第4讲微型计算机系统的组成

第4讲 计算机系统的构成一、计算机概述（一）计算机的诞生和发展世界公认的真正意义上的第一台数字式电子计算机于1946年2月由美国宾夕法尼亚大学的一批年轻的科技人员研制成功，并被命名为“ENIAC” （Electronic Numerical Integrator and Calculator 电子数字积分机和计算器）。“埃尼阿克”计算机最初是为了第二次世界大战军事上进行弹道的计算而设计的。这台电子计算机由 18000 多种电子管， 1500 多种继电器， 10000 多只电容器和 7000 多只电阻构成，占地 170 多平方米，功耗为 150 千瓦，重量约 30 吨，采用电子管作为计算机的逻辑元件，存储容量为 17000 多种单元，每秒能进行 5000 次加法运算。或者400次乘法。60年来，随着电子技术的不断发展，计算机先后以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为重要元器件，共经历了四代的变革。计算机发展的四个阶段如表2-1所示。表2-1计算机发展的四个阶段代次起止年份所用电子元器件解决方式运算速度应用领域第一代19461957电子管机器语言、汇编语言/符号语言几千几万次/秒国防及高科技第二代19581964晶体管高档语言，作业批量持续解决几万几十万次/秒工程设计、数据解决第三代19651970中、小规模集成电路多道程序，实时解决几十万几百万次/秒工业控制，数据解决第四代1970至今大规模、超大规模集成电路可扩大语言，实时、从那时起解决，网络系统几百万上亿条指令/秒或更高工业、生活等各方面（二）计算机的的发展方向目前，科学家们正在使计算机朝着巨型化、微型化、网络化、智能化的方向发展。1巨型化巨型化是指高速运算、大存储容量和超强功能的巨型计算机。巨型机的运营速度一般在百亿次，千亿次以上；主存储容量在几百兆，几千兆以上。研制费用巨大，生产数量很少。巨型计算机重要用于尖端科学的研究，它反映了一种国家的科学发展水平，因此始终得到政府的扶持。2微型化由于大规模以及超大规模集成电路的飞速发展，自二十世纪七十年代以来，微型计算机发展十分迅速，特别是近十年更是日新月异。3网络化所谓计算机网络，就是用通讯线路将分散在不同地点的计算机连成一种更大的系统，以实现网络中的软件、硬件和数据资源的共享。它是计算机技术和通信技术相结合的产物。4智能化计算机的智能化是计算机技术（硬件技术和软件）发展的一种高目的。智能化就是规定计算机具有模拟人的感觉和思维的能力，像人同样具有听、看、说和思考的能力，即人们可以用自然语言、文字、图形、图像等与之对话。（三）计算机的特点计算机之因此这样重要，与它的强大功能是分不开的，与以往的计算工具相比，它具有如下特点：（1）运算速度快。计算机内部有一种叫运算器的部件，它由某些数字逻辑电路构成，可以高速精确地协助顾客进行运算。目前计算机的运算速度已超过1万亿次/秒，一般的微型计算机的速度也在几百次/秒以上。（2）存储容量大。计算机具有的数据存储能力，特别是通过外存储器，其存储容量可达到无限大。目前常用来存储信息的硬盘容量达到了80GB。（3）计算精确度高。计算机的计算精度可以根据人们的需要来设定，在理论上不受任何限制。目前一般的计算机均能达到15位有效数字的精度。在特殊需要时，可通过技术手段提高有效数字的位数，实现更高精度的计算。（4）逻辑判断能力强。在相应程序的控制下，计算机具有判断“是”与“否”，并根据判断做出相应解决的能力。（5）自动运营程序。计算机内部的操作运算都是在程序控制下自动完毕的，人们只要设计好程序并将其对的地输入到计算机中，发出指令后，机器运营相应的程序就可以自动完毕任务，而不需要人的外部干涉。（6）可靠性高由于采用了大规模集成电路技术，使计算机具有非常高的可靠性一，一般可以长期无端障运营。（7）合用范畴广，通用性强在不的应用领域中，只要编制和运营相应的软件，计算机就能在此领域中较好地进行服务。（四）计算机的应用（1）科学计算科学计算也称为数值计算，指用于完毕科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。（2）自动控制自动控制称为过程控制也称为实时控制，指用计算机及时采集数据，将数据解决后，按最佳值迅速对控制对象进行调节或控制。（3）数据解决数据解决也称为非数值运算，指对大量的数据进行加工解决，例如分析、合并、分类、记录等，形成有用的信息。（4）计算机辅助系统计算机辅助系统涉及计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机集成制造系统CIMS、计算机辅助教学CAI等。计算机辅助设计CAD（Computer-ided Design），就是运用计算机的计算、逻辑判断和数据解决能力协助设计人员进行多种工程和产品设计的技术。计算机辅助制造CAM（Computer-ided Manufacturing），是指用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。