(fā)出C0、C1控制信號，將B和C通用寄存器中的內(nèi)容送至ALU輸入端；接著發(fā)出“+”控制信號，控制ALU執(zhí)行加法運(yùn)算，并輸出結(jié)果；最后發(fā)出C2控制型號，將結(jié)果送至通用寄存器A。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能評價(jià)主要考慮的是CPU性能，系統(tǒng)性能與CPU性能是有區(qū)別的。系統(tǒng)性能：系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間，是計(jì)算機(jī)完成某一任務(wù)所需的總時(shí)間，包括硬盤訪問、內(nèi)存訪問、I/O操作、操作系統(tǒng)開銷和CPU執(zhí)行時(shí)間等。CPU性能：CPU運(yùn)行用戶程序代碼的時(shí)間。用戶程序執(zhí)行的時(shí)間與CPU相關(guān)的因素很多，列舉如下的重要概念和指標(biāo)。2.2.3CPU的性能指標(biāo)（1）機(jī)器字長：CPU一次能處理整型數(shù)據(jù)的位數(shù)，通常是CPU中通用寄存器和ALU的寬度，即一次二進(jìn)制整數(shù)運(yùn)算的寬度。例如，“某計(jì)算機(jī)的字長為32位”表示了該計(jì)算機(jī)中CPU內(nèi)部用于整數(shù)運(yùn)算的ALU和通用寄存器的寬度為32位，即一次整數(shù)加法運(yùn)算可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)32位二進(jìn)制數(shù)的相加，結(jié)果保存為32位。（2）主頻與時(shí)鐘周期。主頻是CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率，單位是Hz，表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。時(shí)鐘周期是主頻的倒數(shù)，表示數(shù)字脈沖信號震蕩一次的時(shí)間間隔，是CPU中操作的最基本時(shí)間單位。例如，某數(shù)字脈沖信號震蕩的情況，若1秒鐘內(nèi)震蕩8次，則該脈沖信號的頻率f=8Hz，數(shù)字脈沖信號震蕩一次的時(shí)間間隔為1/8秒=0.125s，時(shí)鐘周期T=0.125s。2.2.3CPU的性能指標(biāo)（3）CPU總線速度。CPU總線的工作頻率和數(shù)據(jù)線寬度決定CPU與內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)的速度，總線速度越快，CPU的性能發(fā)揮的越充分。（4）處理器的微架構(gòu)。簡單地說CPU微架構(gòu)就是指CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)。通過對CPU內(nèi)部各運(yùn)算部件的合理安排和構(gòu)造，可提高指令執(zhí)行效率。例如，流水線技術(shù)使得多條指令的執(zhí)行在時(shí)間上重疊起來，實(shí)現(xiàn)指令級執(zhí)行的并行，提高CPU執(zhí)行指令的效率。（5）處理器芯片的集成度。摩爾定律：集成在芯片中的晶體管數(shù)量大約每18-24個(gè)月可以翻一番，其性能隨著增加一倍。集成度的大幅提高也導(dǎo)致功耗的快速增長，導(dǎo)致處理器散熱問題。（6）內(nèi)核數(shù)量。在單個(gè)芯片上設(shè)計(jì)多個(gè)簡單的處理器核，以多核并行計(jì)算來提升性能。2.2.3CPU的性能指標(biāo)2.3.1存儲器的分類和特性目前使用的存儲介質(zhì)主要有：半導(dǎo)體器件、磁性材料和光介質(zhì)。半導(dǎo)體存儲器：用半導(dǎo)體器件構(gòu)成的存儲器，例如，主存儲器、固態(tài)硬盤、U盤。磁表面存儲器：在金屬或塑料基體的表面涂一層磁性材料作為記錄介質(zhì)的存儲器，例如，磁盤存儲器、磁帶存儲器。光盤存儲器：使用激光在記錄介質(zhì)（磁光材料）上進(jìn)行讀/寫的存儲器。2.3存儲器系統(tǒng)1、存儲器的存儲介質(zhì)2、存儲器的存取方式存儲器的存取方式：隨機(jī)存取方式、順序存取方式和直接存取方式。隨機(jī)存取方式的特點(diǎn)是存儲器中任何一個(gè)單元的內(nèi)容可以隨機(jī)存取，且存取時(shí)間是一個(gè)常數(shù)，與存取單元的物理位置無關(guān)。

