書-全國計算機等級考試二級MS-Office基礎(chǔ)知識

第一章計算機根底知識

計算機是能按照人的要求承受和存儲信息，自動進展數(shù)據(jù)處理和計算，并輸

出結(jié)果信息的機器系統(tǒng)。計算機是一門科學，也是一種自動、高速、準確地對信

息進展存儲、傳達與加工處理的電子工具。掌握以計算機為核心的信息技術(shù)的根

本知識和應用能力，是信息社會中必備的根本素質(zhì)。

L1概述

計算機的開展

1943年，莫克利和?？颂亻_場研制電子數(shù)字積分計算機（ENTAC）,并于1946

年研制成功。ENIAC被廣泛認為是世界上第一臺現(xiàn)實意義上的計算機。

【習題2】1946年誕生了世界上第一臺電子計算機，他的英文名字是0

A.UNIVAC-1B.EDVACC.ENIACD.MARK-II

幾乎與此同時，ENIAC項目組的一個研究成員?諾依曼（現(xiàn)代電子計算機之父）

來到了普林斯頓高等葉究院，并開場研制他自己的EDVAC（當時最快的計算機）。

美籍匈牙利數(shù)學家歸納了EDVAC的原理要點。

（1）計算機的程序和程序運行所需要的數(shù)據(jù)以二進制形式存放在計算機的

存儲器中。

（2）程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中，即存儲程序的概念。計算機執(zhí)行程序時，

無需人工干預，能自動、連續(xù)地執(zhí)行程序，并得到預期的結(jié)果。

（3）計算機的硬件系統(tǒng)由控制器、適配器（也稱運算器）、存儲器、輸入設(shè)

備、輸出設(shè)備五大局部組成。

【習題1】在?諾依曼型體系結(jié)構(gòu)的計算機中引進兩個重要的概念，它們是0

A.引入CPU和存儲器的概念B.采用二進制和存儲程序的概念

C.機器語言和十六進制D.ASCII編碼和指令系統(tǒng)

計算機開展經(jīng)歷的四個階段:

階段第一階段第二階段笫三階段第四階段

部件(1946-1959)(1959-1964(1964-1972)（1972年至今）

)

主機電子器件電子管晶體管中小規(guī)模集成電大規(guī)模，超大規(guī)

路模集成電路

存汞延遲線磁芯存儲器半導體存儲器半導體存儲器

外存儲器穿孔卡片，紙磁帶磁帶，磁盤磁帶，磁盤，掛

袋盤等大容量存

儲器

處理速度幾千條幾萬至幾十幾十萬至幾百萬上千萬至萬億

萬條條

代表UNIVAC-IIBM-7000系列IBM-360系列機IBM-4300、

通用向動計算機機3080、3090.

9000系列

計算機的特點、用途和分類

計算機能夠按照程序引導確定步驟，對輸入的數(shù)據(jù)進展加工處理、存儲或傳

送，以獲得期望的輸出信息，從而利用這些信息來提高工作效率和社會生產(chǎn)率以

與改善人們的生活質(zhì)量。

特點：

1）高速、準確的運算能力2）準確地邏輯判斷能力

3）強大的存儲能力4）自動功能

5）網(wǎng)絡與通信功能

【習題3】計算機最早的應用領(lǐng)域是0

A.輔助工程B.過程控制C.數(shù)據(jù)處理D.數(shù)值計算

用途：

計算機問世之初，主要用于數(shù)值計算，“計算機〃也因此得名。

1）科學計算

主要是使用計算機進展數(shù)學方法的實現(xiàn)和應用

2）數(shù)據(jù)/信息處理

也稱為非數(shù)值計算。是目前計算機應用最多的一個領(lǐng)域。

3）過程控制

是指利用計算機而生產(chǎn)過程、制造過程或運行過程進展監(jiān)測與控制，即通過

實時監(jiān)控目標物體的狀態(tài)，與時調(diào)整被控對象，使被控對象能夠正確地完成目標

物體的生產(chǎn)、制造或運行。

4）計算機輔助

計算機輔助是計算機應用的一個非常廣泛的領(lǐng)域。幾乎所有過去由人進展的

具有設(shè)計性質(zhì)的過程都可以讓計算機幫助實現(xiàn)局部或全部工作。計算機輔助（或

稱為計算機輔助工程）主要有：計算機輔助設(shè)計（CAD）,計算機輔助制造（CAM）.

計算機輔助教育（CAI）,計算機輔助技術(shù)（CAT）.計算機仿真模擬（Simulation）

等。

【習題4】英文縮寫CAD的中文意思是0

A.計算機輔助設(shè)計B.計算機輔助制造C.計算機輔助教學I）.計算機輔助管理

計算機模擬和仿真是計算機輔助的重要方面。在計算機中起著重要作用的是

集成電路。

5）網(wǎng)絡通信

計算機技術(shù)和數(shù)字通信技術(shù)開展并相融合產(chǎn)生了計算機網(wǎng)絡。

6）人工智能（AI）

是用計算機模擬人類的某些智能活動。

7）多媒體應用

是包括文本、圖形、圖像、音頻、視頻、動畫等多種信息類型的綜合。

8）嵌入式系統(tǒng)

并不是所有計算機都通用的。

分類：

1.按計算機處理數(shù)據(jù)的類型可以分為：模擬計算機、數(shù)字計算機、數(shù)字和模擬

計算機。

模擬計算機的主要特點：參與運算的數(shù)值由不連續(xù)的連續(xù)量表示，其運算過

程是連續(xù)的，模擬計算機由于受元器件質(zhì)量影響，其計算精度較低，應用圍較窄,

目前已很少生產(chǎn)。

數(shù)字計算機的主要特點：參與運算的數(shù)值用離散的數(shù)字量表示，其運算過程

按數(shù)字位進展計算，數(shù)字計算機由于具有邏輯判斷等功能，是以近似人類大腦的

“思維〃方式進展工作，所以又被稱為“電腦〃。

2.按計算機的用途可分為：通用計算機和專用計算機.