计算机辅助教学CAI（Computer-ided Instruction），指运用计算机模拟演示多种规律、实验过程，是协助学习的系统，是一种计算机和学科课程整合的新型教学模式。（5）人工智能人工智能是指计算机模拟人类的智能活动，如模拟人脑学习、推理、判断、理解、问题求解等过程，辅助人类进行决策，是计算机应用研究最前沿的学科。（五）计算机的分类1按计算机解决数据的方式分类从计算机解决数据的方式可以分为数字计算机、模拟计算机和数模混合计算机3类。（1）数字计算机。数字计算机解决的是非持续变化的数据，这些数据在时间上是离散的，输入是数字量输出也是数字量，如职工编号、年龄、工资数据等。基本运算部件是数字逻辑电路，因此，其运算精度高、通用性强。（2）模拟计算机。模拟计算机解决和显示的是持续的物理量，所有数据用持续变化的模拟信号来表达，其基本运算部件是由运算放大器构成的种类运算电路。模拟信号在时间上是持续的，一般称为模拟量，如电流、电压、温度等。一般来说，模拟计算机不如数字计算机精确、通用性不强，但解题速度快，重要用于过程控制和模拟仿真。（3）数模混合计算机。数模混合计算机兼有数字和模拟两种计算机的中，既能接受、输出和解决数字量，又能接受、输出和解决模拟量。2按计算机使用范畴分类按计算机使用范畴可分为通用计算机和专用计算机两类。（1）通用计算机通用计算机是指为解决多种问题、使之具有较强的通用性而设计的计算机。该机合用于一般的科学计算、学术研究、工程设计和数据解决等，用途十分广泛。（2）专用计算机专用计算机是指为适应某种特殊应用而设计的计算机，具有运营效率高、速度快、精度高等特点。一般用在过程控制中，如智能仪表、飞机的自动控制、导弹的导航系统等。3按计算机的规模和解决能力分类（1）巨型计算机巨型计算机是指运算速度快、存储容量大，每秒可达1亿次以上浮点运算速度，主存容量高达几百兆字节甚至几百万兆字节，字长可达32位至64位的机器。此类机器价格相称昂贵，重要用于复杂的、尖端的科学研究领域，特别是军事科学计算，目前世界上只有为数不多的几家公司可以生产。由国防科技大学研制的“银河”和国家智能中心研制的“曙光”都属于此类机器。（2）大型计算机大型计算机的运算速度在每秒一百万次到几千万次，字长32-64位，主存容量在几十兆字节左右。拥有完善的指令系统、丰富的外部设备和功能齐全的软件系统，重要用于计算机中心和计算机网络。（3）中型计算机规模和性能介于大型计算机和小型计算机之间。（4）小型计算机小型计算机具有规模较小、构造简朴、成本较低、操作简朴、易于维护以及与外部设备连接容易等特点，是在60年代中期发展起来的一类计算机。当时的小型机字长一般为16位，存储容量在32KB与64KB之间。当时微型计算机尚未浮现，因而得以广泛推广应用，许多工业生产自动化控制和事务解决都采用小型机。近期的小型机，其性能已大大提高，重要用于事务解决。（5）微型计算机微型计算机的字长为864位，具有体积小、价格低、可靠性强、操作简朴等特点。它的运算速度更快，已达到并超过小型计算机的水平，内存容量达到32256MB，甚至更高。（6）工作站工作站就是一台高档微机，它的独特之处在于易于联网、能大容量存储，配备大屏幕显示屏和较强的网络通信功能，特别合用于公司办公自动化控制。（7）服务器服务器是大网络环境下为多顾客提供服务的共享设备，一般分为文献服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。该设备连接在网络上，网络顾客在通信软件的支持下远程登录，共享多种服务。二、微型计算机系统的构成一种完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分构成的。硬件（Hardware），是计算机的多种物理设备的总称，涉及构成计算机的电子的、机械的、磁的或光的元器件或装置，是计算机系统的物质基本。软件是计算机运营所需要的多种程序、数据及其有关资料的集合，是计算机系统的灵魂，一般分为系统软件和应用软件。计算机系统的构成如图所示。图微机系统的构成计算机如果没有软件的支持，则被称为“裸机”。裸机是无法实现任何信息解决任务的；反之，软件依赖硬件来执行，单靠软件自身，没有硬设备的支持，软件也就失去了其发挥作用的舞台。软件和硬件相辅相承，缺一不可。因此硬件和软件互相结合构成了一种完整的计算机系统，只有硬件和软件相结合才干充足发挥计算机系统的功能。（一）计算机的硬件系统硬件系统都是由运算器、控制器（构成中央解决器）、存储器、输入设备、输出设备等五部分构成。1中央解决器（CPU）中央解决器（简称CPU）重要涉及运算器和控制器两大部件。它是计算机的核心部件。运算器又称为算术逻辑单元，是用来进行算术运算和逻辑运算的部件，是计算机对信息进行加工的场合。控制器是整个计算机的神经中枢，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它自身不具有运算功能，而是通过读取多种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件作出相应的控制。