例如，主存儲器。順序存取方式的特點(diǎn)是對存儲單元讀/寫操作時(shí)，需按其物理位置的線性順序訪問，存取時(shí)間取決于信息存放的位置。

例如，磁帶存儲器。直接存取方式兼有隨機(jī)訪問和順序訪問的特點(diǎn)，首先直接選取信息所在區(qū)域，然后按順序存取。

例如，磁盤存儲器。3、斷電后信息的可保存性按斷電后信息是否會丟失的特性，存儲器可分為易失性存儲器和非易失性存儲器。易失性存儲器：斷電后信息即消失的存儲器，例如，RAM芯片構(gòu)成的存儲器。非易失性存儲器：斷電后仍能保存信息的存儲器，例如，優(yōu)盤、磁盤和光盤。4、在計(jì)算機(jī)中的作用多種存儲器構(gòu)成了存儲器的層次結(jié)構(gòu)：寄存器：在CPU內(nèi)部，保存著最常用的數(shù)據(jù)。主存儲器：保存著當(dāng)前CPU正在運(yùn)行的程序和處理的數(shù)據(jù)。高速緩沖存儲器：用來存放當(dāng)前CPU經(jīng)常訪問的指令和數(shù)據(jù)，高速緩沖存儲器的存取速度較快，接近于CPU的工作速度。輔助存儲器和后備存儲器：主存儲器的后援存儲器，用來長期存放程序和數(shù)據(jù)。5、CPU的可訪問性按CPU的可訪問性，計(jì)算機(jī)中的存儲器可分為內(nèi)存和外存。內(nèi)存與CPU高速相連，保存CPU正在執(zhí)行的程序和處理的數(shù)據(jù)，容量相對較小，速度較快，高速緩沖存儲器和主存儲器都屬于內(nèi)存。外存與CPU不直接相連，外存的內(nèi)容需要先調(diào)入到主存儲器，才能被CPU訪問。外存容量大，成本便宜，可以大量、長久存放各種程序和數(shù)據(jù)，磁盤、光盤、U盤均屬于外存。主存儲器：半導(dǎo)體集成電路芯片組成，包括RAM（RandomAccessMemory）和ROM（Read-OnlyMemory）兩部分。RAM：半導(dǎo)體讀寫存儲器的簡稱，用戶程序和數(shù)據(jù)都放在RAM中，斷電時(shí)信息會丟失。ROM：半導(dǎo)體只讀存儲器的簡稱，主要用于存放一些固定的系統(tǒng)程序等，斷電后信息不會丟失。例如，PC機(jī)的ROM區(qū)用閃存芯片構(gòu)成，存放系統(tǒng)的基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS），閃存芯片插在PC機(jī)的主板上。2.3.2主存儲器內(nèi)存條