通用計算機能解決多種類型的問題，通用性強，如PC

專用計算機那么配備有解決特定問題的軟件和硬件，但能夠高速、可靠地解

決特定問題，如在導彈和火箭上使用的計算機大局部都是專用計算機。

3.按計算機的性能、規(guī)模和處理能力，可分為：巨型機、大型通用機、微型計

算機、工作站與效勞器

1）巨型機

巨型機是指目前速度最快、處理最強的計算機，稱為高性能計算機。

2）大型通用機

大型通用機是對一類計算機的習慣稱呼，其特點是通用性強，具有較高的運

算速度、極強的綜合處理能力和極大的性能覆蓋，運算速度為每秒100萬次至每

秒幾千萬次。通常人們稱大型機為“企業(yè)級〃計算機。通用性強，但價格比較貴。

大型機系統(tǒng)可以是單處理機、多處理機或多個子系統(tǒng)的復合體。

3）微型機

微型機是微電子技術(shù)飛速開展的產(chǎn)物。

根據(jù)微型機是否由最終用戶使用，微型機又可分為獨立式微機（即日常使用

的微機）和嵌入式微機（或稱嵌入式系統(tǒng)）。嵌入式微機作為一個信息處理部件

安裝在應用設(shè)備里，最終用戶不直接使用計算機，使用的是該應用設(shè)備。

單片機是將中央處理器、存儲器和輸入/輸出接口采用超大規(guī)模集成電路技

術(shù)集成到一塊硅芯片上。單片機本身的集成度相當高，所以ROM、RAM容量有限，

接口電路也不多，適用于小系統(tǒng)中。單板機就是在一塊電路板上把CPU,一定容

量的ROM、RAM,以與I/O接口電路等大規(guī)模集成電路芯片組裝在一起而成的微

機,并配有簡單外設(shè)如鍵盤和顯示器，通常電路板上固化有ROM或者EPROM的小

規(guī)模監(jiān)控程序。

微型計算機的結(jié)構(gòu)有：單片機、單板機、多芯片和多板機。

4）工作站

工作站是一種高檔的微型計算機，它比微型機有更大的存儲容量和更快的運

算速度。通常配有高分辨率的大屏幕顯示器與容量很大的部存儲器和外部存儲

器，并且具有較強的信息處理功能和高性能的圖形、圖像處理功能以與聯(lián)網(wǎng)功能。

工作站主要用于圖像處理和計算機輔助設(shè)計等領(lǐng)域，具有很強的圖形交互與處理

能力。因此在工程領(lǐng)域，特別是在計算機輔助設(shè)計（CAD）領(lǐng)域得到廣泛應用。

無怪乎人們稱工作站是專為工程師設(shè)計的計算機。工作站一般采用開放是系統(tǒng)結(jié)

構(gòu)，即將機器的軟、硬件接口公開，并盡量遵守國際工業(yè)界流行標準，以鼓勵其

他廠商和用戶圍繞工作站開發(fā)軟件、硬件產(chǎn)品。目前，多媒體等各種新技術(shù)已普

遍集成到工作站中，使其更具特色。而它的應用領(lǐng)域已經(jīng)也已從最初的計算機輔

助設(shè)計擴展到商業(yè)、金融、辦公領(lǐng)域，并頻頻充當網(wǎng)絡效勞器的角色。

5)效勞器

“效勞器〃一詞很恰當?shù)孛枋隽擞嬎銠C在應用中的角色，而不是描述機器的

檔次。效勞器作為網(wǎng)絡的節(jié)點，存儲、處理網(wǎng)絡上80%的數(shù)據(jù)、信息，因此也被

稱為網(wǎng)絡的靈魂。

主要特點：

(1)只有在客戶機的請求下才為其提供效勞。

(2)效勞器對客戶透明。一個與效勞器通信的用戶面對的是具體的效勞，

而可以完全不知道效勞器采用的是什么機型與運行的是什么操作系統(tǒng)。

(3)效勞器嚴格地說是一種軟件的概念。一臺作為效勞器使用的計算機通

過安裝不同的效勞器軟件，可以同時扮演幾種效勞器的角色。

計算機科學研究與應用

1.人工智能

人工智能的主要容是研究如何讓讓計算機來完成過去只有人才能做的智能

的工作，核心目標是賦予計算機人腦一樣的智能。

2.網(wǎng)絡計算

隨著計算機的普與，個人計算機進入家庭，而由此產(chǎn)生計算機的利用率問題。

越來越多的計算機處于閑置狀態(tài)。互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)使得調(diào)用所有這些擁有優(yōu)先計算

資源的計算機系統(tǒng)成為現(xiàn)實。

網(wǎng)絡計算是專門針對復雜科學計算的新型計算模式。這種計算模式是利用互

聯(lián)網(wǎng)把分散在不同地理位置的電腦組織成一個“虛擬的超級計算機〃，其中每一

臺參與計算的計算機就是一個“節(jié)點〃，而整個計算是由成千上萬個“節(jié)點”組

成的“一網(wǎng)絡"，所以這種計算方式稱為網(wǎng)絡計算。這樣組織起來的“虛擬的超

級計算機〃有兩個優(yōu)勢：一是數(shù)據(jù)處理能力超強；二是能充分利用網(wǎng)上的閑置處

理能力。

網(wǎng)絡計算包括任務管理、任務調(diào)度和資源管理，它們是網(wǎng)絡計算的三要素。

用戶通過任務管理向網(wǎng)絡提交任務，為任務制定所需的資源，刪除任務并檢測任

務的運行；任務調(diào)度室對用戶提交的任務根據(jù)任務的類型、所需的資源、可用資

源等情況安排運行日程和策略；資源管理那么負責檢測網(wǎng)絡中資源的狀況。

網(wǎng)絡計算技術(shù)的特點是：

(1)能夠提供資源共享，實現(xiàn)應用程序的互聯(lián)互通。網(wǎng)格與計算機網(wǎng)絡不

同，計算機網(wǎng)絡實現(xiàn)的是一種硬件的連通，而網(wǎng)格能實現(xiàn)應用層面的聯(lián)通。

(2)協(xié)同工作。緞多網(wǎng)格節(jié)點可以共同處理一個項目。

(3)基于國際的開放技術(shù)標準。

(4)網(wǎng)格可以提供動態(tài)的效勞，能夠適應變化。

網(wǎng)格計算是一場計算革命，它將全世界的計算機聯(lián)合起來協(xié)同工作，它被人

們視為21世紀的新型網(wǎng)絡根本架構(gòu)。

3.中間件技術(shù)

顧名思義，中間件是介于應用軟件和操作系統(tǒng)之間的系統(tǒng)軟件。中間件技術(shù)

已經(jīng)開展成為企業(yè)應用的主流技術(shù)，并形成各種不同類別，如交易中間件、消息

中間件、專有中間件、面向?qū)ο笾虚g件、數(shù)據(jù)存取中間件、遠程調(diào)用中間件等。

4.云計算

云計算是分布式計算、網(wǎng)絡計算、并行計算、網(wǎng)絡存儲與虛擬化計算機和網(wǎng)

絡技術(shù)開展融合的產(chǎn)物，或者說是它們的商業(yè)實現(xiàn)。構(gòu)成包括硬件、軟件和效勞。

云計算將傳統(tǒng)的以桌面為核心的任務處理轉(zhuǎn)變?yōu)橐跃W(wǎng)絡為核心的任務處理，利用

互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)一切處理任務，使網(wǎng)絡成為傳遞效勞、計算和信息的綜合媒介，真正

實現(xiàn)按需計算、網(wǎng)絡冰作。

特點：超大規(guī)模'分布式、虛擬化、高可靠性、通用性、高可擴展性、按需

效勞、價廉。

未來計算機的開展趨勢

1.電子計算機的開展方向

從類型上看，電子計算機技術(shù)正在向巨型化、微型化、網(wǎng)絡化和智能化方向

開展。

1）巨型化

巨型化是指計算速度更快、存儲容量更大、功能更完整、可靠性更高的計算

機。

2）微型化

微型計算機從過去的臺式機迅速向便攜機、掌上機、膝上機開展，其低廉的

價格、方便的使用、豐富的軟件而受到人們的青睞。同時也作為工業(yè)控制過程的

心臟，使儀器設(shè)備實現(xiàn)“智能化〃。

3）網(wǎng)絡化

網(wǎng)絡化指利用現(xiàn)代通信技術(shù)和計算機技術(shù)，把分布在不同地點的計算機相互

連接起來，按照網(wǎng)絡協(xié)議互相通信，以共享軟件、硬件和數(shù)據(jù)資源。

4）智能化

智能化指計算機模擬人的感覺和思維過程的能力。智能化是計算機開展的一

個重要方向。智能計算機具有解決問題和邏輯推理的功能，以與知識處理和知識

庫管理的功能等。

2.未來新一代的計算機

計算機中最重要的核心部件是芯片，芯片制造技術(shù)的不斷進步是推動計算機

技術(shù)開展的最根本的動力。目前的芯片主要采用光蝕刻技術(shù)制造，即讓光線透過

刻有線路圖的掩膜照射在硅片外表已進展線路蝕刻技術(shù)。當前主要是用紫外光進

展光刻操作，隨著紫外光波長的縮短，芯片上的線寬將會繼續(xù)大幅度縮小，同樣

大小的芯片上可以容納更多的晶體管，從而推動半導體工業(yè)繼續(xù)前進。

然而，以硅為根底的芯片制造技術(shù)的開展不是無限的。專家預言，隨著晶體

管的尺寸接近納米級，不僅芯片發(fā)熱等副作用逐漸顯現(xiàn)，電子的運行也難以挖制，

晶體管將不再可靠。目前可能的技術(shù)至少有4種：納米技術(shù)、光技術(shù)、生物技術(shù)