在微型计算机中，运算器和控制器被制作在同一块半导体芯片上，又称为中央解决单元、微解决器。最具代表性的产品是美国Intel公司的微解决器系列，先后有4004、4040、8080、8085、8088、8086、80286、80386、80486、Pentium系列等产品。图CPU外观图 CPU的性能指标重要有字长和时钟频率。字长表达CPU每次解决数据的能力。286机是16位机，386机是32位机，486机是32位机，Pentium机是64位机。时钟频率（主频）重要以MHz或GHz（每秒钟计算机的时钟变化一种周期称为一种赫）为单位来度量CPU运营速度。计算机的主频速度一般是与机器的型号标在一起的。例如PentiumII 350机，表达PentiumII 型CPU的工作频率或机器的速度是350MHz。目前的主流CPU频率已经发展到2.0GHz，3.0GHz甚至更高。计算机在保证运营状态稳定的前提下，主频越高则工作节拍越快，运营速度也越高。一般人们习惯上常用微解决器的型号来区别微机的档次，例如：80486、PentiumIII、PentiumIV等都是CPU的型号。2存储器存储器是计算机的记忆部件，用来寄存数据、程序和计算成果。存储器分内存储器和外存储器两类。（1）内存储器目前多采用半导体存储器，其特点是容量小、速度快、但价格较贵。内存的大小是衡量计算机性能的重要指标之一。按其功能特性可分为只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机读/写存储器（Read Access Memory，RAM）。1）随机存取存储器（RAM）随机存取存储器简称RAM。重要用来寄存目前运营的程序和数据，随机存取的含义是指既能从该设备中读数据，也可以往里写数据。RAM的特点重要有两个：一是存储器中的数据可以反复使用，只有向存储器写入新数据时，存储器中的内容才被更新；二是RAM中的信息随着计算机的断电自然消失，因此说RAM是计算机解决数据的临时存储区，要想使数据长期保存起来，必须将数据保存在外存中。我们平时所说的内存指的是RAM。RAM从特性上可以分为三类：DDRAM（动态随机存取存储器）、SRAM（静态随机存取存储器）。DRAM：作为大容量随机存储器，目前微机上广泛采用动态随机存储器DRAM作为主存。微机上使用的动态随机存储器被制作成内存条的形式出，内存条需要插在系统主板的内存插槽上。常用的内存条的容量有16MB、31MB、64MB或128MB不同的规格。SRAM：静态存储器常作为系统的高速缓冲存储器（Cache），缓存器的作用是预先将数据或程序读入，以提高CPU读取的速度。2）只读存储器（ROM）只读存储器（ROM）在使用时，只能从ROM中读出数据，而不能写入。ROM的特点是寄存在ROM中的信息，就是在没有电源的状况下，也能保持。目前，常用的只读存储器有：固化存储器（ROM）：固化ROM出厂时要存储的内容已被固化，不能变化，只能读出数据，不能写入数据。一般在系统板上都装有只读存储器ROM，在它里面固化了一种基本输入/输出系统，称为BIOS。其重要作用是完毕对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。可编程存储器（PROM）：PROM可以由厂家一次性将内容写入，后来不能改动。可擦除可编程的只读存储器（EPROM）：顾客可通过编程器将数据或程序写入EPROM，如需重新写入的话，可通过紫外线照射EPROM，将本来的信息擦除，然后再重新写入。电可擦除的只读存储器（EEPROM）：它的擦除不像EPROM那样用紫外线照射，而是需要一种擦除电压。同RAM同样，写入时擦除原有的信息，写入时的速度较慢。快擦型存储器（闪存，Flash Memory）：快擦型存储器具有EEPROM的特点，可在计算机内用专门的软件进行擦除和编程，它的读取时间同DRAM相似，而写时间较慢。（2）外存储器常用的有软盘、硬盘、光盘和U盘等。1）软盘存储器与硬盘相比，其长处是可随身携带且价格便宜。目前微机所配备的能用软盘驱动器大多数是3.5英寸的1.44MB软盘。软盘前面软盘背面图3.5 英寸软盘的外形软盘只有通过格式化后才可以使用。格式化是为存储数据做准备，在此过程中，软盘被软盘沿半径方向被划提成一种个的同心圆，称为磁道，信息记录在磁道上。磁道号从外向内编号，接近盘片最外沿的是0号磁道，然后是1号磁道，依次类推。接近盘片圆心的是最大号码的磁道 （79）。每个磁道上沿径向又等提成若干个扇区，扇区数由系统的格式化程序来定。每个扇区可以存储若干个字节，字节数也是由格式化程序来拟定。图 磁盘划分示意图根据软盘片存储信息的密度，又可将软盘片分为双面高密盘（DSHD）和双面低密盘（DSDD）。软盘容量的计算公式如下：容量记录面数磁道数扇区数每扇区的字节数目前使用的3.5英寸软盘都是双面高密度软盘，每一面有80个磁道，每个磁道又划分为18个扇区，每个扇区有512个字节，3.5英寸软盘的容量为1.44MB。使用软磁盘时的注意事项：在使用软盘时应注意防尘、防磁与防潮，并且不要弯曲软盘；当软盘批示灯亮或闪烁时，表达计算机存在读取软盘，此时不能将软盘取出。