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计算机应用根底计算机应用根底韦运玲韦运玲计算机应用专业计算机应用专业:650100第第1 1章章 计算机根底知识与根本操作计算机根底知识与根本操作 1.1 1.1 计算机开展概述计算机开展概述1.2 1.2 计算机系统的组成计算机系统的组成 1.3 1.3 微型计算机的系统组成与根本操作微型计算机的系统组成与根本操作1.4 1.4 计算机中的数制与编码计算机中的数制与编码1.5 1.5 计算机多媒体技术计算机多媒体技术1.6 1.6 信息高速公路与金字工程信息高速公路与金字工程1.7 1.7 计算机信息平安与病毒防治计算机信息平安与病毒防治1.1计算机开展概述计算机开展概述1.1.1计算机开展历程计算机开展历程1946年年2月月，人人类类历历史史上上第第一一台台电电子子数数字字计计算算机机ENIAC在在美美国国宾宾夕夕法法尼尼亚亚大大学学诞诞生生。在在同同年年，著著名名美美籍籍匈匈牙牙利利数数学学家家冯冯诺诺依依曼曼Neumann，Johnvon提提出出了了“存存储储程程序序和和“程程序序控控制制的的思思想想，这这一一卓卓越越的的思思想想为为电电子子计计算算机机的的逻辑结构设计奠定了根底，已成为计算机设计的根本原那么。逻辑结构设计奠定了根底，已成为计算机设计的根本原那么。1.冯冯诺依曼思想的核心要点是：诺依曼思想的核心要点是：1)计计算算机机的的根根本本结结构构应应由由五五大大部部件件组组成成：运运算算器器、控控制制器器、存储器、输入设备和输出设备。存储器、输入设备和输出设备。2)计算机中应采用二进制形式表示数据和指令。计算机中应采用二进制形式表示数据和指令。3)采用采用“存储程序和存储程序和“程序控制的工作方式。程序控制的工作方式。第一代计算机1946年1957年，采用电子管作为逻辑元件，因此称为电子管计算机。使用机器语言作为编程语言，应用范围主要是科学计算。其体积较大，运算速度较低，存储容量不大，而且价格昂贵，使用也不方便。第二代计算机1958年1964年，采用晶体管作为逻辑元件。开始使用汇编语言进行程序设计，应用范围扩展到数据处理和事务处理及工业控制。其运算速度比第一代计算机的速度提高了近百倍，体积为原来的几十分之一。2.计算机大致经历了四个阶段计算机大致经历了四个阶段第三代计算机1965年1970年，这一时期的主要特征是以中、小规模集成电路为电子器件，并且出现了操作系统，使计算机的功能越来越强，应用范围越来越广。它们不仅用于科学计算，还用于文字处理、企业管理、自动控制等领域，出现了计算机技术与通信技术相结合的信息管理系统，可用于生产管理、交通管理、情报检索等领域。第四代计算机1971年至今，采用大规模集成电路LSI和超大规模集成电路VLSI为主要电子器件制成的计算机。例如80386微处理器，在面积约为10mml0mm的单个芯片上，可以集成大约32万个晶体管，使计算机的体积大大缩小，出现了微型化的计算机。操作系统不断完善，出现了Windows操作系统，应用软件层出不穷，逐步形成软件产业。3.微型计算机大致经历了四个阶段：微型计算机大致经历了四个阶段：第第一一阶阶段段是是19711973年年，微微处处理理器器有有4004、4040、8008。1971年年Intel公司研制出公司研制出MCS4微型计算机微型计算机CPU为为4040，4位机。位机。第第二二阶阶段段是是19741977年年，微微型型计计算算机机的的开开展展和和改改进进阶阶段段。微微处处理理器有器有8080、8085、M6800、Z80。第第三三阶阶段段是是19781983年年，16位位微微型型计计算算机机的的开开展展阶阶段段，微微处处理理器器有有8086、8088、80186、80286、M68000、Z8000。微微型型计计算算机机代代表表产产品品是是 IBM-PC CPU为为 8086。本本 阶阶 段段 的的 顶顶 峰峰 产产 品品 是是 APPLE公公 司司 的的Macintosh(1984年年)和和IBM公司的公司的PCAT286(1986年年)微型计算机。微型计算机。第第四四阶阶段段是是从从1983年年开开始始为为32位位微微型型计计算算机机的的开开展展阶阶段段。微微处处理理器器相相继继推推出出80386、80486。1993年年，Intel公公司司推推出出了了Pentium或或称称P5中中文文译名为译名为“奔腾的微处理器，它具有奔腾的微处理器，它具有64位的内部数据通道。位的内部数据通道。由由此此可可见见，微微型型计计算算机机的的性性能能主主要要取取决决于于它它的的核核心心器器件件微微处处理理器器CPU的性能。的性能。1.1.2计算机的特点计算机的特点1运算速度快计算机的运算速度从每秒几十万次到上千亿次，是人工和传统运算工具所无法比较的，高速运算是计算机的一个根本特征。2精确度高它具有人类无能为力的高精度控制，计算机在进行数值运算时能够到达很高的精度，可以精确到十几位到几十位有效数字，计算机的高精确度使得它应用于航空航天、核物理等尖端科学领域。