和量子技術(shù)。利用這些技術(shù)研究新一代計算機就成為世界各國研究的焦點。

1）模糊計算機

1956年，英國人查德創(chuàng)立了模糊信息理論。模糊計算機是建立在模糊數(shù)學根底

上的計算機。模糊計算機還能用于地震災情判斷、疾病醫(yī)療診斷、發(fā)酵工程控制、

?？諏Ш窖惨暤榷鄠€方面。

2）生物計算機

微電子技術(shù)和生物工程這兩項高科技術(shù)的互相滲透，為研制生物計算機提供

了可能。

3）光子計算機

光子計算機是一種用光信號進展數(shù)字運算、信息存儲和處理的新型計算機。

運用集成光路技術(shù)，把光開關(guān)、光存儲器等集成一塊芯片上，再用光導纖維連接

成計算機。

4)超導計算機

超導計算機具有超導邏輯電路和超導存儲器，其消耗小，運算速度是傳統(tǒng)計

算機無法比較的。所以，世界各國科學家都在研究超導計算機，但還是有許多技

術(shù)難關(guān)有待突破。

5)量子計算機

量子計算機的目的是為了解決計算機中的能耗問題，箕概念源于對可逆計算機的

研究。

【習題5】辦公自動化(0A)是計算機的一項應用，按計算機應用的分類，它屬于0

A.科學計算B.輔助設(shè)計C.實時控制D.數(shù)據(jù)處理

電子商務

伴陵著計算機網(wǎng)絡技術(shù)開展起來的電子商務是一種嶄新的商務手段，它從根

本上改變傳統(tǒng)經(jīng)濟活動中的交易方式和流通方式。電子商務充分利用了信息網(wǎng)絡

技術(shù)等高科技手段。打破了時空局限，向所有交易主體提供先進的交易模式和平

等交易時機，大大減少了交易的中問環(huán)節(jié)，縮短了交易時間，節(jié)省了交易費用，

從而提高了商務效率和經(jīng)濟利益，同時也將改變?nèi)藗儌鹘y(tǒng)的生活方式和思想觀

念。電子商務以前所未有的速度創(chuàng)造著新的商務環(huán)境，作為一種全新的商業(yè)管理

方法，電子商務也將會引發(fā)生產(chǎn)、管理、政府職能和法律制度等產(chǎn)生一系列的巨

大變革。這無論對政府、企業(yè)、還是個人，都將是新的機遇和挑戰(zhàn)。

電子商務是應用現(xiàn)代信息技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)絡上進展的商務活動。從本質(zhì)上講，

電子商務是一組電子工具在商務過程中的應用，這些工具主要包括：電子數(shù)據(jù)交

換(EDI),電子(E-Mail).電子公告系統(tǒng)(BBS)、博客(Blog),條碼(Barcode).

圖像處理、智能卡等。而應用的前提和根底是完善的現(xiàn)在通信網(wǎng)絡和人們的思想

意識的提高以與管理體制的轉(zhuǎn)變。IBM認為電子商務二Web+IT+Business。它所強

調(diào)的是在網(wǎng)絡計算環(huán)境下的商業(yè)化應用，是把買方、賣方、廠商以與其合作伙伴

在因特網(wǎng)(Internet).企業(yè)部網(wǎng)(Intranet)和企業(yè)外部網(wǎng)(Extranet)結(jié)合

起來的應用。HP認為，電子商務是指從售前效勞到售后支持的各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)電

子化、自動化，它能夠以電子手段完成物品和效勞等價值交換。

【習題6】電子商務的本質(zhì)是()

A.計算機技術(shù)B.電子技術(shù)C.商務活動D.網(wǎng)絡技術(shù)

電子商務是現(xiàn)代信息技術(shù)和現(xiàn)代商業(yè)技術(shù)的結(jié)合體。對它可分為狹義和廣義

兩種看法：

1.狹義的電子商務

狹義電子商務(E-Commcrcc)是指利用互聯(lián)網(wǎng)進展交易的一種方式。主要指

信息效勞、交易和支付。主要容包括：電子商情廣告；電子選購和交易、電子交

易憑證的交換；電子支付與結(jié)算等。

2.廣義電子商務

廣義電子商務(E-Business)是利用Internet能夠進展全部的貿(mào)易活動。

從計算機與商業(yè)結(jié)合的角度，電子商務就是通過電子信息技術(shù)、網(wǎng)絡互聯(lián)技術(shù)和

現(xiàn)代通信技術(shù)使得交易涉與的各方當事人借助電子方式聯(lián)系，而無需依靠紙面文

件完成單據(jù)的傳輸，實現(xiàn)整個交易過程的電子化°簡單地說，電子商務就是在網(wǎng)

上將信息流、商流、資金流和局部的物流完整地實現(xiàn)。

廣義電子商務不僅包含電子交易，而且包含在Internet根底上構(gòu)造的

IntranetxExtranet、企業(yè)資源計劃(ERP)、供給鏈管理(SCM)、客戶關(guān)系管理

(CRM)等。

按照不同的標準，電子商務可劃分為不同的類型。目前比較流行的標準時按

照參加主體將電子商務分為如下幾類：

?企業(yè)間的電子商務(Business-to-Busincss,B2B)

?企業(yè)與消費者間的電子商務(Business-to-Consumer,B2C)

?消費者與消費者間的電子商務(Consumer-to-Consumer,C2C)

?非商務的電子商務(No-businessEC)

?企業(yè)的電子商務(TntrabusinessEC)

信息技術(shù)

1.信息技術(shù)的定義

隨著信息技術(shù)的開展，其涵也在不斷變化，因此至今仍沒有統(tǒng)一的定義。一

般來說，信息采集、加工、存儲、傳輸和利用過程中的每一種技術(shù)都是信息技術(shù),

這是一種狹義的定義。在現(xiàn)代信息社會中，技術(shù)開展能夠?qū)е绿摂M現(xiàn)實的產(chǎn)生，

信息本質(zhì)也被改寫，一切可以利用二進制進展編碼的東西都被稱為信息。因此，

聯(lián)合國教科文組織對信息技術(shù)的定義是：應用在信息加工和處理中的科學、技術(shù)

與工程的訓練方法和管理技巧；上述方面的技巧和應用；計算機與其與人、機的

相互作用；與之相應的社會、經(jīng)濟和文化等諸種事物。在這個目前世界圍較為統(tǒng)

