大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ) 課件-WPS 第1章 計算機(jī)基礎(chǔ)知識

第1章

計算機(jī)基礎(chǔ)知識授課教師：授課日期：第1章計算機(jī)基礎(chǔ)知識電子計算機(jī)的發(fā)明是20世紀(jì)最重大的事件之一，它使得人類文明的進(jìn)步達(dá)到了一個全新的高度，它的出現(xiàn)大大推動了科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，同時也讓人類社會出現(xiàn)了日新月異的變化。如果說蒸汽機(jī)的發(fā)明標(biāo)志著機(jī)器代替人類體力勞動的開始，那么計算機(jī)的發(fā)明和應(yīng)用則開創(chuàng)了解放腦力勞動的新時代。本章介紹認(rèn)識計算機(jī)、計算機(jī)進(jìn)制與信息編碼、計算機(jī)系統(tǒng)組成、計算機(jī)的維護(hù)與安全等內(nèi)容。目錄1.1認(rèn)識計算機(jī)1.2計算機(jī)進(jìn)制與信息編碼 1.3計算機(jī)系統(tǒng)組成1.4計算機(jī)的維護(hù)與安全目錄1.1認(rèn)識計算機(jī) 1.1.1計算機(jī)的發(fā)展歷史 1.1.2計算機(jī)的特點 1.1.3計算機(jī)的分類 1.1.4計算機(jī)的應(yīng)用 1.1認(rèn)識計算機(jī)計算技術(shù)發(fā)展的歷史是人類文明史的一個縮影。在遠(yuǎn)古時代，人們采用石塊、貝殼進(jìn)行簡單的計數(shù)，唐代發(fā)明了算盤進(jìn)行計算，歐洲中世紀(jì)發(fā)明了加法計算器、分析機(jī)等，直到今天的電子計算機(jī)，這些發(fā)明記錄了人類計算工具的發(fā)展史。因此，計算機(jī)是人類計算技術(shù)的繼承和發(fā)展，是現(xiàn)代人類社會中不可缺少的基本工具。現(xiàn)代計算機(jī)是一種按程序自動進(jìn)行信息處理的通用工具，它的處理對象是信息，處理結(jié)果也是信息。1.1.1

計算機(jī)的發(fā)展歷史1.計算機(jī)的誕生第二次世界大戰(zhàn)爆發(fā)帶來了強大的計算需求。美國賓夕法尼亞大學(xué)電子工程系的教授莫奇利（JohnMauchly）和他的研究生埃克特（JohnPresperEckert）計劃采用真空管建造一臺通用電子計算機(jī)，幫助軍方計算彈道軌跡。1943年這個計劃被軍方采納，莫奇利和埃克特開始研制電子數(shù)字積分計算機(jī)（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，ENIAC），并于1946年研制成功，如圖1-1所示。圖1-1第一臺電子數(shù)字積分計算機(jī)2.計算機(jī)的發(fā)展第一代：電子管計算機(jī)（1946-1957年）1946年2月14日，標(biāo)志現(xiàn)代計算機(jī)誕生的ENIAC在費城公之于世。ENIAC代表了計算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它通過不同部分之間的重新接線編程，擁有并行計算能力。ENIAC使用了18000個電子管、70000個電阻器，有500萬個焊接點，耗電160千瓦，其運算速度比MarkI快1000倍，它是第一臺普通用途計算機(jī)。與此同時，美國數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了現(xiàn)代計算機(jī)的基本原理-存儲程序控制原理。當(dāng)今的計算機(jī)仍屬于馮·諾依曼架構(gòu)。第二代：晶體管計算機(jī)（1958-1964年）1956年，晶體管在計算機(jī)中使用，晶體管和磁芯存儲器推動了第二代計算機(jī)的產(chǎn)生。第二代計算機(jī)體積小、速度快、功耗低、性能更穩(wěn)定。在這一時期出現(xiàn)了高級語言COBOL和FORTRAN，以單詞、語句和數(shù)學(xué)公式代替了含混的二進(jìn)制機(jī)器碼，使計算機(jī)編程更容易。新的職業(yè)（如程序員、分析員和計算機(jī)系統(tǒng)專家）和整個軟件產(chǎn)業(yè)由此誕生。圖1-2所示是世界上第一臺晶體管計算機(jī)。圖1-2第一臺晶體管計算機(jī)第三代：中小規(guī)模集成電路計算機(jī)（1965-1970年）雖然晶體管相比于電子管是一個明顯的進(jìn)步，但晶體管還是產(chǎn)生大量的熱量，會損害計算機(jī)內(nèi)部的敏感部分。1958年，馮·諾依曼（1903-1957年）德州儀器的工程師JackKilby發(fā)明了集成電路（IntegratedCircuit，IC），將三種電子元件結(jié)合到一片小小的硅片上；于是，計算機(jī)變得更小，功耗更低，速度更快。