2）硬盘存储器硬盘的分类硬盘从磁盘直径分有：5.25英寸、3.5英寸和1.8英寸等；从存储容量上分有：10GB、20GB、30GB、40GB、60GB、80GB和120GB等；从接口分有IDE、EIDE、ATA2、SCSI接口，其中SCSI接口硬盘重要用在服务器上，EIDE、ATA2是在IDE上做了改善的接口，其传播速度有了大幅度的提高。硬盘的存储容量硬盘一般由多种盘片构成，每个磁盘片，相应有两个磁头，以转轴中心为圆点，被均匀地划分为若干个半径不等的同心圆，称为磁道。不同盘面上相似半径的磁道在垂直方向构成同心圆柱，称为柱面，柱面数等于磁道数。每个磁道同样被划分为若干个扇区，每个扇区的容量均为512字节。硬盘的读写由柱面号、磁头号和扇区号来拟定读写信息的具体位置。硬盘容量的计算公式为：硬盘容量记录面数柱面数扇区数每扇区的字节数使用硬盘时的注意事项保持良好的工作环境，如合适的温度和温度、防尘、无震动等；不要频繁开机关机；不得随意拆卸硬盘。3）光盘存储器光盘的特点是容量大，抗干扰性强，存储的信息不易丢失。是多媒体计算机的基本配备。光盘分为只读型CD-ROM、可擦写型CD-RW和一次性写入型CD-R。目前在微机系统中使用最广泛的是只读性光盘。只读性光盘（CD-ROM）：人们所熟悉的CD、VCD、游戏与程序光盘等都属于此类，其存储容量约为650MB，它需要通过CD-ROM驱动器进行访问。一次性写入光盘（CD-R）：这种光盘的特点是可以用光盘刻录机并结合光盘刻录软件将数据写入到空白的光盘上。当光盘写满数据后，就无法对已写入的数据进行修改或删除。因此，一次性写入光盘已成为数据备份的抱负工具。可擦写光盘（CD-W）：这种光盘与CD-R相似，可以往光盘里写入数据，不同的是，CD-RW不仅可以写入，还可以进行擦除和格式化操作，就像使用软盘同样，可以反复多次使用。DVD光盘： DVD光盘以其海量存储越来越受到人们青睐，一张DVD光盘的容量相称于一张CD光盘容量的7-20倍，即最低为4.7GB。光盘在使用过程中，应注意不要磨损信息存储面。4）USB闪存存储器（U盘）它使用快闪内存作为媒介（Flash Memory）和通用串行总线（USB）接口，只要将其与计算机的USB接口相连，就会在“我的电脑”下浮现一种新的“可移动磁盘”盘符，可以像使用软（硬）盘同样在U盘上读写、拷贝文献。在使用U盘进应当注意：插拔U盘时，必须等批示灯停止闪烁时方可进行；写保护的关闭和打开，应在从接口上拔下的下进行。（4）有关存储器，如下几种概念是很重要的：地址。内存由许多存储单元构成，每一种存储单元可以寄存若干位数据代码，该代码可以是指令，也可以是数据。为辨别不同的存储单元，所有存储单元均按一定的顺序编号，称为地址码，简称地址。存储容量。存储容量是描述计算机存储能力的指标。其基本单位是“字节”（Byte），一般用大写字母B表达。一种字节为位的二进制数。每一种字节称为一种存储单元。常用的单位尚有KB（千字节）、MB（兆字节）和GB（千兆字节），它们之间的关系为：1B（字节）8位（bit）1KB（千字节）1024B1MB（兆字节）1024KB10241024B1GB（千兆字节）=1024MB10241024KB1TB（太字节）10241024GB例如：内存为64KB的微型计算机，其实际内存容量为64102465536字节。例如：计算128MB内存和10GB硬盘的存储容量是多少个字节。128MB12810241024BB10GB10102410241024BB3输入设备输入设备是用来输入计算程序和原始数据的设备。常用输入设备是键盘、鼠标、扫描仪,如图所示。除此之外尚有光笔、触摸屏、数字化仪等。图常用输入设备（1）键盘键盘是微机中常用的输入设备，常用的键盘有101键和104键两种。键盘可以分为个区：专用键区、打字键区、辅助键区、小键盘区，如图所示。下面几种最基本的键：Tab键：称为跳格键。这个键有两个功能：一是单击此键，光标可向右移动个字符，以便光标的移位；二是在填表时，填写完一栏后，单击该键可将光标跳至下一种单元格的起始位置。Caps Lock键：也称大小写锁定键。如果要输入大写英文字母，事先单击Caps Lock键，当键盘右上角与之相应的批示灯变亮，再单击任意一种键就会输入大写的英文字母了。此外尚有一种措施就是按住Shift键不放，同步单击需要的字母就会输入大写字母了。Shift键：也称上档键。它是组合键，除了在前面简介的可输入双字符键上的上档字符外，它还可以跟其她键组合成快捷键。例如，当需要切换输入法时，就可按CtrlShift组合键完毕对输入法的切换。Ctrl键：也称控制键。Ctrl键也是比较常用的一种组合键，它可根据需要和习惯自行设定。例如：在文字编辑时，CtrlA组合键的功能是全选。在诸多软件菜单的常用命令后均有快捷键提示，大多数是Ctrl键和字母键组合。键：也叫开始菜单键。它是Windows系统功能键。在任何状况下单击此键的功能就是弹出“开始”菜单。Alt键：称为转换键，它也是通过与其她键组合产生特殊作用的组合键。例如：AltF4是关闭正在使用的窗口。