一的定義中，信息技術(shù)一般是指一系列與計算機等相關(guān)的技術(shù)。該定義側(cè)重于信

息技術(shù)的應用，對信息技術(shù)可能對社會、科技、人們的日常生活產(chǎn)生影響與其相

互作用進展了廣泛的牙究。

信息技術(shù)不僅包括現(xiàn)代信息技術(shù)，還包括在現(xiàn)代文明之前的原始時代和古代

社會中與那個時代相溝應的信息技術(shù)。不能把信息技術(shù)等同為現(xiàn)代信息技術(shù)。

2.現(xiàn)代信息技術(shù)的容

一般來說，信息技術(shù)包含三個層次的容：信息根底技術(shù)、信息系統(tǒng)技術(shù)和信

息應用技術(shù)。

1)信息根底技術(shù)

信息根底技術(shù)是信息技術(shù)的根底，包括新材料、新能源、新器件的開發(fā)和制

造技術(shù)。近幾十年來，開展最快、應用最廣泛、對信息技術(shù)以與整個高科技領(lǐng)域

的開展影響最大的是微電子技術(shù)和光電子技術(shù)八

微電子技術(shù)是隨著集成電庫，尤其是超大型規(guī)模集成電路而開展起來的一門

新的技術(shù)。微電子技術(shù)包括系統(tǒng)電路設(shè)計、器件物理、工藝技術(shù)、材料制備、自

動測試以與封裝、組裝等一系列專門的技術(shù)，微電子技術(shù)是微電子學中的各項工

藝技術(shù)的總和。

光電子技術(shù)是有光電子技術(shù)和電子技術(shù)結(jié)合而成的新技術(shù)，涉與光顯示、光

存儲、激光等領(lǐng)域。是未來信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。

2)信息系統(tǒng)技術(shù)

信息系統(tǒng)技術(shù)是指有關(guān)信息的獲取、傳輸、處理、控制的設(shè)備和系統(tǒng)的技術(shù)。

感測技術(shù)、通信技術(shù)、計算機與智能技術(shù)和控制技術(shù)是它的核心和支撐技術(shù)。

感測技術(shù)就是獲取信息的技術(shù)，主要是對信息進展提取、識別或檢測并能通

過一定的計算方式顯示計量結(jié)果。

現(xiàn)代通信技術(shù)，一般是指電信，國際上稱為遠程通信。

計算機與智能技術(shù)是以人工智能理論和方法為核心的，研究如何用計算機去

模擬、延伸和擴展人的智能；如何設(shè)計和建造具有高智能水平的計算機應用系統(tǒng);

如何設(shè)計和制造跟聰明的計算機。一個完整的智能行為周期為：從機器感知到知

識表達；從機器學習到知識開展；從搜索推理到規(guī)劃決策；從智能交互到機器行

為，到人工生命等，構(gòu)成了智能科學與技術(shù)科學特有的認識對象。

控制技術(shù)是指對組織行為進展控制的技術(shù)?？刂萍夹g(shù)是多種多樣的，常用的

控制技術(shù)有信息控制技術(shù)和網(wǎng)絡控制技術(shù)兩種。

3）信息應用技術(shù)

信息應用技術(shù)是針對種種實用目的，如信息管理、信息控制、信息決策而開

展起來的具體的技術(shù)群類。如工廠的自動化、辦公自動化、家庭自動化、人工智

能和互聯(lián)通信技術(shù)等。它們是信息技術(shù)開發(fā)的根本目的所在。

信息技術(shù)在社會的各個領(lǐng)域得到廣泛的應用，顯示出強大的生命力?？v觀人

類科技開展歷程，還沒有一項技術(shù)像信息技術(shù)一樣對人類社會產(chǎn)生如此巨大的影

響。

3.現(xiàn)代信息技術(shù)的開展趨勢

展望未來，在社會生產(chǎn)力開展、人類認識和實踐活動的推動下，信息技術(shù)將

得到更深、更廣、更快的開展，其開展趨勢可以概括為數(shù)字化、多媒體化、高速

度、網(wǎng)絡化、寬頻帶、智能化等。

1）數(shù)字化

當信息被數(shù)字化并經(jīng)由數(shù)字網(wǎng)絡流通時，一個擁有無數(shù)可能性的全新世界便

由此揭開序幕。大量信息可以壓縮，并以光速進展傳輸，數(shù)字傳輸?shù)钠焚|(zhì)又比模

擬傳輸?shù)钠焚|(zhì)要好得多。許多種信息形態(tài)能夠被結(jié)合、被制造，例如多媒體文件。

2）多媒體化

隨著未來信息技術(shù)的開展，多媒體技術(shù)將文字、聲音、圖形、圖像、視頻等

信息媒體與計算機集成在一起，使計算機的應用由單純的文字處理進入到文、圖、

聲、影集成處理。

3）高速度、網(wǎng)絡化、寬頻帶

目前，幾乎所有的國家都在進展最新一代的信息根底建立，即建立寬頻高速

公路。盡管今日的Internet已經(jīng)能夠傳輸多媒體信息，但仍然被認為是一條低

容量頻寬的網(wǎng)絡路徑，被形象地成為一條花園小徑。下一代的Internet技術(shù)

（Internet2）的傳輸速率將可以到達2.4GB/so實現(xiàn)寬頻的多媒體網(wǎng)絡是未來

信息技術(shù)的開展趨勢之一。

4）智能化

直到今日，不僅是信息處理裝置本身幾乎沒有智慧，作為傳輸信息的網(wǎng)絡也

幾乎沒有智能。

1.2信息的表示與存儲

計算機科學的研究主要包括信息采集、存儲、處理和傳輸，而這些都與信息

的量化和表示密切相關(guān)。

數(shù)據(jù)與信息

數(shù)據(jù)是對客觀事物的符號表示。數(shù)值、文字、語言、圖形、圖像等都是不同

形式的數(shù)據(jù)。

信息是現(xiàn)代生活和計算機科學中一個非常流行的詞匯。一般來說，信息是對

各種事物變化和特征的反映，是經(jīng)過加工處理并對人類客觀行為產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù)

表現(xiàn)形式。人通過承受信息來認識事物，從這個意義上來說，信息是一種知識，

是承受者原來不了解的知識。數(shù)據(jù)是信息的載體，信息是對人有用的數(shù)據(jù)。

計算機科學中的信息通常被認為是能夠用計算機處理的有意義的容或消息，

它們以數(shù)據(jù)的形式出現(xiàn)。

數(shù)據(jù)與信息的區(qū)別：數(shù)據(jù)處理之后產(chǎn)生的結(jié)果為信息，信息具有針對性、時

效性。盡管人們在許多場合把這兩個詞互換使用。信息是有意義的，而數(shù)據(jù)沒有。

信息同物質(zhì)、能源一樣重要，是人類生存和社會開展的三大根本資源之一。

可以說信息不僅維系著社會的生存和開展，而且在不斷地推動著社會和經(jīng)濟的開

展。

計算機中的數(shù)據(jù)

ENIAC是一臺十進制的計算機，它采用十個真空管來表示一位十進制。?諾

依曼在研制IAS時，覺察這種十進制的表示和實現(xiàn)方式十分麻煩，故提出了二進

制的表示方法，從此改變了整個計算機的開展歷史。

二進制只有“0〃知"1”兩個數(shù)，相對十進制而言，采用二進制表示不但運

算簡單、易于物理實現(xiàn)、通用性強，更重要的優(yōu)點是所占用的空間和所消耗的能

量小得多，機器可靠性高。

計算機中數(shù)據(jù)的單位

計算機中數(shù)據(jù)的最小單位是位。存儲容量的根本單位是字節(jié)。8個二進制位

稱為1個字節(jié)，此外還有KB、MB、GB、TB等，

1.位

位是度量數(shù)據(jù)的最小單位，在數(shù)字電路和計算機技術(shù)中采用二進制表示數(shù)