內(nèi)存條插槽將多個(gè)DRAM芯片擴(kuò)展后做在一個(gè)內(nèi)存條上；內(nèi)存條插在主板上的內(nèi)存條插槽中。主存儲器的容量是所有存儲單元能存儲的信息總位數(shù)：主存儲器容量=地址數(shù)×每個(gè)存儲單元的位數(shù)例如，6位地址能夠編碼的地址數(shù)為26=64個(gè)，每個(gè)存儲單元存放8位二進(jìn)制，所以該存儲器容量為：26×8b=64字節(jié)。在PC機(jī)中，每個(gè)主存儲器單元存放一個(gè)字節(jié)信息，存儲容量單位用MB（220字節(jié)）、GB（230字節(jié)）或TB（240字節(jié)）表示。2.3.2主存儲器常用的外存儲器：硬盤、磁盤陣列、磁帶、光盤、U盤和存儲卡。硬盤、磁帶、磁盤陣列、光盤提供了大容量的信息存儲，光盤、U盤和存儲卡均屬于便攜式存儲設(shè)備。2.3.3常用的外存儲器1、硬盤硬盤主要有3類：機(jī)械式硬盤、固態(tài)硬盤和混合硬盤?；旌嫌脖P采用雙硬盤的方式：一塊小容量的固態(tài)硬盤+一塊大容量的機(jī)械式硬盤機(jī)械式硬盤又稱為硬磁盤，組成：磁盤片：用來保存信息硬磁盤驅(qū)動器：用于對磁盤片的訪問操作磁盤控制器：提供主機(jī)和硬磁盤驅(qū)動器之間的接口（1）機(jī)械式硬盤1、硬盤磁道：磁表面由外向內(nèi)分成許多的同心圓，每個(gè)同心圓為一個(gè)磁道扇區(qū)：每條磁道被等分成的幾百個(gè)弧段，每個(gè)弧段稱為一個(gè)扇區(qū)磁頭：硬磁盤通常由多個(gè)盤片組成，每個(gè)盤片包含兩個(gè)面，每個(gè)盤面都對應(yīng)地有一個(gè)讀/寫磁頭。定位硬磁盤上數(shù)據(jù)地址的三個(gè)參數(shù)：磁頭號（盤面號）、磁道號和扇區(qū)號。（1）機(jī)械式硬盤1、硬盤硬磁盤上定位數(shù)據(jù)的三個(gè)參數(shù)：磁頭號（盤面號）、磁道號和扇區(qū)號。硬磁盤格式化操作：在盤面上劃分磁道和扇區(qū)，并在扇區(qū)中填寫扇區(qū)號等信息的過程。硬磁盤容量=2×盤片數(shù)×每盤磁道數(shù)×每磁道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（1）機(jī)械式硬盤1、硬盤硬磁盤的數(shù)據(jù)訪問：尋道：移動臂控制所有磁頭同步徑向移動到指定的磁道號；

根據(jù)磁頭號選擇盤面；旋轉(zhuǎn)等待：電機(jī)帶動盤片高速旋轉(zhuǎn)，扇區(qū)號指定的扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到被選中的磁頭下方；數(shù)據(jù)讀寫：磁頭讀寫該扇區(qū)中的數(shù)據(jù)；（1）機(jī)械式硬盤1、硬盤固態(tài)硬盤：一種主要由控制單元和基于固態(tài)存儲單元組成的硬盤。固態(tài)硬盤的存儲介質(zhì)：閃爍存儲器（FlashMemory，簡稱閃存）閃存：半導(dǎo)體集成電路存儲器。（2）固態(tài)硬盤SSD：閃存芯片和閃存轉(zhuǎn)換層。閃存芯片：相當(dāng)于磁盤片，存放數(shù)據(jù)。閃存轉(zhuǎn)換層：相當(dāng)于磁盤控制器，負(fù)責(zé)控制如何訪問這些閃存芯片，以及與外部總線的交互。1、硬盤FTL主要的功能：FTL位于操作系統(tǒng)與閃存之間，為操作系統(tǒng)提供了虛擬的磁盤，使得操作系統(tǒng)就像訪問磁盤一樣訪問SSD。磨損平衡（WearLeveling）處理：實(shí)現(xiàn)對存儲單元的均衡使用，提高固態(tài)硬盤的使用壽命。（2）固態(tài)硬盤與磁盤相比，固態(tài)硬盤特點(diǎn)：隨機(jī)訪問時(shí)間比旋轉(zhuǎn)的磁盤要快；低噪音、低能耗、防震抗摔、啟動速度快、尺寸小、重量輕和工作溫度范圍大；使用壽命有限、價(jià)格貴；出現(xiàn)數(shù)據(jù)損壞，想恢復(fù)數(shù)據(jù)是困難的。2、光盤存儲器光盤存儲器：光盤盤片和光盤驅(qū)動器組成光盤盤片：壓制凹坑，以凹凸不平的坑代表“0”或“1”來記錄數(shù)據(jù)光盤驅(qū)動器：實(shí)現(xiàn)對光盤數(shù)據(jù)的讀寫，讀寫頭是用半導(dǎo)體激光器和光路系統(tǒng)組成的激光頭。光盤