3具有很强的存储记忆功能在计算机中有容量很大的存储装置，它不仅可以长久性地存储大量的文字、图形、图像、声音等信息资料，还可以存储指挥计算机工作的程序，使得计算机具有了很强的记忆能力。4具有逻辑判断功能计算机内部是按照布尔代数进行运算的，布尔代数也就是逻辑代数，所以不仅可以进行加、减、乘、除等算术运算，也可进行与、或、非等逻辑运算。因此具有可靠的判断能力，5自动执行功能计算机在进行计算、事务管理中，人只需要事先将编好的应用程序输入计算机，发布执行指令，计算机就能自动按照程序规定的步骤完成预定的处理任务。1.1.3计算机的应用计算机的应用1.科学计算2.2信息处理3.3过程控制4.4计算机辅助功能5.5计算机与网络、多媒体技术1.1.4计算机的分类计算机的分类根据计算机规模和性能，可以将计算机分为以下几类：1巨型计算机巨型计算机运算速度在每秒亿次以上的计算机可称为巨型计算机。2.大型计算机大型计算机运算速度在每秒几千万次以上的计算机为大型计算机。3.中型计算机中型计算机运算速度在每秒百万次以上千万次以下的计算机为中型计算机，与大型计算机的区别不甚明显，通常用在国家重点科研机构、重点理工科院校。4.小型计算机小型计算机小型计算机的运算速度在每秒几百万次左右小型计算机的运算速度在每秒几百万次左右5微型计算机微型计算机微型计算机也称为个人计算机，简称微机、微型计算机也称为个人计算机，简称微机、PC机。机。随着计算机技术的开展，各类机器之间的差异越来越不明显。近随着计算机技术的开展，各类机器之间的差异越来越不明显。近几年的高档微机，其速度、性能甚至超过了前几年的小型计算机。几年的高档微机，其速度、性能甚至超过了前几年的小型计算机。6工作站工作站工作站实际上是一台高档微机。它的运算速度通常比微机快，配工作站实际上是一台高档微机。它的运算速度通常比微机快，配有大容量的存储器和大屏幕显示器，并有较强的网络通信功能。它有大容量的存储器和大屏幕显示器，并有较强的网络通信功能。它主要用在计算机图像处理和计算机辅助设计等专业领域。主要用在计算机图像处理和计算机辅助设计等专业领域。1.2计算机系统的组成计算机系统的组成1.2.1计算机硬件系统计算机硬件系统计算机硬件系统均由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大局部构成。他们之间的逻辑关系如以下图所示:下面分别简述这五大部件的根本功能：1.运算器又名“算术逻辑部件，简称“逻辑部件ALU(ArithmaticLogicUnit)。它是实现各种算术运算和逻辑运行的实际执行部件。算术运算是指各种数值运算；逻辑运算那么是指因果关系判断的非数值运算。运算器的核心部件就是加法器和高速存放器，前者用于实施运算，后者用于存放参加运算的各类数据和运算结果。2控制器控制器控制器是分析和执行指令的部件，也是统一指挥和控控制器是分析和执行指令的部件，也是统一指挥和控制计算机各部件按时序协调操作的部件。计算机之所以制计算机各部件按时序协调操作的部件。计算机之所以能自动、连续地工作就是依靠控制器的统一指挥。控制能自动、连续地工作就是依靠控制器的统一指挥。控制器通常是由一套复杂的电子电路组成，现在普遍采用超器通常是由一套复杂的电子电路组成，现在普遍采用超大规模的集成电路。大规模的集成电路。控制器与运算器都集成在一块超大规模的芯片中，形控制器与运算器都集成在一块超大规模的芯片中，形成整个计算机系统的核心，这就是我们常说的中央处理成整个计算机系统的核心，这就是我们常说的中央处理器器CPUCentralProcessingUnit。中央处理器是。中央处理器是计算机硬件的核心，是计算机的心脏。微型计算机的中计算机硬件的核心，是计算机的心脏。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。央处理器又称为微处理器。3存储器存储器一般是指内部存储器，或称一般是指内部存储器，或称“主存储器主存储器。内部存。内部存储器是计算机的记忆部件，用于存放正在运行的程序及储器是计算机的记忆部件，用于存放正在运行的程序及数据。内部存储器通常由许许多多的记忆单元组成，各数据。内部存储器通常由许许多多的记忆单元组成，各种数据存放在这一个个存储单元中，当需要存入或取出种数据存放在这一个个存储单元中，当需要存入或取出时，可通过该数据所在单元的地址对该数据进行访问。时，可通过该数据所在单元的地址对该数据进行访问。内部存储器按其存储信息的方式可以分为只读存储器内部存储器按其存储信息的方式可以分为只读存储器ROM(ReadOnlyMemory)、随机存储器、随机存储器RAM(RandomAccessMemory)和高速缓冲存储器和高速缓冲存储器Cache三种。三种。4输入设备输入设备输入设备是计算机用来接收外界信息的设备，人们利输入设备是计算机用来接收外界信息的设备，人们利用它送入程序、数据和各种信息。输入设备一般是由两用它送入程序、数据和各种信息。输入设备一般是由两局部组成，即：输入接口电路和输入装置。输入接口电局部组成，即：输入接口电路和输入装置。输入接口电路是输入设备中将输入装置路是输入设备中将输入装置(外设的一类外设的一类)与主机相连的与主机相连的部件，如键盘、鼠标接口，通常集成于计算机主板上。