這一時期的發(fā)展還包括使用了操作系統(tǒng)，使得計算機(jī)在中心程序的控制協(xié)調(diào)下可以同時運行許多不同的程序。第四代：大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機(jī)（1971年至今）出現(xiàn)集成電路以后，擴(kuò)大規(guī)模成為唯一的發(fā)展方向。大規(guī)模集成電路（Large-ScaleIntegration，LSI）可以在一個芯片上容納幾百個元件。到20世紀(jì)80年代，超大規(guī)模集成電路（Very-Large-ScaleIntegration，VLSI）在芯片上容納了幾十萬個元件，后來的ULSI將數(shù)字?jǐn)U充到百萬級?？梢栽谟矌糯笮〉男酒先菁{如此數(shù)量的元件，使得計算機(jī)的體積和價格不斷下降，而功能和可靠性不斷增強。圖1-3所示是大規(guī)模集成電路計算機(jī)。圖1-3大規(guī)模集成電路計算機(jī)1.1.2計算機(jī)的特點運算速度快計算精度高存儲容量大具有邏輯判斷功能自動化程度高，通用性強可靠性高1.1.3計算機(jī)的分類1.按照計算機(jī)工作原理分類按照計算機(jī)工作原理可劃分為模擬式電子計算機(jī)、數(shù)字式電子計算機(jī)和混合式電子計算機(jī)。2.按照計算機(jī)應(yīng)用特點分類可劃分為通用計算機(jī)和專用計算機(jī)。3.按照計算機(jī)性能分類可劃分為巨型機(jī)、大型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)、服務(wù)器和工作站。1.1.4計算機(jī)的應(yīng)用科學(xué)計算數(shù)據(jù)處理實時控制計算機(jī)輔助系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用人工智能生活、工作目錄1.2計算機(jī)進(jìn)制與信息編碼 1.2.1進(jìn)位計數(shù)制 1.2.2數(shù)制間轉(zhuǎn)換 1.2.3計算機(jī)中字符數(shù)據(jù)表示1.2計算機(jī)進(jìn)制與信息編碼信息是豐富多彩的，有數(shù)值、文字、聲音、圖形、圖像、視頻等，但是計算機(jī)本質(zhì)上只能處理二進(jìn)制的“0”和“1”，因此，必須將各種信息轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能夠接收和處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。這種轉(zhuǎn)換往往由外部設(shè)備和計算機(jī)自動進(jìn)行。進(jìn)入計算機(jī)中的各種數(shù)據(jù)都要轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)存儲，計算機(jī)才能進(jìn)行運算和處理。同樣，從計算機(jī)中輸出的數(shù)據(jù)也要進(jìn)行逆向轉(zhuǎn)換。1.2.1進(jìn)位計數(shù)制1.進(jìn)位計數(shù)制的定義用數(shù)字符號排列，由低位向高位進(jìn)位計數(shù)的方法稱做進(jìn)位計數(shù)制。一種進(jìn)位計數(shù)制包含一組數(shù)碼符號和兩個基本因素：數(shù)碼、基數(shù)和位權(quán)。（1）數(shù)碼是一組用來表示某種數(shù)制的符號。（2）基數(shù)是數(shù)制所使用的數(shù)碼個數(shù)，用R表示，稱R進(jìn)制。進(jìn)位規(guī)律是“逢R進(jìn)一”，如十進(jìn)制的基數(shù)是10，則“逢十進(jìn)一”。（3）位權(quán)是數(shù)碼在不同位置上的權(quán)值。對于任意一個具有n位整數(shù)和m位小數(shù)的R進(jìn)制數(shù)N，按各位的權(quán)展開可表示為：所謂位權(quán)，就是某個數(shù)字在某一個固定位置上所代表的值，處在不同的位置所代表的值也是不同的。計算機(jī)中常用的進(jìn)位計數(shù)制表示如表1-1所示，常用數(shù)制的對應(yīng)關(guān)系如表1-2所示。1.2.2數(shù)制間轉(zhuǎn)換1.二、八、十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制將一個非十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)，把非十進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開、相加即得十進(jìn)制數(shù)。