在不同的工作环境和状态下，转换键的功能和作用各不相似，例如：在文字解决软件中，单击Alt键可激活软件的菜单栏。空格键：空格键位于主键盘区最下方的中间，它是所有键中最长的一种。它的作用是输入空格，单击此键，光标向右移动一种字符，浮现空格符。键：也叫快捷菜单键。在Windows98/NT/XP操作系统中，单击该键后会弹出相应的快捷菜单，其功能相称于鼠标右键。Enter键：也称回车键。回车键是键盘中运用率最高的键之一，它的功能之一是在运营程序时，起“拟定”的作用；另一种功能是在文字编辑过程中，使光标另起一行。Backspace键：称为退格键，也称橡皮键。单击此键是使光标向后退一种字符位，即删除光标所在位置前的一种字符。Esc键：称取消键。常用来表达取消或中断某种操作。F1F12键：这个键在不同的软件中有不同的作用。其中，F1键常常为我们带来协助信息。Power键：称电源键。在开机状态下单击此键可直接关机。Sleep键：称睡眠键。单击此键可使电脑转入休眠状态。Wake up键：称唤醒键。是在电脑处在休眠状态时唤醒电脑继续工作的。Print Screen SysRq键：屏幕打印键。单击此键可将目前屏幕中的内容复制到Windows的剪贴板中，或直接将内容打印出来。小技巧：按住Alt键再单击屏幕打印键可复制出目前正在使用窗口的图片。Scroll Lock键：屏幕锁定键。此键的功能是停止显示长文献的屏幕滚动。Pause Break键：暂停键。在程序或者命令正在执行的状况下，单击此键可暂停它们的执行。若要继续执行，按任意键即可。Insert键：插入和改写键。输入时默认是“插入”状态，输入的字符将直接插入光标所在处。单击该键后，进入“改写”状态，这时输入的字符将覆盖光标光标的所在处后边的字符。若想返回插入状态，再单击该键即可。Delete键：删除键。在文字编辑状态下单击此键可删除光标后边的字符；在窗口状态下，可删除被选中的文献。小技巧：想要永久删除选中的文献或文献夹，只要按住Shift键，再单击Delete键即可。Home键：起始键。此键的功能是使光标移动到光标所在行的行首。End键：终点键。此键的功能是使光标移动到光标所在行的末尾。小技巧：想要将光标移动到正在编辑的文献首，只要按住Ctrl键再单击Home键就行了；而按住Ctrl键再单击End键，光标将被移动整篇文献的最后。Page Up键：前翻页键。单击此键可使屏幕的显示内容向翻一页。Page Down键：后翻页键。单击此键可使屏幕的显示内容向后翻一页。 Num Lock键：数字锁定键。数字锁定键的默认状态是数字锁定状态，这时状态批示灯是亮着的，可直接通过数字键输入数字；当按下Num Lock键时，位于右上角的状态批示灯关闭，这时数字键盘处在光标控制状态，此时数字键区各键的下档所标的各项功能就可以使用了。（2）鼠标鼠标的功能和分类鼠标的重要功能用于移动显示屏上的光标并通过菜单或按钮向主机发出多种操作命令，但不能输入字符和数据。常用的鼠标按其构造分为机械式和光电式两种。机械式鼠标价格便宜，但精确性较差，其底部有一种橡胶小球，当鼠标在水平面上滚动时，小球与平面发生相对转动而控制光标移动。光电式鼠标价格合适，精确性较高，其对光标进行控制的是鼠标底部有一种光电探测器，当鼠标在特殊的光电板上移动时，光源发出的光经反向后转化为移动信号，控制光标移动。鼠标根据按钮的数目又分为三键鼠标和两键鼠标。各个键的功能由软件定义。一般，左按钮用作拟定操作；按钮用作特殊功能。尚有一种滚轮式鼠标，通过旋动滚轮直接卷动滚动条，在浏览网页时非常以便。根据与主机的连接方式可分为两种：串行鼠标，将鼠标连接到主板的串行口上，俗称“方口鼠标”；总线鼠标，即鼠标连接到主板的PS/2接口上，俗称“圆头鼠标”。鼠标又可分为有线与无线两类。无线鼠标运用红外线或无线电波与计算机通信。红外无线鼠标必须对准红外接受器才干发挥作用，而无线电波鼠标随时都可以使用。无线鼠标的重要长处是不受桌面的限制。使用鼠标时的注意事项鼠标在使用中要注意接触面的平整和清洁。使用机械鼠标特别应保持滚动球的清洁。3）其她键盘和鼠标是微机中最常用的输入设备，此外尚有图形扫描仪、条形码阅读器、光学字符阅读器OCR、触摸屏、声音输入设备和手写输入设备等。插图4输出设备4输出设备输出设备将计算机解决的成果转换成人们可以辨认的数字、字符、图像、声音等形式显示、打印或播放出来。常用的输出设备是显示屏、打印机、绘图仪等。（1）显示屏显示屏由监视器和显示适配卡构成，是最常用的输出设备。显示适配器简称显示卡，它一般被插在主板的扩展槽内，通过总线与CPU相连。监视器的外形很像电视机，一般也称为显示屏，常用的显示控制适配器有 MDA （单色适配器）、 CGA （彩色图形适配器）、 EGA （增强型图形适配器）、 VGA （视屏图形阵列适配器）、 CEGA （中文增强型适配器）、TVGA （增强型视屏图形阵列适配器）和SVGA（超级视频图形适配器）等。显示屏，按其构造可以提成阴极射线管显示屏（CRT）和液晶显示屏（LCD）两种；按其显示效果，可以分为单色和彩色显示屏。目前微机中的显示屏以17#彩显为主流配备。显示屏的重要技术指标：辨别率：显示屏所显示的图形和文字是由许许多多的“点”构成的，这些点称为像素。