據(jù)，代碼只有0和1,采用多個數(shù)碼(0和1的組合)來表示一個數(shù)，其中的每

一個數(shù)碼稱為1位(bit)

2.字節(jié)

一個字節(jié)由8位二進制數(shù)字組成(IByte=8bit)。

【習題12］存儲24*24點陣的一個漢字信息，需要的字節(jié)數(shù)是0

A.48B.72C.1441).192

字節(jié)是信息組織和存儲的根本單位，也是計算機體系機構(gòu)的根本單位。

為了便于衡量存儲器的大小，統(tǒng)一以字節(jié)(Byte,B)為單位。

千字節(jié)1KB=1024B=2%

兆字節(jié)1MB=1O24KB=22OB

吉字節(jié)1GB=1024MB=2：明

太字節(jié)1TB=1O24GB=2,OB

【習題8】在計算機中，20GB的硬盤可以存放的漢子個數(shù)是0

A.10*1000*1000BB.20*1024MB

C.10*1024*1024KBD.20*1000*1000KB

3.字長

在計算機誕生初期，受各種因素限制，計算機一次能夠同時(并行)處理8

個二進制數(shù)。人們將計算機一次能夠并行處理的二進制數(shù)成為該機器的字長，也

成為計算機的一個“字〃。

字長是計算機的一個重要指標，直接反映一臺計算機的計算能力和精度。字

長越長，計算機的數(shù)據(jù)處理速度越快。

字符的編碼

字符包括西文字符（字母、數(shù)字、各種符號）和中文字符。由于計算機室以

二進制形式存儲和處理數(shù)據(jù)的，因此字符也必須按特定的規(guī)那么進展二進制編碼

才能進入計算機。

【習題9】計算機中所有信息的存儲都采用⑴）

A.十進制B.十六進制C.ASCII碼D.「進制

字符編碼的方法很簡單，首先確定需要編碼的字符總數(shù)，然后將每一個字符按順

序確定順序編號，編號值的大小無意義，僅作為識別與使用這些字符的依據(jù)。字

符形式的多少涉與編碼的位數(shù)。對西文與中文字符，由于形式的不同，使用不同

的編碼。

1.西文字符的編碼

計算機中的數(shù)據(jù)都是用二進制編碼表示的，用以表示字符的二進制編碼稱為

字符編碼。計算機中最常用的字符編碼是美國信息交換標準交換代碼（ASCI）,

被國際標準化組織指定為國際標準。ASCII碼有7位碼和8位碼兩種版本。國際

通用的是7位ASCII碼，用7位二進制數(shù)表示一個字符的編碼，共有27=128?個

不同的編碼值，相應可以表示128個不同字符的編碼。

【習題7】國際通用的ASCII碼的碼長是（A）

A.7B.8C.12D.16

對大小寫英文字母、阿拉伯數(shù)字、標點符號與控制符等特殊符號規(guī)定了編碼，表中每個

字符都對應一個數(shù)值，稱為該字符的ASSCII碼值。其排列次序為bob5b.b3b2b.bo,兒為最高位,

bo為最低位。

從ASCII碼表中看出：有34個非圖形字符（又稱為控制字符）。例如：

SP(Space)編碼是C100000空格

CR(CarriageReturn)編碼是0001101回車

DEL(Delete)編碼是1111111刪除

BS(BackSpace)編碼是()001000退格

其余94個可打印字符，也成為圖形字符。在這些字符中，從小到大的排列：0~9、A~Z、

a~z都是順序排的，且小寫比大寫字母的碼值大32,即位值bs為0或1,這有利于大、小寫

字母之間的編碼轉(zhuǎn)換。有些特殊的字符編碼是容易記憶的。如：

"a"字符的編碼為1100001,對應的十進制數(shù)是9；,那么"b"的編碼值是98。

"A"字符的編碼為1000001,對應的十進制數(shù)是65,那么"B”的編碼值是66。

"0"數(shù)字字符的編碼為0110000,對應的十進制數(shù)是48,那么"1”的編碼值是49。

【習題10】大寫字母B的ASCII碼值是（B）

A.65B.66C.41HD.97

計算機的部用用一個字節(jié)（8個二進制位）存放7為ASCH碼，最高位置為0。

2.漢字的編碼

ASCII碼只對英文字母，數(shù)字和標點符號進展了編碼。為了使計算機能夠處理、顯示、

打印、交換漢字字符等，同樣也需要對漢子進展編碼。我國于1980年發(fā)布了國家漢字編碼

標準GB2318—1980,全稱是《信息交換用漢子編碼與字符集一一根本集》（簡稱GB碼或國

際碼）。根據(jù)統(tǒng)計，把最常用的6763個漢字分成兩級：一級漢字有3755個，按漢語拼音字

母的次序排列；二級漢字3008個，按偏旁部首排列。由于一個字節(jié)只能表示256種編碼，

是缺乏以表示6763個漢字的，所以一個國際碼用兩個字節(jié)來表示一個漢字，每個字節(jié)的最

高位為Oo

為避開ASCII表中的控制碼，區(qū)位碼將GB2312—1980中的6763個漢字分為94行、94

列，代碼表分94個區(qū)（行）和94個位（列）。由區(qū)號I行號）和位號（列號）構(gòu)成了區(qū)位

碼。區(qū)位碼最多可以表示94*94=8836個漢字。區(qū)位碼由4位十進制數(shù)字組成，前2位為區(qū)