部件，如键盘、鼠标接口，通常集成于计算机主板上。也就是说输入装置一般必须通过输入接口电路挂接在计也就是说输入装置一般必须通过输入接口电路挂接在计算机上才能使用。最常见的输入设备当然就是键盘和鼠算机上才能使用。最常见的输入设备当然就是键盘和鼠标了，扫描仪也是输入设备，现在还有一种用于手写输标了，扫描仪也是输入设备，现在还有一种用于手写输入的手写光电笔也属于输入设备。入的手写光电笔也属于输入设备。5输出设备输出设备输出设备的功能与上面所介绍的输出设备的功能与上面所介绍的“输入设备相反，输入设备相反，它是将计算机处理后的信息或中间结果以某种人们可以识它是将计算机处理后的信息或中间结果以某种人们可以识别的形式表示出来。别的形式表示出来。输出设备与输入设备一样，也包括两个局部，即输出输出设备与输入设备一样，也包括两个局部，即输出接口电路和输出装置。输出接口电路是用来连接计算机系接口电路和输出装置。输出接口电路是用来连接计算机系统与外部输出设备的，如显卡是用来连接显示器这样一种统与外部输出设备的，如显卡是用来连接显示器这样一种输出设备的，声卡可以连接主机与音箱之类的输出设备；输出设备的，声卡可以连接主机与音箱之类的输出设备；打印机接口那么是用来连接打印机与主机系统的。输出装打印机接口那么是用来连接打印机与主机系统的。输出装置就是上面所说的显示器、音箱、打印机、绘图仪等。置就是上面所说的显示器、音箱、打印机、绘图仪等。1.2.2计算机软件系统计算机软件系统根本概念：根本概念：软件：由程序、数据和文档三局部内容组成。软件：由程序、数据和文档三局部内容组成。指指令令：是是计计算算机机能能够够识识别别和和执执行行的的一一些些根根本本操操作作。由由操操作作数数和和操操作作码码组组成。成。程序：是一系列有序指令的集合。程序：是一系列有序指令的集合。计计算算机机之之所所以以能能够够自自动动而而连连续续地地完完成成预预定定的的操操作作，就就是是运运行行特特定定程程序序的的结结果果。计计算算机机程程序序通通常常是是由由计计算算机机语语言言来来编编制制，编编制制程程序序的的工工作作称称为程序设计。为程序设计。数据：指各种信息集合，数值的与非数值的。数据：指各种信息集合，数值的与非数值的。文档：用自然语言汉语或英语对程序进行描述的文本称为文档。文档：用自然语言汉语或英语对程序进行描述的文本称为文档。计算机软件系统：计算机软件系统：1.系统软件系统软件是指管理、监控和维护计算机资源包括硬件和软件的是指管理、监控和维护计算机资源包括硬件和软件的软件。系统软件主要包括操作系统、各种语言处理程序、数软件。系统软件主要包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统、网络系统及效劳性程序。核心是：操作系统、据库管理系统、网络系统及效劳性程序。核心是：操作系统、语言处理程序和各种效劳性程序。语言处理程序和各种效劳性程序。(1)操作系统操作系统操作系统是管理、控制计算机的软、硬件和数据资源的操作系统是管理、控制计算机的软、硬件和数据资源的大型程序，是用户和计算机之间的接口，并提供了软件的开大型程序，是用户和计算机之间的接口，并提供了软件的开发和应用环境。发和应用环境。操作系统的分类方法很多，如：按计算机的机型可以分为大型机、中、小型机和微型机操作系统；按计算机用户数目的多少可以分为单用户和多用户操作系统；按照操作系统的功能特征来对操作系统进行分类，主要分为三类：批处理操作系统、实时操作系统和分时操作系统。随着计算机技术和计算机体系结构的开展，又出现了许多新型的操作系统，例如，微机操作系统、多处理机操作系统、网络操作系统以及分布式操作系统等。微机操作系统当前主流是Microsoft公司的DOS单用户单任务操作系统和Windows单用户多任务操作系统。(2)语言处理程序机器语言是用二进制代码编写，能够直接被机器识别的程序设计语言。它的优点是不需要翻译就能够被计算机识别，因而执行速度快。它的缺点是不易书写和阅读，直观性差全是0和1的数字，在使用时难记、易出错，且针对具体机型，局限性大。汇编语言是用能够反映指令功能的助记符来表示指令的程序设计语言，即符号化了的机器语言。汇编语言的优点是运算速度快，比机器语言易于书写和修改，主要的缺点是因为采用了大量的助记符，所以记忆和掌握起来仍然比较困难。高级语言是用不依赖于机器的指令形式表达操作意图的程序设计语言。高级语言的表示方式更接近于人类的自然语言。高级语言的特点是：相对于机器语言和汇编语言，运行速度较慢，但是它易于书写和修改，而且容易被人们掌握。人 们 常 用 的 高 级 语 言 有：BASIC语 言、FORTRAN、PASCAL语言、C语言等。由于计算机只能直接识别执行机器语言，因此对于汇编语言或是高级语言编写的程序，机器是不能立即执行的，需要经过语言处理程序翻译成计算机能够直接识别和执行的机器指令代码。把汇编语言编写的源程序翻译成机器代码的过程，称之为汇编，完成此项工作的软件称之为汇编程序。将高级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，然后计算机才能执行。这种翻译过程一般有两种方式：解释方式和编译方式。