辨别率是指显示屏屏幕上所能显示的“点”数（像素数），辨别率超高，屏幕可以显示的内容越丰富，图像也越清晰。目前的显示屏一般都能支持800600、1024768、12801024等规格的辨别率。扫描频率：指每秒钟完毕扫描的次数，一般达到85Hz就不会使人感到闪烁。（2）打印机打印机是一种常用的输出设备，它可以将计算机解决成果用多种图表、字符的形式打印在纸上。目前最普及的打印机按印字的工作原理可以分为击打式和非击打式两种。击打式以针式打印机为重要代表，非击打式以激光打印机和喷墨打印机为主流。图打印机示意图1）针式打印机针式打印头由若干排成一列（或两列）的打印针构成。击打时打印针通过色带打印到打印纸上，于是在打印纸上印出一种点。打印头从左到右移动，每次打印一列。有9针和24针两种。针数越多。针式打印机的重要长处是：价格便宜，维护费用低，可复写打印，适合于打印蜡纸。缺陷是：打印速度慢，噪声大，打印质量稍差。目前针式打印机重要应用于银行、税务、商店等的票据打印。 2）喷墨打印机是通过喷墨管将墨水喷射到一般打印纸上而实现字符或图形的输出。重要长处是：打印精度较高、噪声低、价格适中。缺陷是：打印速度慢，消耗品价格较高。常用的有 HP 和 CANON 喷墨打印机。喷墨打印机是一般家庭的首选。3）激光打印机是近年来发展不久的的一种输出设备，由于它具有精度高、打印速度快、噪声低等长处，已越来越成为打印机的主流产品，但价格相应也高。打印机的技术指标重要有打印速度、打字质量、打印噪声等。（3）其她外部设备1）声卡声卡重要用于声音的录制、播放和编辑，是多媒体计算机的核心设备。2）视频卡视频采集卡将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据存储在电脑中，成为可编辑解决的视频数据文献。是多媒体技术中最重要的一环。3）调制解调器俗称“猫”，是多媒体计算机联接互联网的专门设备。调制解调器（Modem）是调制器和解调器的简称，用于进行数字信号与模拟信号间的转换。5总线所谓总线，是一组连接各个部件的公共信线，即系统各部件之间传送信息的公共通道。（1）总线的构成按其传送的信息可分为数据总线、地址总线和控制总线3类。数据总线（Data Bus，BD）用来传送数据信息，是双向总线。CPU既可通过DB从内存或输入设备读入数据，又可通过DB将内部数据送至内存或输出设备。它决定了CPU和计算机其她部件之间每次互换数据的位数。地址总线（Address Bus,AB）用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线。传送地址信息的目的是指明与CPU互换信息的内存单元和I/O设备。地址总线的宽度决定了CPU的最大寻址能力。控制总线（Control Bus,CB）用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是CPU向内存或外部设备发出的信息，有的是内存或外部设备向CPU发出的信息。（2）总线的类型。ISA总线：ISA总线是工业原则总线，重要用于286和部分386机。MCA总线：重要用于IBM原装机中。EISA总线：重要用于386和486。VESA总线：重要用于奔腾机。PCI总线：重要用于奔腾机。（二）计算机的软件系统软件内容丰富、种类繁多，一般根据软件用途可将其分为系统软件和应用软件两类。系统软件操作系统（DOS、WINDOWS、UNIX）语言解决系统（汇编程序、编译程序、解释程序）程序设计语言（C、VB、VFP、SOL Server、Oracle.）数据管理系统（DBMS）应用软件应用软件包（Office、Wps、AutoCAD、游戏、学习软件）软件系统1系统软件 系统软件是用来控制计算机运营，管理计算机系统的多种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。系统软件一般涉及：操作系统、数据库管理系统、多种语言及其汇编、解释或编译程序等。（1）操作系统1）什么是操作系统应用程序操作系统裸机顾客操作系统是最基本的系统软件，是用于管理和控制计算机硬件和软件资源的一组程序。操作系统直接运营在裸机之上，是对计算机硬件系统的第一次扩大。在操作系统的支持下，计算机才干运营其她的软件。操作系统是计算机硬件与其她软件的接口，也是顾客和计算机的接口，如图2.1.1所示。2）操作系统的功能操作系统作为计算机系统的资源的管理者，它的重要功能对系统所有的软硬件资源进行合理而有效的管理和调试，提高计算机系统的整体性能。具体地说，操作系统具有如下5大功能：v CPU的控制与管理v 内存的分派和管理v 部设备的控制和管理v 文献的控制和管理v 作业的控制和管理3）操作系统的分类按与顾客对话的界面分类v 命令行界面操作系统在此类操作系统中，顾客只能在命令提示符后（如C：DOS）输入命令才干操作计算机。典型的命令行界面操作系统有MSDOS、Novell等。v 图形顾客界面操作系统在此类操作系统中，每一种文献、文献夹和应用程序都可以用图标来表达，所有的命令也都组织成菜单或以按钮的形式列出。