號，后2位為位號。在區(qū)位碼中，0廣09區(qū)為特殊字符，10~55區(qū)為一級漢字，56?87區(qū)為

二級漢字。例如漢字“中”的區(qū)位碼為5448,即它位于第54行、第48列。

區(qū)位碼是一個4位十進制數(shù)，國際碼是一個4位十六進制數(shù)。為了與ASCII碼兼容，漢

字輸入?yún)^(qū)位碼與國際碼之間有一個簡單的轉(zhuǎn)換關(guān)系。具體方法是：將一個漢字的十進制區(qū)號

和十進制位號分別轉(zhuǎn)換成十六進制；然后再分別加上20H（十進制就是32,因是非圖形字符

碼值），就成為漢字的國際碼。例如：漢字“中”字

十進制十六進制

區(qū)位碼5448D(3630)H

國際碼8680D(3630H+2020H)=5650H

二進制表示：（0011011000110000)B+(0010000000100000)B

=(0101011001010000)B

1992,年通過的國際標準ISO10646,定義了一個用于世界圍各種文字與各種語言的書

面形式的圖形字符集，根本上收全了上面國家和地區(qū)使用的漢字。Unicode編碼標準，對漢

字集的處理與ISO10646相似。

GB2312-1980中因有許多漢子沒有包括在，為此有了GBK編碼（擴展?jié)h字編碼），它是

對GB2312-1980的擴展，共收錄了21003個漢字，支持國際標準ISO10646中的全部中日漢

字，也包含了1升（；51臺港澳）編碼中的所有漢字。（；1%編碼于1995年12月發(fā)布。目前Wirdows

以上的版本都支持GBK編碼，只要計算機安裝了多語言支持功能，幾乎不需要任何操作就可

以在不同的漢字系統(tǒng)之間自由變換?！拔④浧匆簟?、"全排〃、“紫光〃等幾種輸入法都支持

GBK字符集。2001年我國發(fā)布了GB18030編碼標準，它是GBK的升級，GB18030編碼空間

約為160萬碼位，且目前納入了編碼的漢子約為2.6萬個。

3,漢字的處理過程

計算機部只能識別二進制，任何信息（包括字符、漢字、聲音、圖像等）在計算機中都

是以二進制形式存放的。而漢字可以輸入到計算機中，在計算機中存儲，經(jīng)過轉(zhuǎn)換，在屏幕

上顯示或在打印機上打印3下面介紹漢字的處理過程。這些編碼主要包括：漢字輸入碼、漢

字碼、漢字地址嗎、漢字字形碼等。這一系列的漢字編碼與轉(zhuǎn)換、漢字信息處理中的各編碼

與流程如圖L5所示。

輸入法|國際碼|機內(nèi)碼地址碼|字形碼

圖1.5漢字信息處理系統(tǒng)的模擬

漢字輸入漢字輸出

從圖1.5中可以看到：通過鍵盤對每個漢字輸入規(guī)定的代碼，即漢字的輸入碼（例如拼音輸

入碼）。不管哪一種漢字輸入方法，計算機都將每個漢字的漢字輸入碼轉(zhuǎn)換為相應的國際碼,

然后再轉(zhuǎn)換為機碼，就可以在計算機存儲和處理了。

【習題11】漢字在計算機部的傳輸、處理和存儲都使用漢字的（C）

A.字形碼B.輸入碼C.機碼D.國際碼

輸出漢字時，先將漢字的機碼通過簡單地對應關(guān)系轉(zhuǎn)換為相應的漢字地址碼；然后通過漢字

地址碼對漢字庫進展訪問，從字庫中提取漢字的字形碼，最后根據(jù)自行數(shù)據(jù)顯示和打印出漢

字。

1)漢字輸入碼

為將漢字輸入計算機而編制的代碼稱為漢字輸入碼，也叫外碼。漢字輸入碼是利用計算

機標準鍵盤上按鍵的不同排列組合來對漢字的輸入進展編碼。目前漢字輸入碼法的開發(fā)研究

種類繁多，已多達數(shù)百種C一個好的輸入編碼應是：編碼短，可以減少擊鍵的次數(shù)；重碼少,

可以實現(xiàn)盲打；好學好記，便于學習和掌握。但目前還沒有一種符合上述全部要求的漢字輸

入編碼方法。目前常用的輸入法類別有音碼、形碼、語音輸入、手寫輸入或掃描輸入等。實

際上，區(qū)位碼也是一種輸入法，其最大優(yōu)點是一字一碼的無重碼輸入法，最大的缺點是代碼

難以記憶。

可以想象，對于同一個漢字，不同的輸入法有不同的輸入碼。例如："中”字的全拼輸

入嗎是“zhong",其雙拼輸入嗎是“vs",而五筆形的輸入碼是“kh〃。這種不同的輸入

碼通過輸入字典轉(zhuǎn)換統(tǒng)一到標準的國際碼之下。

2)漢字碼是為計算機部對漢字進展存儲、處理的漢字代碼，它應滿足存儲、處理和傳

輸?shù)囊?。當一個漢字輸入計算機后轉(zhuǎn)換為碼，才能在機器傳輸、處理。漢字碼的形式也是

多種多樣。目前，對應于國際碼，一個漢字的碼用2個字節(jié)存儲，并把每個字節(jié)的最高二進

制位置“1”作為漢字碼的標識，以免與單字節(jié)的ASCII碼產(chǎn)生歧義。如果用十六進制來表

述，就是把漢字國際碼的每個字節(jié)上加一個80H(即二進制數(shù)10000000)。所以，漢字的國

際碼與其碼存在以下關(guān)系：

漢字的碼=漢字的國際碼I8080II

例如，"中”字的國際碼為5650H,那么根據(jù)上述公式得：

“中"字的碼="中"字的國際碼5650H+8080字D6D0H

二進制表示:(0101011001010000)B+(1000000010000000)B

=(1101011()11010000)B

由此可見：西文字符的碼是7位ASCII碼，一個字節(jié)的最高位為0。每個西文字符的ASCII

碼值均小于128。為了與ASCII碼兼容，漢字用兩個字節(jié)來存儲，區(qū)位碼再分別加上20H,

就成為漢字的國際碼。在計算機部為了能夠區(qū)分是漢字還是ASCII碼，將國際碼每個字節(jié)的

最高位由。變?yōu)?(也就是說漢字碼的每個字節(jié)都大于128),變換后的國際碼稱為漢字碼。

4,漢字字形碼

經(jīng)過計算機處理的漢字信息，如果要顯示或打印出呆提供閱讀，那么必須將漢字碼轉(zhuǎn)換

成人們可讀的方塊漢字。漢字字形碼又稱漢字字模，用于漢字的顯示屏或打印機輸出。漢字

字形碼通常有兩種表示方式：點陣和矢量表示方式。

用點陣表示字形時，漢字字形碼指的就是這個漢字字形點陣的代碼。根據(jù)輸出漢字的要求不

同，點陣的多少也不同。容易型漢字為16*16點陣，普通型漢字為24*24點陣，提高型漢字

為32*32點陣，48*48點陣，等等。圖1.6顯示了"次”字的16*16字形點陣和代碼。

【習題12】存儲24*24點陣的一個漢字信息，需要的字節(jié)數(shù)是(B)

A.48B.72C.144D.192

在一個16*16的網(wǎng)格中用點描出一個漢字，如6789101112131415

"次”字，整個網(wǎng)格分為16行16列，每個小格用10080H

位二進制編碼表示，有點的用“1”表示，沒有點的0080H

2080H

用“0”表示，這樣，從上到下，每一行需要16個二

1080H

進制位，占兩個字節(jié)。如第一行的點陣編碼是0080H,11FEH

描述整個漢字的字形需要32B的存儲空間。漢字的點

陣字形編碼僅用于構(gòu)造漢字的字庫，一般對應不同的0944H

0A48H

字體［如宋體、楷體、黑體)有不同的字庫，字庫中1040H

存儲了每個漢字的點陣代碼。字模點陣只能用來構(gòu)成1040H

□■?

60A0H

20A0H

2110H

2108H

2204H

0C03H

“字庫〃，而不能用于機存儲。輸出漢字時，先根據(jù)漢字碼的對應關(guān)系轉(zhuǎn)換成漢字地址嗎，

再通過漢字地址碼提取漢字的字形碼，根據(jù)字形數(shù)據(jù)顯示和打印出文字。

點陣規(guī)模越大，字形愈清晰美觀，所占存儲空間也愈大。兩級漢字大約占用256KB。點

陣表示方式的缺點是字形放大后產(chǎn)生的效果差。

矢量表示方式存儲的是描述漢字字形的輪廓特征，當要輸出漢字時，通過計算機的計算,

由漢字字形描述生成所需大小和形狀的漢字點陣。矢量化字形描述與最終文字顯示的大小、

分辨率無關(guān)，因此可產(chǎn)生高質(zhì)量的漢字輸出。Windows中使用的TrueType技術(shù)就是漢字矢

量表示方式，它解決了漢字點陣字形放大后出現(xiàn)鋸齒現(xiàn)象的問題。

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。需要向輸出設(shè)備輸出漢字時，必須通過地址碼對漢字庫進展訪問。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學的排列順序)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，而且與漢字碼間有著簡單的對應關(guān)系，以簡化漢