编译是先整段地将源程序翻译成目标程序，然后执行。(3)数据库管理系统在计算机应用中数据处理占据很大比例，对于大量的数据如何存储、利用和管理，如何使多个用户共享同一数据资源，是数据处理必须解决的问题，60年代末在美国诞生了第一个商品化的数据库系统。(4)网络系统软件计算机网络将分布在不同地理位置的多个独立计算机系统用通信线路连接起来，实现互相通信、资源共享。计算机网络的构成为：网络硬件、网络拓扑结构、传输控制协议以及网络软件。网络软件主要指的是网络操作系统。(5)其他系统软件系统软件中还包括一些效劳性程序，便于用户对计算机的使用和维护。2应用软件应用软件应用软件是为了解决用户的各种实际问题而编制或购应用软件是为了解决用户的各种实际问题而编制或购置的软件，因此应用软件都是针对某一特定的问题或某一置的软件，因此应用软件都是针对某一特定的问题或某一特定的需要。前面介绍的计算机在各个领域的应用，就是特定的需要。前面介绍的计算机在各个领域的应用，就是通过应用软件来实现的。通过应用软件来实现的。应用软件的丰富与否、质量好坏，都直接影响到计算机应用软件的丰富与否、质量好坏，都直接影响到计算机的应用范围与实际经济效益。的应用范围与实际经济效益。1.2.3计算机软、硬件系统的相互作用计算机软、硬件系统的相互作用计算机软、硬件系统不是独立发挥作用的，而是要相互结合才行。计算机硬件是根底，计算机硬件系统中许多硬件都需要有软件的支持才能正确发挥作用，这就是硬件的“驱动程序。所有软件都需先安装一个相应的操作系统软件后，其它软件才能进行安装，操作系统是整个计算机软件发挥作用的平台。应用软件的安装原那么上没有先后次序规定，但要注意的是它要与相应的操作系统和相应版本相一致，1.3.1微型计算机的系统组成微型计算机的系统组成微机的宏观结构1.3微型计算机的系统组成与根本操作微型计算机的系统组成与根本操作微机的微观(总线)结构1主机主机微机的主机箱内一般安装着系统主板包括CPU和内存等、外存软盘、硬盘和光盘、总线扩展槽、输入输出接口电路显示适配卡、打印适配卡、声音卡、视频卡和Modem卡等。(1)CPUCPU是硬件的核心，主要包括运算器和控制器。CPU芯片决定了计算机的档次。CPU的主要性能指标有两个：字长和主频。字长(位)：CPU进行运算和数据处理的最根本、最有效的信息位长度。字长越长，性能越强。PC机的字长，已由8088的准16位(运算用16位，IO用8位)开展到现在的32位、64位。主频(Mhz)：CPU工作的时钟频率。主频越高处理数据速度越快。2内存内存内存储器又称为主存储器，也简称主存。内存用于存放计算机当前正在运行的程序和数据，它可被CPU访问，直接与CPU交换信息。其特点是：读写速度快，但容量较小，价格也较高。内存储器目前大多采用半导体存储器，按功能分为RAMRandomAccessMemory，随机存储器和ROMreadonlyMemory，只读存储器两类。只读存储器：用于存放内容不变的信息，在机器出厂时就已装入。ROM的特点是其内容只能读出不能写入，断电后，ROM中的内容仍存在。一般固化在ROM中的是机器的自检程序、初始化程序、根本输入输出设备的驱动程序等。随随机机存存储储器器：用用于于存存放放正正在在使使用用的的程程序序和和数数据据。RAM的的特特点点是是其其中中存存入入的的内内容容可可随随时时读读出出写写入入，断断电电后后，RAM中中的的内内容容全全部部丧丧失失。计计算算机机中中直直接接与与CPU打打交交道道的的程程序序和和数数据据都都是是存存放放在在RAM中中，因因此此通通常常所所说说的的计计算算机机内内存存指指的的就就是是RAM。RAM又又分分为为动动态态随随机机存存取取存存储储器器DRAM和和静静态态随随机机存存取取存存储储器器SRAM两两类类。内内存存容容量量是是计计算算机机性性能能的的又又一一个个重重要要指指标标，内内存存越越大大，“记记忆忆能能力力越越强强，程程序序运运行行的的速速度度也也越越快快。RAM的的容容量量已已从从早早期期的的640KB，逐逐步步开开展展到到8MB、64MB，再再到到目目前前的的128MB、256MB。高高档档机机可可到到达达512MB，甚甚至至更大。更大。2外存外存外存储器又称为辅助存储器，也简称外存、辅存。用于存放暂时不用的程序和数据，它不能直接被CPU访问，但它可以与内存成批交换信息，即外存中的信息只有被调入内存才能被CPU访问。外存相对于内存而言，其特点是：存取速度较慢，但存储容量大，价格较低，信息不会因掉电而丧失。目前最常用的外存有软盘、硬盘和光盘。(1)软盘软盘软盘是由外表涂有一层磁性材料的塑料圆盘制成，使用时需要插入软盘驱动器。软盘有体积小，携带方便、价格廉价等优点，因而被广泛使用。软盘按直径的大小分为5.25英寸和3.5英寸简称5和3，按存储密度分为低密度和高密度，按存储面分为单面和双面。每张软盘的外表上包含许多同心圆，每一个同心圆称为一个磁道，磁道的编号从最外层以0开始第0道，依次为1、2、3每个磁道平均划分为假设干弧段，每个弧段称为一个扇区，每个扇区放512个字节。数据在磁盘上是按磁道和扇区来存放的。