（1）將二進(jìn)制數(shù)11001.01轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。（2）將八進(jìn)制數(shù)15.8轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。（3）將十六進(jìn)制數(shù)3BC.6轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。2.十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二、八、十六進(jìn)制將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)：整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換，然后再合并。整數(shù)部分：“除以2取余，結(jié)果逆序輸出”，小數(shù)部分，“乘以2取整，結(jié)果順序輸出”。將

轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)，步驟如下：整數(shù)部分：除以2取余，結(jié)果逆序輸出小數(shù)部分：乘以2取整，結(jié)果順序輸出3.二進(jìn)制與八進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)的方法：從小數(shù)點起，小數(shù)點左邊整數(shù)部分，從右向左每3位一組依次劃分，不足3位的整數(shù)部分左補0。小數(shù)點右邊小數(shù)部分，從左向右每3位一組依次劃分，不足3位的小數(shù)部分右補0。然后計算每一組的等值八進(jìn)制數(shù)，順序排列起來就得到所要求的八進(jìn)制數(shù)。同理，將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，只需將每一位八進(jìn)制數(shù)用3位二進(jìn)制數(shù)表示即可。4.二進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)的方法：從小數(shù)點起，小數(shù)點左邊整數(shù)部分，從右向左每4位一組依次劃分，不足4位的整數(shù)部分左補0。小數(shù)點右邊小數(shù)部分，從左向右每4位一組依次劃分，不足4位的小數(shù)部分右補0。然后計算每一組的等值十六進(jìn)制數(shù)，順序排列起來就得到所要求的十六進(jìn)制數(shù)。同理，將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，只需將每一位十六進(jìn)制數(shù)用4位二進(jìn)制數(shù)表示即可。1.2.3計算機(jī)中字符數(shù)據(jù)表示1.英文字符的ASCII編碼計算機(jī)除了用于數(shù)值計算外，還要處理大量的非數(shù)值數(shù)據(jù)，其中文本字符數(shù)據(jù)占有很大比重。字符數(shù)據(jù)包括西文字符（字母、數(shù)字和各種符號）和漢字字符，它們也需進(jìn)行二進(jìn)制編碼后，才能存儲在計算機(jī)中并進(jìn)行處理。每個字符對應(yīng)一個唯一的二進(jìn)制數(shù)，這個二進(jìn)制數(shù)稱為“字符編碼”。對于西文字符與漢字字符，由于形式的不同，使用的編碼方式也不同。在計算機(jī)發(fā)展過程中，出現(xiàn)了多種字符編碼，美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼（Americanstandardcodeforinformationinterchange，ASCII）是目前使用得最為廣泛的字符編碼。1967年，這一編碼被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（InternationalStandardOrganization，ISO）確定為國際標(biāo)準(zhǔn)字符編碼。ASCII編碼如表1-3所示。ASCII編碼使用7位二進(jìn)制數(shù)對1個字符進(jìn)行編碼，共計可以表示128個字符的編碼。最后一個字符是del（127號），是個控制字符，顯示不出來的。由于計算機(jī)存儲器的基本單位是字節(jié)，因此，以1個字節(jié)來存放1個ASCII碼字符編碼，每個字節(jié)的最高位為0。