字碼到漢字地址碼的轉(zhuǎn)換3

6.其他漢字碼

GB2312-1980國際碼只能表示和處理6763個漢字，為了統(tǒng)一表示世界各國、各地區(qū)的

文字，便于全球圍的信息交流，各級組織公布了各種漢字碼。

(1)GBK碼(擴大漢字碼規(guī))是我國制定的，對多達2萬元的筒、繁漢字進展了編碼，

是GB2312T980碼的擴大。這種碼仍以2B表示一個漢字，第一個漢字為81H~FEH,第二個

字節(jié)為40H~FEH。雖然第二個字節(jié)的最左邊不一定是1,但因為漢字碼總是2字節(jié)連續(xù)出現(xiàn)

的，所以即使與ASCII碼混合在一起，計算機也能夠加以正確區(qū)別。簡體版中文

Windows95/98/2000/XP使用的是GBK碼。

(2)UCS碼(通用多八位編碼字符集)是國際標準化組織(ISO)為各種語言字符制定

的編碼標準。IS0/IEC10646字符集中的每個字符用4B(組號、平面號、行號和字位號)唯

一地表示，第一個平面(00組中的00平面)稱為根本多文種平面(BasicMultilingualPlane,

BMP),包含字母文字、音節(jié)文字以與中、日、(CJK)的表意文字等。

(3)Unicode編碼是另一個國際編碼標準，它最初是由Apple公司發(fā)起制定的通用多

文種字符集，后來被多家計算機廠商組成Unicode協(xié)會進展開發(fā)，并得到計算機界的支持，

成為能用雙字節(jié)編碼統(tǒng)一地表示幾乎世界上所有書寫語言的字符編碼標準。

目前，Unicode編碼可容納65536個字符編碼，主要用來解決多語言的計算問題，如不

同國家的字符標準，允許交換、處理和顯示多語言文本以與公用的專業(yè)符號和數(shù)學符號。隨

著Internet的迅速開展，不同國家之間的人們進展數(shù)據(jù)交換的需求越來越大，Unicode編

碼因此成為當今最為重要的交換和顯示的通用字符編碼標準，；它適用于當前所有的編碼，

覆蓋了美國、歐洲、中東、非洲、印度、亞洲和太平洋池區(qū)的語言，以與專業(yè)符號。目前，

Unicode編碼在網(wǎng)絡、Windows系統(tǒng)和很多大型軟件中得到應用。

(4)BIG5碼是目前中國、地區(qū)普遍使用的一種繁體漢字的編碼標準。繁體版中文

Windows95/98/2000/XP使用的是BIG5。

1.3計算進硬件系統(tǒng)

硬件是計算機的物質(zhì)根底，沒有硬件就不稱其為計算機。盡管各種計算機在性能、用途

和規(guī)模上有所不同，但其喂本結(jié)構(gòu)都遵循?諾依曼型體系結(jié)構(gòu)。人們稱符合這種設(shè)計的計算

機稱?諾依曼模型。這決定了計算機由輸入、存儲、運算、控制和輸出五個局部組成。

運算器

運算器(ALU)是計算機處理數(shù)據(jù)形成信息的加工廠，它的主要功能是對二進制數(shù)碼進

展算術(shù)運算或邏輯運算。所以，也稱為算術(shù)邏輯部件(ALU)。所謂算術(shù)運算，就是數(shù)的加、

減、乘、除以與乘方、開方等數(shù)學運算。而邏輯運算那么是指邏輯變量之間的運算，即通過

與、或、非等根本操作對二進制數(shù)進展邏輯判斷。

計算機之所以能完成各種復雜的操作，最根本原因是由于運算器的運行。參加運算的數(shù)

全部是在控制器的統(tǒng)一指揮下從存儲器中取到運算器里，由運算器完成運算任務。

由于在計算機，各種運算均可歸納為相加和移位這兩個根本操作，所以，運算器的核心

是加法器(Adder)為了能將操作數(shù)暫時存放，能將每次運算的中間結(jié)果暫時保存；運算器

還需要假設(shè)干個存放數(shù)據(jù)的存放器(Register)。假設(shè)一個存放器既保存本次運算的結(jié)果而

又參與下次的運算，它的容就是屢次累加的和，這樣的存放器又稱為累加器(AL)o

運算器的處理對象是數(shù)據(jù)，處理的數(shù)據(jù)來自存儲器，處理后的結(jié)果通常送回存儲器或暫

存在運算器中。數(shù)據(jù)長度和表示方法，對運算器的性能影響極大。計算機的字長大小決定了

計算機的運算精度，字數(shù)越長，所能處理的數(shù)的圍越大，運算精度越高、存儲速度越快。目

前普遍使用的Intel公司和AMD公司的微處理器大多支持32位或64位字長，意味著該類型

機器可以并行處理32位和64位的二進制算術(shù)運算和邏理運算。

運算器的性能指標是衡量整個計算機性能的重要因素之一，與運算器相關(guān)的性能指標包

括計算機的字長和運算速度。

字長：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)，見小節(jié)。作為存儲數(shù)據(jù)，

字長越長，那么計算機的運算精度就越高；作為存儲指令，字長越長那么計算機的處理能力

就越強。

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(MIPS)來表示。這個指標更能直觀地反映機器的速度。

控制器

控制器(CU)是計算機的心臟，由它指揮全機各個部件自動、協(xié)調(diào)地工作?？刂破鞯母?/p>

本功能是根據(jù)指令計數(shù)器中指定的地址從存取出一條指令，對其操作碼進展譯碼，再由操作

控制部件有序地控制各部件完成操作碼規(guī)定的功能。控制器也記錄操作中各部件的狀態(tài)，使

計算機能有條不紊地自動完成程序規(guī)定的任務。

從宏觀上看，控制器的作用是控制計算機各部件協(xié)調(diào)工作。從微觀上看，控制器的作用

是按一定順序產(chǎn)生機器指令執(zhí)行過程中所需要的全部控制信號，這些控制信號作用于計算機

的各個部件以使其完成某種功能，從而到達執(zhí)行指令的目的。所以，對控制器而言，真正的

作用是機器指令執(zhí)行過程的控制。

控制器由指令存放器UR)、指令譯碼器(ID)、程序計數(shù)器(PC)和操作控制器(0C)

4個部件組成。IR用以保存當前執(zhí)行或即將執(zhí)行的指令代碼；ID用來解析和識別IR中所存

放指令的性質(zhì)和操作方法；0C那么根據(jù)ID的譯碼結(jié)果，產(chǎn)生該指令執(zhí)行過程中所需的全部

控制信號和時序信號；PC總是保存下一條要執(zhí)行的指令地址，從而使程序可以自動、持續(xù)

地運行。

1.機器指令

為了讓計算機按照人的意識和思維正確運行，必須設(shè)計一系列計算機可以真正識別和執(zhí)