存储器可容纳的二进制信息量称为存储容量，存储容量的根本单位是字节Byte，常用的存储容量单位还有KB、MB、GB，它们之间的关系为：1Byte=8bit二进制位1KB=210B1MB=220B1GB=230B一张软盘的存储容量为：存储容量=面数磁道数扇区数每扇区字节数512存储容量=28018512=1440210B1.44220B1.44MB(2)硬盘硬盘硬盘是至今最重要的外存储器，它由一组同样大小、涂有磁性材料的铝合金圆盘片环绕一个共同的轴心组成。相对于软盘而言，硬盘具有磁盘容量大、存取速度快、可靠性高、每兆字节本钱低等优点。硬盘一般都封装在一个金属盒子里，固定在主机箱内，因而它不能像软盘那样随时放入和拿出，不便携带。同时硬盘内的洁净度要求非常高。采用了密封型空气循环方式和空气过滤装置，不得任意拆卸。硬盘在出厂后必须经过以下3步根本操作才能使用：第1步是对硬盘进行低级格式化；第2步是对硬盘进行分区；第3步对硬盘进行高级格式化。(3)光盘光盘光盘是近年来迅速开展的一种辅助存储器，可以存放各种文字、声音、图形、图像和动画等多媒体数字信息，而且具有价格廉价、体积小、容量大、易长期保存等优点，是多媒体技术获得迅速推广的重要因素之一。光盘系统由光盘盘片和光盘驱动器组成，如图1.8所示。光盘盘片由聚碳酸脂PC注塑而成，外表有无数个微小的凹坑，代表着所记录的信息，有关数据就记录存储在由内向外的带凹坑和非凹坑组成的螺旋型路径上。相邻路径间距离为1.5微米，密度很大，因此它具有极大的存储容量，一张CDROM光盘可以存储650MB的数据。光盘和光盘驱动器光盘盘片有3种类型：只读型光盘Compact DiskRead OnlyMemory，即CDROM、只写一次型光盘WriteOnce,ReadMany，缩写为WORM和可擦写型光盘Rewriteable。目前常用的光盘是CDROM，顾名思义，只能从这类光盘上读取信息，而不能改变其内容。目前市场上流行的激光唱片CDDigitalAndio，即CDDA、影碟VideoCD，即VCD、游戏盘、数据盘等均属CDROM。光盘驱动器读取光盘是根据激光束照射到带凹坑的光盘上，反射光的强弱不同而由光电检测电路读取光盘上的信息。光盘驱动器的数据传输速率随着多媒体技术的开展提高很快，从最早的单倍速传输速率为150KB/s，到2倍速、4倍速、6倍速、8倍速、10倍速、12倍速、18倍速，目前一般的标准配置为32倍速、40倍速。(4)可移动硬盘与可移动硬盘与U盘盘移动硬盘主要指采用计算机外设标准接USB/IEEE1394的硬盘，如图1.9所示。作为一种便携式的大容量存储系统，它有许多出色的特性：容量大，单位存储本钱低，速度快，兼容性好。USB硬盘还具有极高的平安性，一般采用玻璃盘片和巨阻磁头，并且在盘体上精密设计了专有的防震、防静电保护膜，提高了抗震能力、防尘能力和传输速度，不用担忧锐物、灰尘、高温或磁场等对USB硬盘造成伤害。U盘是一种基于USB接口的无需驱动器的微型高容量活动盘，可以简单方便地实现数据交换。U盘体积非常小，容量比软盘大很多目前一般为8MB512MB，最高达2GB，如图1.10所示。它不需要驱动器，无外接电源，使用简便，即插即用，带电插拔；存取速度快，约为软盘速度的15倍；可靠性好，可擦写达百万次，数据可保存10年以上；采用USB接口，并可带密码保护功能。(5)扩展槽和总线扩展槽和总线系统板上一般有58个扩展槽，用于插入各种接口板适配器。这些扩展槽与主板上的系统总线相连，任何接口板插入扩展槽后，就可通过系统总线与CPU连接。总线是一组连接CPU、内存储器和外部设备的公共信号线，用来沟通所有部件之间信息的流通。根据传输方式总线分为数据总线DB、地址总线AB和控制总线CB；按照体系结构总线又有ISA总线、MCA总线、EISA总线、VESAVL总线和PCI总线。(6)输入/输出接口输入/输出接口I/O是在微处理器与外部设备之间实现信息交换的电路，它们通过总线与CPU相连。3输入输入/输出设备输出设备(1)输入设备输入设备常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、音频输入设备、视频输入设备等。键盘键盘是最常用的输入设备，常用的键盘有101键、104键等，不同种类的键盘的键位分布根本一致，下面以标准104键键盘为例说明键盘的分区标准标准104键盘键盘打字键区主键盘区打字键区位于键盘的左下方，是键盘中最主要的区域，与普通英文打字机的键盘类似，其主要功能是输入文字和符号。包括英文字母、数字和符号以及局部。系统控制键及作用如下表所示：系统控制键的作用系统控制键的作用：制表键。每按一次，光标向右移动8个字符位置。在文字处理软件中每次移动的字符数可由用户规定。大小写转换大小写转换键。控制灯的发亮或熄灭，灯亮，表示大写状态，否则为小写状态。控制功能键。这个键须与其他键同时组合使用，才能完成某些特定功能。换档键（主键盘左右下方各一个，其功能一样）。主要用途：同时按下和具有上下档字符的键，上档符起作用；用于大小写字母输入：当处于大写状态，同时按下和字母键，输入小写字母；当处于小写状态，同时按下和字母键，输入大写字母。组合功能键。这个键须与其他键同时使用，才能完成某些特定功能。空格键（键盘下方最长的键）。