光驅(qū)

激光頭讀信息2、光盤存儲器光盤分類按激光類型：使用紅光的CD盤、DVD盤；使用藍(lán)光的BD盤按讀寫的次數(shù)：只讀型（ROM）、一次寫入型（R）和可擦寫型（RW）

激光類型讀寫次數(shù)CDDVDBDROMCD-ROMDVD-ROMBD-ROMRCD-RDVD-R、DVD+RBD-RRWCD-RWDVD-RW、DVD+RWBD-RW多種類型的光盤2、光盤存儲器光盤驅(qū)動器分類按位置：內(nèi)置驅(qū)動器和外接驅(qū)動器。按讀寫能力：只讀光驅(qū)和光盤刻錄機(jī)；按可處理的光盤片類型：CD類、DVD類、BD類和組合式的。光盤驅(qū)動器的接口：內(nèi)置用SATA接口。外接驅(qū)動器使用USB接口多種類型的光盤驅(qū)動器

光盤片類型讀寫能力CDDVDBD只讀光驅(qū)CD只讀光驅(qū)

DVD只讀光驅(qū)藍(lán)光只讀光驅(qū)光盤刻錄機(jī)CD刻錄機(jī)DVD刻錄機(jī)藍(lán)光刻錄機(jī)3、便攜式存儲器移動存儲器：移動硬盤、U盤和各種存儲卡（1）移動硬盤硬盤為存儲介質(zhì)，可以隨時(shí)拔插、小巧而便于攜帶的存儲器。移動硬盤接口：有線接口：采用USB、Type-C等接口無線接口：使用WIFI連接方式