行的語言一一機器指令。機器指令是一個按照一定格式枸成的二進制代碼串，用來描述一個

計算機可以理解并執(zhí)行的根本操作。計算機只能執(zhí)行指令，它被指令所控制。

機器指令通常由操作碼和操作數(shù)兩局部組成。

(1)操作碼：指明指令所要完成操作的性質(zhì)和功能。

(2)操作數(shù)：指明操作碼執(zhí)行時的操作對象。操作數(shù)的形式可以是數(shù)據(jù)本身，也可以

是存放數(shù)據(jù)的存單元地址或存放器名稱。操作數(shù)又分為源操作數(shù)和目的操作數(shù)，源操作數(shù)指

明參加運算的操作數(shù)來源，目的操作數(shù)地址指明保存運算結(jié)果的存儲單元地址或存放器名

稱。

2.指令的執(zhí)行過程

計算機的工作過程就是按照控制器的控制信號自動、有序地執(zhí)行命令。指令是計算機正

常工作的前提。所有程序都是由一條條指令序列組成的。一條機器指令的執(zhí)行需要獲得指令、

分析指令、執(zhí)行指令。大致過程如下。

(1)取指令：從存儲單元地址等于當前程序計數(shù)器PC容的那個存儲單元中讀取當前要

執(zhí)行的指令，并把它存放到指令存放器IR中。

(2)分析指令：指令譯碼器ID分析該指令(稱為譯碼)。

(3)生成控制信號：操作控制器根據(jù)指令譯碼器ID的輸出(譯碼結(jié)果)，按一定的順

序產(chǎn)生執(zhí)行該指令所需的所有控制信號。

(4)執(zhí)行指令：在控制信號的作用下，計算機各個局部完成相應的操作，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的

處理和結(jié)果的保存。

(5)重復執(zhí)行：計算機根據(jù)PC中新的指令地址，重復執(zhí)行上述4個過程，直至執(zhí)行到

指令完畢。

控制器和運算器是計算機拘核心部件，這兩局部合稱中央處理器(CPU),

【習題13】組成中央處理器(CPU)的主要部件是(D)

A.控制器和存B.運算器和存C.控制器和存放器D.運算器和控制器

在微型計算機常也稱作微處理器(MPU)o微型計算機的開展是與微處理器的開展同步的。

時鐘主頻指CPU的時鐘頻率，是微機性能的一個重要指標，它的上下一定程度地決定了

計算機速度的上下。主頻以吉赫茲(GHz)為單位，一般地說，主頻越高，速度越快。由于

微處理器開展迅速，微機的主頻也在不斷提高。“奔騰”處理器目前CPU的主頻已到達

1?5GHz。

存儲器

存儲器是存儲程序和數(shù)據(jù)的部件。它可以自動完成程序或數(shù)據(jù)的存取，是計算機系統(tǒng)中

的記憶設(shè)備。存儲器分為存(又稱主存)和外存(又稱輔存)兩大類。存是主板上的存儲部

件，用來存儲當前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)、程序和結(jié)果；存容量小，存取速度快，但斷電后RAM

中的信息全部喪失。外存是磁性介質(zhì)或光盤等部件，用來存放各種數(shù)據(jù)文件和程序文件等需

要長期保存的信息；外存容量大，存取數(shù)度慢，但斷電后所保存容不會喪失。計算機之所以

能夠反復執(zhí)行程序或數(shù)據(jù)，就是由于有存儲器的存在。

CPU不能像訪問存那樣，直接訪問外存，當需要某一程序或數(shù)據(jù)時，首先應調(diào)入存，然

后再運行。

1.存

存儲器是用來存儲數(shù)據(jù)和程序的“記憶”裝置，相當于存放資料的倉庫。計算機中的全

部信息，包括數(shù)據(jù)、程序、指令以與運算的中間數(shù)據(jù)和最后的結(jié)果都要存放在存儲器中。

存儲器有存儲器和外存儲器兩種。存儲器按功能又可分為隨機存取存儲器(RAM)和只

讀存儲器(ROM)

1)隨機存取存儲器

通常所說的計算機存容量均指RAM存儲器容量，即計算機的主存。RAM有兩個特點，第

一個特點是可讀寫性，也就是說對RAM既可以讀操作，又可以寫操作。讀操作時不破壞存已

有的容，寫操作時才改變原來已有的容。第二個特點是易失性，即電源斷開(關(guān)機或異常斷

電)時，RAM中的容立即喪失。因此微機每次啟動時都要對RAM進展重新裝配。

RAM又可分為SRAU(靜態(tài)隨機存儲器)和DRAM(動態(tài)隨機存儲器)兩種。計算機存條

采用的是DRAM。DRAM中”動態(tài)〃的含義是指每隔一個固定的時間必須對存儲信息刷新一次。

因為DRAM是用電容來存儲信息的，由于電容存在漏電現(xiàn)象，存儲的信息不可能永遠保持不

變，為了解決這個問題，需要設(shè)計一個額外電路對存進展不斷地刷新。DRAM的功耗低，集

成度高，本錢低。SRAM是用觸發(fā)器的狀態(tài)來存儲信息，只要電源正常供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)

定地存儲信息，無需刷新，所以SRAM的存取速度比DRAM快。但SRAM具有集成度低、功耗

大、價格貴的缺陷。

幾種常用RAM簡介

①同步動態(tài)隨機存儲器(DRAM,SDRAM)是目前奔膨計算機系列普遍使用的催形式，它

的刷新周期與系統(tǒng)時鐘保持同步，使RAM和CPU以一樣的速度同步工作，減少了數(shù)據(jù)存取時

間。

②雙倍速率SDRAM(DDRRAM),它使用了更多、更先進的同步電路，它的速度是標準SDRAM

的兩倍。

③存儲器總線式動態(tài)班機存儲器(RDRAM)被廣泛地應用于多媒體領(lǐng)域。

2)只讀存儲器

CPU對ROM只取不存，里面存放的信息一般由計算機制造廠寫入并經(jīng)固化處理，用戶是

無法修改的。即使斷電，ROM中的信息也不會喪失。因此，ROM中一般存放在計算機系統(tǒng)管

理程序，如監(jiān)控程序、根本輸入/輸出系統(tǒng)模塊BIOS等。

幾種常用ROM簡介：

①可編程只讀存儲器(PROM),可實現(xiàn)對ROM的寫操作，但只能寫一次。其部有行列式

的熔絲，視需要利用電流將其燒斷，寫入所需信息。

②可擦除可編程只讀存儲器(EPROM),可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反復擦寫。使用時，利用高電壓將

信息編程寫入，擦除時將線路曝光于紫外線下，那么信息被清空。EPROU通常在封裝外殼上

會預留一個石英透明窗以方便曝光。

電可擦可編程只讀存儲器(EEPROM),可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的反復擦寫。其使用原理類似EPROM,

只是擦除方式是使用高電場完成，因此不需要透明窗曝光。

3)高速緩沖存儲器

高速緩沖存儲器(Cache)主要是為了解決CPU和主存速度不匹配，提高存儲器速度而

設(shè)計的。Cache一般用SRAM存儲芯片實現(xiàn)，因為SRAM匕DRAM存取速度快而容量有限，

Cache產(chǎn)生的理論依據(jù)一一局部性原理。局部性原理是指計算機程序從時間和空間都表

現(xiàn)出“局部性〃：

①時間的局部性：最近被訪問的存容(指令或數(shù)據(jù))很快還會被訪問；

②空間的局部性：靠近當前正在被訪問存的存容很快也會被訪問。

存讀寫速度制約了CFU執(zhí)行指令的效率，那么，如何既緩解速度間的矛盾又節(jié)約本錢？

通過設(shè)計一款小型存儲器即Cache,使其存取速度接近CPU,存儲容量小于存。Cache常存

放CPU最經(jīng)常訪問的指令和數(shù)據(jù)。根據(jù)局部性原理，當CPU存取某一存單元時，計算機硬件

自動地將包括該單元在的監(jiān)近單元容都調(diào)入Cache。這樣，CPU存取信息時，可先從Cache

中進展查找。假設(shè)有，那么將信息直接傳送給CPU；假設(shè)無，那么再從存中查找，同時把含

有該信息的整個數(shù)據(jù)塊從存復制到Cac