按一下产生一个空格。或写为，退格键。删除光标所在位置左边的一个字符。或写为，回车键。结束一行输入，光标到下一行。功能键区功能键区功能键区位于键盘的最上面一排，它们的作用如下分别是表所示：用来中止某项操作。在有些编辑软件中，按一下此键，弹出系统菜单。在不同的应用软件中，能够完成不同的功能。例如，在Windows下，按键可以查看选定对象的帮助信息，按键可以激活菜单栏等。用于对屏幕进行硬拷贝，即打印屏幕键。在WindoWs中，按+组合键可以将当前的活动窗口复制到剪贴板中。滚屏幕状态和自锁状态。暂停键。当屏幕在滚动显示某些信息时按下此键，可以暂停显示，直到按下任意键盘为止。如果同时按下和键，通常可以终止当前程序的运行。编辑键区光标控制键区编辑键区光标控制键区编辑键区位于主键盘区与数字小键盘区的中间，用于光标定位和编编辑键区位于主键盘区与数字小键盘区的中间，用于光标定位和编辑操作。辑操作。光标右移一个字符光标左移一个字符光标上移一行光标下移一行光标移到行首光标移到行尾光标移到上一页光标移到下一页插入/改写状态转换删除光标所在的字符数字小键盘区辅助键区数字小键盘区辅助键区数字小键盘区在键盘的右部，由数字、符号、数字锁定键以及键组成。在每一个数字键上，都标有一个光标控制符。当按下数字锁定键后使指示灯亮，按数字键表示输入数字。再次按下数字锁定键后使指示灯灭，数字键用于移动光标。鼠标鼠标器简称鼠标，如下图,是一种手持式的输入设备，用来控制显示屏幕上光标移动位置和选择、移动显示屏幕上的内容。按工作原理鼠标可分为：机械式和光电式。按工作原理鼠标可分为：机械式和光电式。机机械械式式：鼠鼠标标下下面面有有一一个个可可以以滚滚动动的的小小球球，当当鼠鼠标标在在平平面面上上移移动动时时，小小球球与与平平面面摩摩擦擦转转动动，带带动动鼠鼠标标内内的的两两个个光光盘盘转转动动，产产生生脉脉冲冲，测测出出X-Y方方向向的的相相对对位位移移量量，从从而而可可反反映映出出屏屏幕幕上上鼠鼠标标的的位位置置。机机械械式式鼠鼠标标价价格廉价，故障率较高，需要经常清洗。格廉价，故障率较高，需要经常清洗。光光电电式式：鼠鼠标标下下面面有有一一个个光光电电转转换换装装置置，需需要要一一块块专专用用取取信信号号的的垫垫板板配配合合使使用用。鼠鼠标标在在板板上上移移动动，鼠鼠标标下下的的光光电电转转换换装装置置根根据据从从垫垫板板上上所所取信号来确定光标位置。光电式鼠标故障较少，但价格较贵。取信号来确定光标位置。光电式鼠标故障较少，但价格较贵。鼠鼠标标的的按按键键一一般般采采用用2键键左左、右右或或3键键左左、中中、右右。各各个个按按键键所所起起的的作作用用完完全全依依赖赖于于用用户户所所用用的的软软件件，在在不不同同的的软软件件环环境境下下，相相同同的的按按键键可可能能会会产产生生不不同同的的效效果果，在在Windows等等图图形形用用户户界界面面中中最最常常使使用用的的是是左左按按键键，一一般般用用来来作作“选选择择用用。操操作作的的时时候候，先先移移动动鼠鼠标标使使光光标标指向所要选择的内容，按下左键，然后再放开即可。指向所要选择的内容，按下左键，然后再放开即可。扫描仪扫描仪是图片输入的主要设备，把一幅画或一张照片转换成数字信号存储在计算机内，然后利用有关的软件编辑、显示或打印计算机内的图形。扫描仪的主要技术指标有：分辨率DPI，即每英寸扫描所得到的像素点数、灰度值或颜色数、幅面A4，A3，A2等和扫描速度。音频输入设备音频输入设备主要由话筒和音频卡俗称声卡组成，音频卡可采集声音，然后将模拟信号数字化、压缩、存储，并提供各种音乐设备收录机、摄影机、CD、合成器等的数字接口。视频输入设备视频输入设备主要由视频设备如数码相机、摄影机、录放像机、影碟机、电视机等和视频卡组成，视频卡可将视频模拟信号进行捕获、编号、压缩、解压等数字化处理，转换成数字信号。2输出设备输出设备显示器显示器是计算机系统最常用的输出设备。由监视器和显示控制适配器两局部组成，显示控制适配器又称为适配器或显示卡，不同类型的监视器应配备相应的显示卡。目前广泛使用的监视器是阴极射线管CRT监视器和液晶LCD监视器。后者主要用于笔记本电脑。显示器的尺寸有：12、14、15、17、20英寸等多种规格，显示器的色彩有单色和彩色两种，显示器的显示方式有字符和图形两种。显示器最重要的性能指标是分辨率，分辨率是在屏幕上横向和纵向像素的个数，例如某显示器的分辨率为1024768，表示该显示器在水平方向能显示1024个点，在垂直方向能显示768个点，整屏能显示1024768个点，分辨率越高，图像越清晰。打印机打印机打印机分为击打式和非击打式两大类。击打式打印机主要有针式打印机又称点阵打印机，非击打式以喷墨打印机和激光打印机为代表。点阵针击打印机主要由走纸机构、打印头和色带等组成。打印头通常由24根针组成，通过这些针击打有颜色的带子在纸上便印出字符。点阵针击打印机价格廉价，但噪声大、字迹质量不高、针头易损坏。喷墨打印机价格廉价、体积小、低噪声、打印质量高，但对纸张要求高、墨水的消耗量大，适于家庭购置。激光打印机是激光技术和电子照相技术的复合产物。它将计算机输出信号转换成静电磁信号，磁信号使磁粉吸附在纸上形成有色字符。