3、便攜式存儲器移動存儲器：移動硬盤、U盤和各種存儲卡（2）U盤是一種使用USB接口連接計(jì)算機(jī)、并使用閃存來存儲數(shù)據(jù)的小型便攜存儲設(shè)備。特點(diǎn)：即插即用、體積小、重量輕、存儲容量大、抗震能力強(qiáng)、速度較快3、便攜式存儲器移動存儲器：移動硬盤、U盤和各種存儲卡（3）存儲卡用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、便攜式電腦、MP3和其他數(shù)碼產(chǎn)品上的獨(dú)立存儲介質(zhì)，一般是卡片的形態(tài)。特點(diǎn)：體積小巧、攜帶方便、使用簡單，良好的兼容性，能使用于多種類型的數(shù)碼產(chǎn)品。種類：SD卡、TF卡、CF卡、NM卡、XQD卡等讀卡器：將存儲卡作為移動存儲設(shè)備進(jìn)行讀寫的接口設(shè)備。2.4.1基于總線的互連結(jié)構(gòu)總線是連接多個(gè)功能部件的共享的信息傳輸介質(zhì)，提供了部件之間規(guī)范化的交換數(shù)據(jù)的方式。2.4CPU、主存與外設(shè)的互連系統(tǒng)總線：在PC機(jī)中，把連接CPU、存儲器和I/O模塊之間的總線處理器總線存儲器總線I/O總線總線之間通過I/O橋連接2.4.1基于總線的互連結(jié)構(gòu)主板：PC機(jī)中的矩形印刷電路板，電路板表面分布有電阻、電容、總線、芯片組、各種插座、插槽和接口。PC機(jī)的各種部件通過主板提供的插槽、插座、接口和總線相連CPU芯片：通過CPU插座連接到處理器總線上內(nèi)存條：通過內(nèi)存條插槽連到存儲器總線上。輸入輸出設(shè)備控制器：有的集成在主板上，有的以插卡形式接插在I/O總線插槽上。I/O設(shè)備接口：SATA接口、USB接口、PS/2接口、網(wǎng)絡(luò)接口等2.4.2總線標(biāo)準(zhǔn)目前，微機(jī)中常用的I/O總線標(biāo)準(zhǔn)有PCI總線、AGP總線、PCI-Express總線等PCIExpress，簡稱PCI-E，PC機(jī)中一種全新的I/O總線標(biāo)準(zhǔn)，全面取代PCI總線和AGP總線，實(shí)現(xiàn)I/O總線標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。PCI-E總線的特點(diǎn)：采用點(diǎn)對點(diǎn)串行連接；多種規(guī)格：PCI-Ex1、PCI-Ex4、PCI-Ex8、PCI-Ex16；數(shù)據(jù)傳輸速率高：每個(gè)設(shè)備都有自己的專用連接；較短的PCI-E卡可以插在較長的PCI-E插槽中使用。2.4.3I/O控制器I/O控制器（適配卡）：CPU和I/O設(shè)備之間的接口，它接收從CPU發(fā)出的命令，并控制I/O設(shè)備工作。實(shí)現(xiàn)CPU與I/O控制器之間、I/O控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。獨(dú)立顯卡的連接示意圖：有2個(gè)接口，一頭插在PCI-Ex16總線插槽中，另一頭有插座，通過電纜連接顯示器，2.4.4I/O設(shè)備接口I/O設(shè)備接口：用于連接I/O設(shè)備的連接器插座以及相應(yīng)的通信規(guī)程及電氣特性。常用I/O設(shè)備接口：PS/2接口、USB接口、DVI接口、HDMI接口、VGA接口、網(wǎng)線接口等。1、PS/2接口PS/2接口：早期用來連接鍵盤和鼠標(biāo)，紫色的用于連接鍵盤，綠色的用于連接鼠標(biāo)。2、視頻輸出接口顯示器的接口：VGA、DVI、HDMI和DP（DisplayPort）等；VGA：采用模擬信號傳輸。DVI：DVI-A、DVI-D和DVI-I三種不同類型的接口，基本都是DVI-D。HDMI：全數(shù)字化視頻和音頻發(fā)送接口，支持電視與計(jì)算機(jī)視頻格式。DP：高清數(shù)字顯示接口，同時(shí)傳送數(shù)字化音頻和視頻信號VGADVIHDMIDP3、USB接口USB：通用串行總線，是一個(gè)外部總線標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范電腦與外部設(shè)備的連接和通訊。USB接口的特點(diǎn)：即插即用、熱插拔。USB接口可以為連接的設(shè)備提供電源：+5V，100mA～500mA。借助USB集線器，一個(gè)USB接口理論上可以連接127個(gè)設(shè)備。USB接口類型：Type-A、Type-B、Micro-B、Type-C等。USB標(biāo)識的符號USB3.0TypeC4、網(wǎng)絡(luò)接口RJ45RJ45網(wǎng)絡(luò)接口：用于將計(jì)算機(jī)網(wǎng)卡與局域網(wǎng)或通過ADSL調(diào)制解調(diào)器與互聯(lián)網(wǎng)相連的接口。RJ45型網(wǎng)線插頭又名水晶頭。5、音頻接口計(jì)算機(jī)有很多種音頻接口；機(jī)箱背后粉色、綠色、藍(lán)色插孔，是音頻輸入輸出接口。紅色的插孔：用于連接麥克風(fēng)；綠色的插孔：立體聲音頻輸出，用于連接耳機(jī)或音箱；藍(lán)色的插孔：音頻輸入2.5.1常用的輸入設(shè)備輸入設(shè)備分兩類：媒體輸入設(shè)備和交互輸入設(shè)備。媒體輸入設(shè)備：成批輸入方式，輸入過程不需要用戶干預(yù)。例如，掃描儀屬于媒體輸入設(shè)備。交互輸入設(shè)備：由用戶通過操作直接輸入信息。例如，鍵盤、鼠標(biāo)、觸摸屏2.5常用的輸入/輸出設(shè)備1、鍵盤鍵盤是最常用的輸入設(shè)備，通過鍵盤可以將英文字母、漢字、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號等輸入到計(jì)算機(jī)中，從而向計(jì)算機(jī)發(fā)出命令、輸入數(shù)據(jù)等。鍵盤形式具有多樣化，常用鍵盤示意圖1、鍵盤按鍵名稱主要功能EscEscape的縮寫，退出鍵。用于強(qiáng)行中止或退出。Tab跳格鍵。通常在文字處理軟件里（如Word）起到等距離移動的作用。CapsLockCapitalLock的縮寫，字母大寫鎖定鍵。用于輸入較多的大寫英文字符。Shift轉(zhuǎn)換鍵。用于轉(zhuǎn)換字母大小寫或上檔轉(zhuǎn)換，還可以配合其他鍵共同起作用。CtrlControl的縮寫，控制鍵。需要與其他鍵或鼠標(biāo)配合使用。AltAlternative的縮寫，可選鍵。需要與其他鍵配合使用。Windows徽標(biāo)鍵。Windows標(biāo)志的按鍵，需要與其他鍵配合使用。Enter回車鍵/確認(rèn)鍵。在文字處理軟件中是換行的作用，或者表示對輸入內(nèi)容的確認(rèn)。F1～F12功能鍵。它們的功能與軟件有關(guān)，也可能配合其他鍵使用。PrtScrPrintScreen的縮寫，捕捉屏幕的鍵。按鍵后，當(dāng)前屏幕的顯示內(nèi)容就保存在剪貼板中。Insert插入鍵。在文檔中，有兩種輸入方式：插入式輸入和改寫式輸入，Insert鍵用于切換這兩種輸入方式。Delete刪除鍵。用于刪除選定的文件或內(nèi)容。不同于Backspace，它是向后刪除。Backspace退格鍵。刪除當(dāng)前光標(biāo)位置前的字符，并將光標(biāo)向前移動一個(gè)位置。Space空格鍵。輸入一個(gè)空格，光標(biāo)向后移動一個(gè)字符。2、鼠標(biāo)器鼠標(biāo)器：是一種手持式的定位設(shè)備，能方便地控制屏幕上的光標(biāo)移動到指定的位置，并通過按鍵完成各種操作。鼠標(biāo)價(jià)格低，操作簡單，成為計(jì)算機(jī)常規(guī)的輸入設(shè)備。鼠標(biāo)器分類：機(jī)械鼠標(biāo)器、光電鼠標(biāo)器。