（1）國標(biāo)碼，1981年，我國頒布了用于信息處理的漢字國家標(biāo)準(zhǔn)--《中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)（GB2312-80）通訊用漢字字符集·基本集》，該標(biāo)準(zhǔn)常稱為GB2312-80漢字編碼標(biāo)準(zhǔn)，簡稱為漢字國標(biāo)，它是漢字交換碼的國家標(biāo)準(zhǔn)，所以又稱“國標(biāo)碼”。該標(biāo)準(zhǔn)收入了6763個常用漢字（其中一級常用漢字3755個，二級不常用漢字3008個），以及英、俄、日文字母與其符號682個，共有7445個符號。任何漢字編碼都必須包括該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的這兩級漢字。此外，GBK碼是新的國標(biāo)碼，是擴(kuò)展的漢字國家標(biāo)準(zhǔn)（GB30001-94.1），該標(biāo)準(zhǔn)簡稱為GBK國標(biāo)。GBK碼除包含了GB2312碼外，還收錄了其他20982個漢字，因此，現(xiàn)在國標(biāo)碼是指GBK碼。國標(biāo)碼規(guī)定，每個字符由一個2字節(jié)代碼組成。每個字節(jié)的最高位恒為“0”，其余7位用于組成各種不同的碼值，如表1-6所示。目錄1.3計算機(jī)系統(tǒng)組成 1.3.1計算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.2計算機(jī)的軟件系統(tǒng) 1.3.3微型計算機(jī)的硬件系統(tǒng)1.3.4微型計算機(jī)的軟件系統(tǒng) 1.3計算機(jī)系統(tǒng)組成一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)是由硬件（Hardware）系統(tǒng)和軟件（Software）系統(tǒng)兩部分組成的。硬件是指客觀存在的物理實體，是構(gòu)成計算機(jī)看得見、摸得著的物理元件的總稱。軟件是指運行在計算機(jī)硬件上的程序、運行程序所需的數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的總稱。硬件是軟件發(fā)揮作用的舞臺和物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件是使計算機(jī)系統(tǒng)發(fā)揮強大功能的靈魂，兩者相輔相成，缺一不可。一般將沒有安裝軟件的計算機(jī)稱為“裸機(jī)”。計算機(jī)系統(tǒng)的各種功能都是由硬件與軟件共同完成的。1.3.1計算機(jī)硬件系統(tǒng)以“存儲程序”原理為基礎(chǔ)的馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計算機(jī)，一般由5大功能部件組成——運算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。其中，運算器和控制器集成在一起稱為中央處理器（CentralProcessingUnit，CPU）。計算機(jī)的各個部件是通過總線相連的。圖1-5計算機(jī)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)1.控制器控制器主要由指令寄存器、譯碼器、程序計數(shù)器和控制電路組成，控制器是用來控制計算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作，并使整個處理過程有條不紊地進(jìn)行，是計算機(jī)的指揮中心。它的基本功能就是從內(nèi)存中取指令和執(zhí)行指令，即控制器按程序計數(shù)器指出的指令地址從內(nèi)存中取出該指令進(jìn)行譯碼，然后根據(jù)該指令功能向有關(guān)部件發(fā)出控制命令，執(zhí)行該指令。另外，控制器在工作過程中，還要接受各部件反饋回來的信息。簡言之，控制器就是協(xié)調(diào)指揮計算機(jī)各部件工作的元件，它的基本任務(wù)就是根據(jù)各類指令的需要綜合有關(guān)的邏輯條件與時間條件產(chǎn)生相應(yīng)的微命令。2.運算器運算器又稱算術(shù)邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，ALU）。是計算機(jī)對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，它的主要功能是執(zhí)行各種算術(shù)運算和邏輯運算。算術(shù)運算指各種數(shù)值運算，包括加、減、乘、除等。邏輯運算是進(jìn)行邏輯判斷的非數(shù)值運算，包括與、或、非、比較、移位等。運算器在控制器的控制下實現(xiàn)其功能，運算結(jié)果由控制器指揮送到內(nèi)存儲器中。