因此，若要运营一种程序，无需懂得命令的具体格式和语法，而只要使用鼠标对图标和命令进行单击或双击即可。如Windows 95/98、Windows NT、Windows 、网络版Novell等。按可以支持的顾客数为原则分类v 单顾客操作系统在单顾客操作系统中，系统所有的硬件、软件资源只能为一种顾客提供服务。如MSDOS、Windows 95/98等。v 多顾客操作系统多顾客操作系统可以管理和控制由多台计算机通过通信口联结起来构成的一种工作环境并为多种顾客服务的操作系统。如UNIX、Xenix等。按与否可以运营多种任务为原则分类v 单任务操作系统在此类操作系统中，顾客一次只能提交一种任务，待该任务解决完毕后才干提交下一种任务。如MSDOS。v 多任务操作系统在此类操作系统中，顾客一次可以提交多种任务，系统可以同步接受并且解决。如Windows 95/98、Windows NT、Windows 、UNIX、Novell Netware等。按系统的功能为原则分类v 单顾客操作系统。在一种计算机系统内，一次只能有一种顾客作业运营，顾客占用计算机的所有硬件资源和软件资源。一般微型计算机操作系统均属于此类操作系统。v 批解决操作系统。顾客每次把一批通过合理搭配的作业（程序、数据、命令的集合），通过输入设备提交给系统，一但交给系统之后，就完全脱离顾客的作业，直到运营完毕才干根据输出成果分析作业状况，批解决系统的长处是系统吞吐量大、资源运用率高。v 实时操作系统。实时操作系统分为实时控制和实时信息解决。实时是立即的意思，该系统对特定的输入在限定的时间内做出精确的响应。v 分时操作系统。分时操作系统的基本思想是基于人的操作和思考速度比计算机慢得多，如果将解决时间提成若干时间段，并规定每个作业在运营了一种时间段后暂停，将解决器让给其她作业。通过一段时间后，所有的作业都被运营了一段时间，当解决器被重新分给第一种作业时，顾客感觉不到其内部发生的变化，感觉不到其她作业的存在。分时操作系统使多种顾客共享一台计算机成为也许。v 网络操作系统。网络操作系统用于对多台计算机的软件和硬件资源进行管理和控制，提供网络通信和网络资源共享功能。常用的网络操作系统有Windows NT Server、Netware等，此类操作系统一般用在计算机网络系统中的服务器上。（4）常用操作系统简介v DOS（Disk Operating System）DOS是Microsoft公司研制的配备在PC机上的单顾客命令行界面操作系统。DOS的特点是简朴易学，硬件规定低，但存储能力有限。由于种种因素，目前已被Windows替代。v WindowsWindows是基于图形顾客界面的操作系统。因其生动、形象的顾客界面，十分简便的操作措施，吸引着成千上万的顾客，成为是目前装机普及率最高的一种操作系统。v UNIXUNIX长处是具有较好的可移植性，可运营于许多不同类型的计算机上，具有较好的可靠性和安全性，支持多伤、多解决、多顾客、网络管理和网络应用。缺陷是缺少统一的原则，应用程序不够丰富，并且不易学习，这些都限制了UNIX的普及应用。v LinuxLinux是一种源代码开放的操作系统。顾客可以通过Internet免费获取Linux及其生成工具的源代码，然后进行修改，建立一种自己的Lnux开发平台，开发Linux软件。目前重要流行的版本有：Red Hat Linun、Turbo Linux、S.u.S.E Linux等。国内自己开发的有：红旗Linux、蓝点Linux等。（2） 计算机语言 计算机语言，也称为程序设计语言，是人与计算机交流信息的一种语言。程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高档语言。 计算机机器语言 机器语言是用二进制代码表达的语言，是计算机唯一可以直接辨认和执行的语言。 机器语言程序具有计算机可以直接执行，简洁，运算速度快等长处。但是，用机器语言编写的程序，直观性差，非常容易出错，程序的检查和调试都比较困难。此外，多种计算机均有自己的机器指令系统，也就是说对机器的依赖性很强，顾客的程序难于互相交流。它只适合专业人员使用。 计算机汇编语言 汇编语言是指用能反映指令功能的助记符来替代难懂、难记的机器指令的语言。汇编语言的指令与机器语言指令基本上是一一相应的，只但是机器语言指令直接用二进制代码，而汇编语言指令是用助记符。汇编语言在编写、阅读和调度等方面比机器语言有了很大的进步，并且运营速度更快。但是，汇编语言仍然是一种面向机器的语言，它的助记符只是机器语言的符号化而已。因此，与机器语言相比，汇编语言除了较为直观、易理解和记忆外，通用性也不强，因此仍然属于低档语言。 计算机高档语言 为理解决机器语言和汇编语言的种种缺陷，人们又发明了许多计算机“高档语言”。这种计算机高档语言为顾客提供了一种既接近于自然语言，又可以使用数学算式表达措施，还相对独立于机器的工作方式，顾客就在这种方式下按照给定的规则编写自己的源程序。 例如，在 BASIC 语言中的语句 IF B*B-4*a*c=0 THEN PRINT (-B+SQR(B*B-4*A*C)/(2*A) 表达了要在鉴别式 0 时打印输出一元二次方程 ax 2 +bx+c=0 的一种实根。 