激光打印机打印质量高，字符光滑美观，打印速度快，打印噪音小，但是价格稍高一些。绘图仪绘图仪绘图仪是一种输出图形的硬拷贝设备。绘图仪在绘图软件的支持下可绘制出复杂、精确的图形，是各种计算机辅助设计不可缺少的工具。1.3.2微型计算机的根本操作微型计算机的根本操作1.启动计算机启动计算机微型计算机在操作系统微型计算机在操作系统Windows控制下有三种启动的方式：控制下有三种启动的方式：冷启动冷启动指接通计算机电源的启动过程称为冷启动。指接通计算机电源的启动过程称为冷启动。开机顺序：先外设，后主机开机顺序：先外设，后主机启启动动过过程程：主主机机接接通通电电源源后后，系系统统进进入入ROMBIOS的的自自检检检检查查系系统统的的主主板板、内内存存、键键盘盘、软软硬硬驱驱动动器器等等设设备备情情况况，程序显示相应的提示信息。接至进入程序显示相应的提示信息。接至进入Windows桌面。桌面。热启动热启动在在机机器器出出现现某某种种故故障障(死死机机、花花屏屏、其其他他异异常常情情况况)。热热启启动动方方法法是是：同同时时按按下下Ctrl+Alt+Del三三键键，计计算算机机将将重新引导操作系统。重新引导操作系统。复位启动复位启动Reset在在机机器器出出现现某某种种故故障障(死死机机、花花屏屏、其其他他异异常常情情况况)。复复位位启启动动方方法法：直直接接按按主主机机上上的的复复位位按按钮钮，计计算算机机将将重新引导操作系统。重新引导操作系统。2.关闭计算机关闭计算机单击“开始“关闭计算机U，翻开其对话框。在对话框中单击“关闭U选项。计算机那么自动关闭之,主机电源自动关闭。最后再关闭所有外部设备。3.微机键盘的根本使用微机键盘的根本使用:键盘指法分工如以下图键盘指法分工如以下图4.鼠标的根本操作鼠标的根本操作l单击：把鼠标指针移到目标位置，快速按一下鼠标左键，称为单击。l双击：连续快速地按两下鼠标左键，称为双击。l三击：连续快速地按三下鼠标左键，称为三击，但三击操作用的不多。l拖动：当按住鼠标左键移动鼠标时，称为拖动鼠标。l拖放：从屏幕的一个位置开始拖动鼠标，到屏幕的另一位置放开鼠标左键，整个过程称为拖放鼠标。有一种带滚轮的鼠标称为3D鼠标，滚轮的一般作用是使屏幕上的内容迅速上下移动。在有些软件中，滚轮还有更多的用处，其功能依不同的软件而定。1.3.3微型计算机的主要性能指标与根本配置微型计算机的主要性能指标与根本配置1微型计算机的主要性能指标微型计算机的主要性能指标(1)字长字长是指计算机能直接处理的二进制信息的位数。字长越长，可以表示的有效位数就越多，运算精确度越高，处理速度越快。(2)主频主频是指计算机的时钟频率，它是CPU在单位时间秒内平均要“动作的次数。由于CPU和计算机内部的逻辑电路均以时钟脉冲作为同步信号触发电子器件工作，所以主频在很大程度上决定了计算机的工作速度。主频以MHz或GHz为单位。主频越高，微机的运算速度就越快。(3)运算速度运算速度一般用每秒能执行多少条指令来表示，主频越高，速度越快。但主频并不是决定运算速度的惟一因素。常 用 来 标 识 计 算 机 运 算 速 度 的 单 位 是 MIPS MillonInstructionsPerSecond，每秒106条指令和BIPSBillionInstructionsPerSecond，每秒109条指令。(4)内存容量内存容量是指随机存储器RAM存储容量的大小，它决定了可运行程序的大小和程序运行的效率。随着各种应用软件对内存要求的不断提高，特别是操作系统的不断升级，要求配置的内存容量越大越好。(5)外设配置外部设备外设是指计算机输入/输出设备以及外存，如键盘、显示器CRT、打印机、磁盘驱动器等。有些外设本钱甚至高于主机，通常应配备较大容量的软、硬盘，特别是硬盘，容量一般应选60GB以上为宜。与此同时，光盘驱动器已必不可少，如果主机配上声卡和光盘驱动器，再购置两个音箱，就可将一般微机升档为多媒体微机。(6)软件配置软件配置包括操作系统、计算机语言、数据库管理系统、通信网络软件、字处理软件及其他应用软件等。只有选定好的软件才能最大限度发挥硬件的性能和潜力。由于微软Microsoft公司的杰出工作，开发出大量应用软件，才使微机得以广泛普及应用。2微型计算机的根本配置微型计算机的根本配置1硬件系统硬件系统中央处理器中央处理器CPU：可选：可选Pentium500以上。以上。内存：至少内存：至少128MB以上，最好以上，最好256MB以上。以上。I/O设备：输入设备键盘和鼠标，输出设备显示器、打印机等。设备：输入设备键盘和鼠标，输出设备显示器、打印机等。硬盘：至少硬盘：至少40GB以上。以上。其其他他：软软盘盘驱驱动动器器一一个个1.44M的的软软驱驱、光光盘盘驱驱动动器器40倍倍速速的的CD-ROM、多多媒媒体体配配件件声声卡卡、音音箱箱、视视频频捕捕获获卡卡、通通信信设设备备调调制制解调器、网卡等。解调器、网卡等。2软件系统软件系统系统软件：系统软件：Windows98、Windows2000或或WindowsXP操作系统等。操作系统等。应应用用软软件件：MicrosoftOffice2000/2003,WPS2000,数数据据库库管管理理系系统统FoxPro、VisualFoxPro等。