通常把運算器和控制器集成在一起，合稱為中央處理單元（CentralProcessingU-nit，CPU），又稱為中央處理器。3.存儲器存儲器具有記憶功能，它的主要功能是用來保存信息，如數(shù)據(jù)、指令和運算結(jié)果等。存儲器分為內(nèi)存儲器（簡稱內(nèi)存）和外存儲器（簡稱外存）兩大類。內(nèi)存也稱主存儲器（簡稱主存），它直接與CPU相連接，存儲容量較小，但速度快，用來存放當(dāng)前運行程序的指令和數(shù)據(jù)，并直接與CPU交換信息。外存又稱輔助存儲器（簡稱輔存），它是內(nèi)存的擴(kuò)充。外存存儲容量大，價格低，但存儲速度較慢，一般用來存放大量暫時不用的程序、數(shù)據(jù)和中間結(jié)果，需要時，可成批地和內(nèi)存儲器進(jìn)行信息交換。外存不能和CPU直接交換信息，必須通過內(nèi)存來實現(xiàn)外存和CPU之間的信息交換，不能被計算機(jī)系統(tǒng)的其它部件直接訪問。4.輸入設(shè)備輸入設(shè)備是用來接受用戶輸入的原始數(shù)據(jù)和程序的設(shè)備，它是重要的人機(jī)接口。它的主要功能是負(fù)責(zé)將輸入的程序和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計算機(jī)能識別的二進(jìn)制數(shù)存放到內(nèi)存中。5.輸出設(shè)備輸出設(shè)備是用于將存放在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)輸出的設(shè)備。它的主要功能是負(fù)責(zé)將計算機(jī)處理后的結(jié)果轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兯芙邮艿男问讲⑼ㄟ^顯示、打印等方式輸出。通常將輸入設(shè)備和輸出設(shè)備合稱為輸入/輸出設(shè)備，簡稱I/O（Input/Output）設(shè)備。1.3.2計算機(jī)的軟件系統(tǒng)計算機(jī)軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)教件和應(yīng)用軟件兩大類，系統(tǒng)軟件處于硬件和應(yīng)用軟件之間，具有計算機(jī)各種應(yīng)用所需的通用功能，是支持應(yīng)用軟件的平臺，而應(yīng)用軟件則是用戶為解決實際問題開發(fā)的專門程序，如財務(wù)管理軟件包、統(tǒng)計軟件包等。1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是在計算機(jī)系統(tǒng)中直接服務(wù)干計算機(jī)系統(tǒng)的由計算機(jī)廠商或?qū)I(yè)軟件開發(fā)商提供的，給用戶使用的操作系統(tǒng)環(huán)境和控制計算機(jī)系統(tǒng)按照操作系統(tǒng)要求運行的軟件，它包括操作系統(tǒng)、語言處理程序、編譯和連接程序、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、服務(wù)程序等。2.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是用戶利用計算機(jī)及其提供的系統(tǒng)軟件為解決實際問題而設(shè)計的計算機(jī)程序，是指除系統(tǒng)軟件外的所有軟件，是由各種應(yīng)用軟件包和各種應(yīng)用程序組成。由于計算機(jī)已滲透到各個領(lǐng)域，因此，按其服務(wù)對象的不同，可以分為通用軟件和專用軟件。（1）通用軟件：是為解決某一類問題而開發(fā)的，這類問題是大多數(shù)用戶都會遇到和使用的。如：辦公軟件MSOffice、繪圖軟件AutoCAD、圖像處理軟件Photoshop等。（2）專用軟件：是針對特殊用戶的要求而設(shè)計的軟件。如銀行的金融處理系統(tǒng)、交通信號燈的自動控制系統(tǒng)等。1.3.3微型計算機(jī)的硬件系統(tǒng)微型計算機(jī)是計算機(jī)的一種，主要包括個人臺式計算機(jī)（PC）和筆記本計算機(jī)等。微機(jī)系統(tǒng)的硬件資源是指計算機(jī)系統(tǒng)中看得見、摸得著的物理裝置，即電子器件、機(jī)械裝置等設(shè)備。微型計算機(jī)中個人臺式計算機(jī)的硬件構(gòu)成如圖1-7所示。圖1-7計算機(jī)硬件主要組成部分微型計算機(jī)一般由主機(jī)和外部設(shè)備兩部分組成。主機(jī)外部向用戶提供了必需的設(shè)備：指示燈、按鈕與開關(guān)、I/O插座、插槽（插入U盤、光盤）等。