目前，比较流行的计算机高档语言有： FORTRAN （ Formula Translator 公式翻译，用于科学与工程计算）； COBOL （ Common Business Orieted Language 数据解决语言，用于事务解决）； PASCAL （构造程序设计语言，用于教学、科学计算、数据解决等）； BASIC （小型会话式语言，简朴易学）； C （通用程序设计语言，适于编写系统软件）； PROLOG （一种逻辑程序设计语言，使用于人工智能领域）； 近几年来，随着面向对象和可视化技术的发展，浮现 C + ， Java 等面向对象程序设计语言和 Visual Basic ， Visual C + ， Delphi 等语言。 （3）解释、编译和连接程序对于用某种程序设计语言编写的程序，计算机不能直接执行，必须要通过翻译，把汇编语言或高档语言编写的程序（称为“源程序”）“翻译”成机器语言程序（称为“目的程序”）然后连接，计算机才干执行。这种翻译过程一般有两种方式解释方式和编译方式。解释方式: 解释途径是按照源程序中语句的执行顺序，逐句翻译并立即予以执行。即由事先放入计算机中的解释程序对高档语言源程序逐条语句翻译成机器指令，翻译一句执行一句，直到程序所有翻译执行完。这种方式较挥霍机器时间，但可少占计算机内存，并且使用比较灵活。 图高档语言的解释方式编译方式：先由翻译程序把顾客高档语言源程序整个地翻译成机器指令表达的目的程序，然后再执行这个目的程序，最后得到计算成果。这种实现途径可以划分为两个明显的阶段：前一阶段称为生成阶段；后一阶段称为运营阶段。图高档语言的编译方式（4） 数据库管理系统 数据库是存储在一起的互相有联系的数据的集合。它能为多种顾客、多种应用所共享，又具有最小的冗余度；数据之间联系密切，又与应用程序没有联系，具有较高的数据独立性。数据库管理系统就是对这样一种数据库中的数据进行管理、控制的软件。目前，被广泛使用的数据库管理系统有Visual FoxPro、Access、ORACLE、SYBASE、INFORMIX、SQL Server 等。2应用软件应用软件是指为理解决多种计算机应用中的实际问题而编制的程序，它涉及商品化的通用软件和实用软件，也涉及顾客自己编制的多种顾客程序。常用的应用软件有：（1）字解决软件字解决软件用来编辑各类文献，对文献进行排版、存储、传送、打印等。常用的字解决软件有：WPS、Word、WordPerfect、PageMakerr等。（2）电子表格软件电子表格软件是用计算机迅速、动态地对建立的表格进行各类记录、汇总，有的还提供丰富的函数和公式演算能力、灵活多样的绘制记录图表的能力、存取数据库中数据的能力等。常用的电子表格软件有：Multiplan、SuperCale、Excel、cced等。（3）计算机辅助设计软件在工程设计中计算机辅助设计已逐渐替代人工设计，极大地提高了设计的质量和效率，广泛应用于汽车、飞机、建筑、船舶、电子、服装等设计过程。常用的CAD软件有：AutoCAD、3DSMAX、PaintBrush等。（4）图形图像解决软件常用的图形图像解决软件有Adobe Photoshop 、CorelDraw 、3Dmax等。（5）多媒体创作软件此类软件可以用来制作课件、广告、影视、游戏以及创立虚拟现实等。计算机辅助教学是目前新兴的一种现代教育技术，它变化了老式的教育方式，可提高教育的效率和质量。常用的多媒体创作软件有：PowerPoint、ToolBook、Authorware、Director等。（6）网络通信软件网络通信软件的重要用途是沟通。常用的电子邮件软件有Outlook Express、Foxmail等。（7）网页制作软件常用的网站建设和网页设计软件有FrontPage、Dreamware、Flash等。（8）定制软件广大计算机工作者为某个特定项目或应用领域开发的软件叫定制软件。（三）计算机的工作原理1计算机的冯.诺依曼构造冯诺依曼，出名美籍匈牙利数学家，是计算机科学的创始人之一。从ENIAC到目前最先进的计算机都采用的是冯诺依曼体系构造。其基本设计思想就是存储程序和程序控制，具有如下特点：采用二进制形式表达数据和指令；采用存储程序方式；由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件构成计算机系统，并规定了这五部分的基本功能。存储程序的概念是将解题程序（连同必须的原始数据）预先存入存储器；程序控制是指控制器根据存储的程序控制全机自动、协调地完毕解题任务。2计算机的工作原理计算环节的程序和计算中需要的原始数据在控制命令的作用下，通过输入设备送入计算机的存储器。当计算开始的时候，在取指令的作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器向存储器和运算器发出取数命令和运算命令，运算器进行计算，然后控制器发出存数命令，计算成果寄存回存储器，最后在输出命令的作用下通过输出设备输出计算成果。图计算机的工作原理