機(jī)械式鼠標(biāo)：精度不高，機(jī)械結(jié)構(gòu)容易磨損，目前幾乎不使用。

光電鼠標(biāo)：具有高精度、高可靠性、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)。工作原理：當(dāng)移動鼠標(biāo)時(shí)，借助機(jī)電或光學(xué)原理，鼠標(biāo)移動的距離和方向（X方向或Y方向的距離）將分別變換成脈沖信號輸入計(jì)算機(jī)，鼠標(biāo)驅(qū)動程序把接收到的脈沖信號再轉(zhuǎn)換成鼠標(biāo)在水平方向和垂直方向的位移量，從而控制屏幕上鼠標(biāo)箭頭的運(yùn)動。接口：有線接口為USB接口，無線鼠標(biāo)主要通過藍(lán)牙與計(jì)算機(jī)相連接3、觸摸屏觸摸屏：一種絕對定位設(shè)備，用戶可以直接用手觸碰屏幕上的定位點(diǎn)，就可向計(jì)算機(jī)輸入坐標(biāo)信息，使用的是定位點(diǎn)的絕對坐標(biāo)。觸摸屏原理：在顯示器上覆蓋了一層透明的觸摸面板，其對壓力有高敏感度，當(dāng)觸頭施壓于其上時(shí)會產(chǎn)生電流信號，以確定出壓力源位置，并可對其動態(tài)追蹤。