主機(jī)內(nèi)有主板、中央處理器、內(nèi)存儲器、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、外部存儲器（磁盤驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器）等。外部設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、顯示器、打印機(jī)、掃描儀、外置刻錄機(jī)、攝像頭、數(shù)碼相機(jī)、繪圖儀、U盤等。1.主板主板是微機(jī)硬件系統(tǒng)中最大的一塊電路板，如圖1-8所示。主板上布滿了各種電子元件、插槽和接口，為各種存儲設(shè)備、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、多媒體設(shè)備、通信設(shè)備提供接口。圖1-8計算機(jī)主板主板將CPU、內(nèi)存、顯卡、網(wǎng)卡、聲卡、鍵盤、鼠標(biāo)等各種部件有機(jī)結(jié)合組成一個完整的系統(tǒng)，各部件通過主板三總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線）進(jìn)行傳輸，有序協(xié)調(diào)地工作。主板是微機(jī)系統(tǒng)中重要的交通樞紐，主板的穩(wěn)定性直接影響整個微機(jī)系統(tǒng)工作時的穩(wěn)定性，主板的類型直接決定微機(jī)系統(tǒng)的類型。2.中央處理器微型計算機(jī)的中央處理器（CPU）習(xí)慣上稱為微處理器（Microprocessor），安裝在主板的CPU插槽中，是微型計算機(jī)的核心。CPU主要由控制器和運算器兩大部件組成，它是整個微機(jī)系統(tǒng)的運算和控制中心。CPU運算器的性能指標(biāo)是衡量微機(jī)系統(tǒng)性能的主要因素，主要包括運算速度和計算機(jī)的字長。3.內(nèi)存儲器目前，微型計算機(jī)的內(nèi)存儲器由半導(dǎo)體器件構(gòu)成。內(nèi)存儲器按功能可分為兩種：只讀存儲器（ReadOnlyMemory，ROM）和隨機(jī)存儲器（RandomAccessMemory，RAM）。ROM的特點是：存儲的信息只能讀出（取出），不能改寫（存入），斷電后信息不會丟失；一般用來存放專用的或固定的程序和數(shù)據(jù)。RAM的特點是：可以讀出，也可以改寫，又稱讀寫存儲器；讀取時不損壞原有存儲的內(nèi)容，只有寫入時才修改原來所存儲的內(nèi)容；斷電后，存儲的內(nèi)容立即消失。內(nèi)存通常是按字節(jié)為單位編址的，一個字節(jié)由8個二進(jìn)制位組成。一般微機(jī)硬件中所配置的內(nèi)存就是指的RAM，目前常用容量有2GB、4GB、8GB、16GB甚至更多。如圖1-9所示是常見的內(nèi)存條。圖1-9計算機(jī)內(nèi)存條4.外存儲器外存儲器主要可分為硬磁盤存儲器、光盤存儲器和移動存儲設(shè)備等幾類。（1）硬磁盤存儲器硬磁盤存儲器簡稱硬盤（HardDisk），由涂有磁性材料的合金圓盤組成，是微機(jī)系統(tǒng)的主要外存儲器。硬盤按盤徑大小可分為3.5英寸、2.5英寸、1.8英寸等。目前大多數(shù)微機(jī)上使用的硬盤是3.5英寸的。硬盤有一個重要的性能指標(biāo)是存取速度。影響存取速度的因素有平均尋道時間、數(shù)據(jù)傳輸率、盤片的旋轉(zhuǎn)速度和緩沖存儲器容量等。一般來說，轉(zhuǎn)速越高的硬盤尋道的時間越短，數(shù)據(jù)傳輸率也越高。一個硬盤一般由多個盤片組成，盤片的每一面都有一個讀寫磁頭，硬盤在使用時，要將盤片格式化成若干個磁道（稱為柱面），每個磁道再劃分為若干個扇區(qū)。硬盤內(nèi)部示意圖如圖1-10所示。圖1-10硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)硬盤的存儲容量計算：存儲容量＝磁頭數(shù)x柱面數(shù)x扇區(qū)數(shù)x每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（512B）現(xiàn)在常見硬盤的存儲容量有500GB、640GB、750GB、1TB、1.5TB、2TB等，不同存儲容量的硬盤外觀如圖1-11所示。圖1-11不同存儲容量的硬盤（2）光盤存儲器光盤（OpticalDisk）存儲器是一種利用激光技術(shù)存儲信息的裝置，如圖1-12所示。目前用于計算機(jī)系統(tǒng)的光盤有三類；只讀型光盤，一次寫入型光盤和可抹型（可擦寫）光盤。圖1-12光盤（3）移動存儲設(shè)備移動存儲是指強調(diào)便攜型的外存儲設(shè)備，常見的有U盤、移動硬盤等。（4）其他外部存儲設(shè)備除了上面介紹的較為常見的外存儲設(shè)備之外，外存儲設(shè)備家族還包括：已經(jīng)逐漸被取代和淘汰的軟盤、磁帶存儲；在筆記本和移動設(shè)備中使用的固態(tài)硬盤（SolidStateDisk，SSD）；以及在數(shù)碼產(chǎn)品中廣泛使用的各類存儲卡，如SD（SecureDigital）、TF（TransFlash）、CF（CompactFlash）等。5.其他硬件設(shè)備（1）顯卡顯卡承擔(dān)處理顯示信息并正確輸出的任務(wù)，將計算機(jī)系統(tǒng)所需顯示的信息進(jìn)行轉(zhuǎn)換驅(qū)動，向顯示器提供信號，并控制顯示器的正確顯示。顯卡是連接顯示器和微機(jī)主板的功能部件，是實現(xiàn)“人機(jī)對話”功能的重要設(shè)備。目前顯卡大致分為三類：獨立顯卡、集成顯卡和核芯顯卡，顯卡的性能直接決定顯示效果和計算機(jī)處理圖形的能力，圖1-13所示是顯卡外觀圖。圖1-13

顯卡外觀圖（2）聲卡聲卡是微機(jī)系統(tǒng)實現(xiàn)多媒體功能的基本硬件設(shè)備，主要功能是進(jìn)行聲波／數(shù)字信號之間的相互轉(zhuǎn)換。聲卡分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采集到的模擬聲音信號轉(zhuǎn)換為計算機(jī)能處理的數(shù)字信號；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將計算機(jī)使用的數(shù)字聲音信號轉(zhuǎn)換為喇叭等功放設(shè)備能使用的模擬信號。圖1-14所示是聲卡外觀圖。圖1-14

聲卡外觀圖（3）網(wǎng)卡網(wǎng)卡是微機(jī)在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行通信所需的硬件設(shè)備，它是微機(jī)通過傳輸介質(zhì)（網(wǎng)線、光纖等）與網(wǎng)絡(luò)相互連接的接口。根據(jù)不同的傳輸介質(zhì)，網(wǎng)卡可分為有線網(wǎng)卡和無線網(wǎng)卡兩種。傳輸速度是網(wǎng)卡的主要性能指標(biāo)。（4）基本輸入設(shè)備1）鍵盤。鍵盤（Keyboard）是用戶與計算機(jī)進(jìn)行交流的主要工具，是計算機(jī)最重要的輸入設(shè)備，也是微型計算機(jī)必不可少的外部設(shè)備。2）鼠標(biāo)。鼠標(biāo)（Mouse）又稱為鼠標(biāo)器，也是微機(jī)上的一種常用的輸入設(shè)備，是控制顯示屏上光標(biāo)移動位置的一種指點式設(shè)備。在軟件支持下，通過單擊鼠標(biāo)器的鍵，向計算機(jī)發(fā)出輸入命令，或完成某種特殊的操作。3）掃描儀。掃描儀是一種常用的紙面輸入設(shè)備，它可以迅速地將圖形、圖像、照片、文本等從外部環(huán)境輸入到計算機(jī)，進(jìn)行編輯、加工處理。（5）基本輸出設(shè)備1）顯示器。顯示器（Monitor）是微型計算機(jī)不可缺少的輸出設(shè)備。用戶可以通過顯示器方便地觀察輸入和輸出的信息。2）打印機(jī)。打印機(jī)（Printer）是計算機(jī)產(chǎn)生硬拷貝輸出的一種設(shè)備，提供用戶保存計算機(jī)處理的結(jié)果。打印機(jī)的種類很多，按工作原理可粗分為擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)。目前微機(jī)系統(tǒng)中常用的針式打印機(jī)（又稱點陣打印機(jī)）屬于擊打式打印機(jī)；噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)屬于非擊打式打印機(jī)。1.3.4微型計算機(jī)的軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)是為運行、管理、維護(hù)計算機(jī)而編制的各種程序、數(shù)據(jù)和文檔的總稱。軟件是計算機(jī)系統(tǒng)必不可少的組成部分，是用戶與硬件之間的接口，用戶通過軟件管理、控制計算機(jī)硬件資源。微型計算機(jī)的軟件系統(tǒng)分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩類。系統(tǒng)軟件一般包括操作系統(tǒng)、語言編譯程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。應(yīng)用軟件是指計算機(jī)用戶為某一特定應(yīng)用而開發(fā)的軟件，如文字處理軟件、表格處理軟件、繪圖軟件、財務(wù)軟件、過程控制軟件等。下面簡單介紹微機(jī)軟件的基本配置。1.