觸摸屏可看成是輸入輸出設(shè)備的統(tǒng)一。觸摸屏特點(diǎn)：具有堅(jiān)固耐用、反應(yīng)速度快、節(jié)省空間、易于交流。觸摸屏的應(yīng)用：

公共信息的查詢，如電信局、稅務(wù)局、銀行、電力等部門的業(yè)務(wù)查詢，城市街頭的信息查詢。應(yīng)用于企業(yè)辦公、工業(yè)控制、軍事指揮、電子游戲、點(diǎn)歌點(diǎn)菜、多媒體教學(xué)等，

在平板電腦、智能手機(jī)等數(shù)碼產(chǎn)品中也普及使用觸摸屏。4、掃描儀掃描儀：是利用光電技術(shù)和數(shù)字處理技術(shù)，以掃描方式捕獲照片、文本頁面、圖紙、膠片、美術(shù)圖畫等的影像，再將影像轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以顯示、編輯、存儲和輸出的數(shù)字格式，是功能很強(qiáng)的一種輸入設(shè)備

配合光學(xué)字符識別軟件能將掃描的文稿轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)的文本形式。工作原理：掃描儀工作時(shí)發(fā)出的強(qiáng)光照射在稿件上，沒有被吸收的光線將被反射到光學(xué)感應(yīng)器上。光學(xué)感應(yīng)器將檢測到的光信號轉(zhuǎn)換成電信號，電信號通過模擬/數(shù)字（A/D）轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中。掃描儀的核心部件：感光元件和模數(shù)（A/D）轉(zhuǎn)換器。待掃描的稿件：反射稿和透射稿。反射稿是指不透明的文件，如照片、報(bào)刊、雜志等，這是利用文稿的反射光傳到感光元件。透射稿是指幻燈片（正片）或底片（負(fù)片）等，這是利用的透射光傳到感光元件2.5.2常用的輸出設(shè)備顯示器：計(jì)算機(jī)中最基本的圖文輸出設(shè)備。顯示器通過顯卡與計(jì)算機(jī)相連接，它將計(jì)算機(jī)中的數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號后，在屏幕上顯示出來。計(jì)算機(jī)使用的顯示器分類：陰極射線管顯示器、液晶顯示器；陰極射線管（CRT）顯示器：早期廣泛使用的顯示器；液晶顯示器（LCD）：采用液晶為材料的顯示器。特點(diǎn)：機(jī)身薄、輻射小、功耗低，色彩不夠艷，可視角度不高等主要性能指標(biāo)：分辨率、尺寸、刷新頻率、可視角度、色彩度、亮度值、對比值1、顯示器2、打印機(jī)打印機(jī)：計(jì)算機(jī)的基本輸出設(shè)備，通過打印機(jī)可以將計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果或中間結(jié)果以人所能識別的數(shù)字、字母、符號和圖形等形式、依照規(guī)定的格式印在紙上。打印機(jī)按工作方式可分：針式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、激光打印機(jī)和熱敏打印機(jī)等。2、打印機(jī)針式打印機(jī)：通過打印頭中的許多根針（如9針或24針）擊打色帶，色帶上的油墨在打印紙上印出字符或圖形。

耗材：色帶

特點(diǎn)：可實(shí)現(xiàn)多聯(lián)紙張的一次性打印，在打印票據(jù)方面具有優(yōu)勢噴墨打印機(jī)：屬于非擊打式輸出設(shè)備。關(guān)鍵技術(shù)是噴頭，打印時(shí)，噴頭會噴出無數(shù)的小墨滴，小墨滴到打印紙上組成圖像中的像素。耗材：