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem，OS）是最基本、最重要的系統(tǒng)軟件。它負(fù)責(zé)管理計算機(jī)系統(tǒng)的全部軟件資源和硬件資源，合理地組織計算機(jī)各部分協(xié)調(diào)工作，為用戶提供操作和編程界面。（1）單用戶操作系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)在單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)的控制下，只能串行地執(zhí)行用戶程序，個人獨占計算機(jī)的全部資源，CPU運行效率低。DOS操作系統(tǒng)屬于單用戶單任務(wù)操作系統(tǒng)。（2）批處理操作系統(tǒng)批處理操作系統(tǒng)是以作業(yè)為處理對象，連續(xù)處理在計算機(jī)系統(tǒng)運行的作業(yè)流。這類操作系統(tǒng)的特點是：作業(yè)的運行完全由系統(tǒng)自動控制，系統(tǒng)的吞吐量大，資源的利用率高。（3）分時操作系統(tǒng)分時操作系統(tǒng)使多個用戶同時在各自的終端上聯(lián)機(jī)地使用同一臺計算機(jī)，CPU按優(yōu)先級分配各個終端的時間片，輪流為各個終端服務(wù)，對用戶而言，有“獨占”這一臺計算機(jī)的感覺。分時操作系統(tǒng)側(cè)重于及時性和交互性，使用戶的請求盡量能在較短的時間內(nèi)得到響應(yīng)。常用的分時操作系統(tǒng)有UNIX、VMS等。（4）實時操作系統(tǒng)實時操作系統(tǒng)是對隨機(jī)發(fā)生的外部事件在限定時間范圍內(nèi)做出響應(yīng)并對其進(jìn)行處理的系統(tǒng)。外部事件一般指來自與計算機(jī)系統(tǒng)相聯(lián)系的設(shè)備的服務(wù)要求和數(shù)據(jù)采集。實時操作系統(tǒng)廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)過程的控制和事務(wù)數(shù)據(jù)處理中。常用的系統(tǒng)有RDOS等。（5）網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)配置的操作系統(tǒng)稱為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)管理、網(wǎng)絡(luò)通信、資源共享和系統(tǒng)安全等工作。常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)有NetWarc、Windows、UNIX、Linux。微軟的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有：WindowsNT4.0Server、Windows2000Server／AdvanceServer、Windows2003Server／AdvanceServer、WindowsServer2008以及最新的WindowsServer2012。（6）分布式操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)是用于分布式計算機(jī)系統(tǒng)的操作系統(tǒng)。分布式計算機(jī)系統(tǒng)是由多個并行工作的處理機(jī)組成的系統(tǒng)，提供高度的并行性和有效的同步算法及通信機(jī)制，自動實行全系統(tǒng)范圍的任務(wù)分配并自動調(diào)節(jié)各處理機(jī)的工作負(fù)載。如MDS、CDCS等。2.語言編譯程序人和計算機(jī)交流信息使用的語言稱為計算機(jī)語言或程序設(shè)計語言。計算機(jī)語言通常分為機(jī)器語言、匯編語言和高級語言三類。（1）機(jī)器語言機(jī)器語言（MachineLanguage）是一種用二進(jìn)制代碼“0”和“1”形式表示的，能被計算機(jī)直接識別和執(zhí)行的語言。用機(jī)器語言編寫的程序，稱為計算機(jī)機(jī)器語言程序。它是一種低級語言，不便于記憶、閱讀和書寫。通常不用機(jī)器語言直接編寫程序。（2）匯編語言匯編語言（AssembleLanguage）是一種用助記符表示的面向機(jī)器的程序設(shè)計語言。匯編語言的每條指令對應(yīng)一條機(jī)器語言代碼，不同類型的計算機(jī)系統(tǒng)一般有不同的匯編語言。用匯編語言編制的程序稱為匯編語言程序，機(jī)器不能直接識別和執(zhí)行，必須由“匯編程序”（或匯編系統(tǒng)）翻譯成機(jī)器語言程序才能運行。這種“匯編程序”就是匯編語言的翻譯程序。匯編語言適用于編寫直接控制機(jī)器操作的低層程序，它與機(jī)