等。1.4计算机中的数制与编码计算机中的数制与编码1.4.1数制及其转换数制及其转换1.进位计数制进位计数制1计数符号与基数计数符号与基数每一种进制都有固定数目的计数符号，基数是指某计数制中数字符号的个每一种进制都有固定数目的计数符号，基数是指某计数制中数字符号的个数，进位规那么是指何时向高一位进位。数，进位规那么是指何时向高一位进位。十进制数：有十进制数：有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9共共10个数字符号，基数是个数字符号，基数是十，进位规那么是逢十进一。十，进位规那么是逢十进一。二进制：有二进制：有0和和1共共2个数字符号，基数是二，进位规那么是逢二进一。个数字符号，基数是二，进位规那么是逢二进一。八进制：有八进制：有0、1、2、3、4、5、6、7共共8个数字符号，基数是八，个数字符号，基数是八，进位进位规那么是逢八进一。规那么是逢八进一。十六进制：有十六进制：有09，A，B，C，D，E，F共共16个数字符号，基数是十六，个数字符号，基数是十六，进位规那么是逢十六进一。进位规那么是逢十六进一。2 2位权位权 处处在在不不同同位位上上的的数数字字所所代代表表的的值值不不同同，一一个个数数字字在在某某个个固固定定位位置置上所代表的值是固定的，这个固定位上的值称为位权或权值。上所代表的值是固定的，这个固定位上的值称为位权或权值。位位权权与与基基数数的的关关系系是是：各各进进位位制制中中位位权权的的值值恰恰巧巧是是基基数数的的假假设设干干次次幂幂。因因此此，任任何何一一种种数数制制表表示示的的数数都都可可以以写写成成按按位位权权展展开开的的多多项项式式之和。之和。例如，以下数制的位权展开式：例如，以下数制的位权展开式：(56789)10=5104+6103+7102+8101+9100(56789)10=5104+6103+7102+8101+9100(1011.11)2=123+022+121+120+12-1+12-2(1011.11)2=123+022+121+120+12-1+12-2(FDE.5)16=15162+13161+14160+516-1(FDE.5)16=15162+13161+14160+516-1 任任意意进进制制数数用用R R表表示示从从小小数数点点以以左左，每每一一位位对对应应的的权权值值分分别别为为 R0R0、R1 R1、R2R2、R3R3、R4R4、；以以小小数数点点以以右右，每每一一位位对对应应的的权权值值分分别别为为 R R1 1、R R2 2、R R3 3、。(3)(3)数制的表示方法数制的表示方法 为为了了区区别别各各种种计计数数制制的的数数，通通常常采采用用在在括括号号外外面面加加下下标标的的方方法法或或在在数字后面加写相应的英文字母的方法来加以区分。数字后面加写相应的英文字母的方法来加以区分。二二进进制制数数：用用B BBinaryBinary表表示示。如如二二进进制制数数11011101可可写写成成1101B1101B或或(1101)2(1101)2八进制数：用八进制数：用O OOctalOctal表示。如八进制数表示。如八进制数675675可写成可写成675O675O或或(675)8(675)8十进制数：用十进制数：用D DDecimalDecimal表示。如十进制数表示。如十进制数291291可写成可写成291D291D或或(291)10(291)10十十六六进进制制数数：用用H HHexadecimalHexadecimal表表示示。如如十十六六进进制制数数FDE8FDE8可可写写成成FDE8HFDE8H或或FDE8)16FDE8)162.不同数制的相互转换不同数制的相互转换(1)(1)非十进制转换成十进制非十进制转换成十进制 将将非非十十进进制制数数按按“权权展展开开成成多多项项式式求求和和，整整数数和和小小数同时进行，即得相应结果。数同时进行，即得相应结果。如如二二进进制制转转换换成成十十进进制制，将将二二进进制制数数按按权权展展开开，注注意意权权是是2 2的的幂幂，最最后后求求和和，就就得得到到了了十十进进制制数数；八八进进制制转转换换为为十十进进制制，将将八八进进制制数数按按权权展展开开，注注意意权权是是8 8的的幂幂，最最后后求求和和；十十六六进进制制转转换换为为十十进进制制，将将十十六六进进制制数数按按权权展展开开，注注意意权权是是1616的的幂幂，最最后后求求和和，依依次次类类推推，这这样样总总能能将将任任意意进进制制的的数转换为十进制数。数转换为十进制数。【例1.1】将二进制数(11011.101)2、八进制数(26.2)8和六进制数(34DE.FC)16分别转换成十进制数。(11011.101)2=124+123+022+121+120+12-1 +02-2+12-3=(27.625)10(26.2)8=281+680+28-1=(22.25)10(34DE.F(C)16=3163+4162+13161+14160 +1516-1+1216-2=(13534.9849)102 2十进制转换成非十进制十进制转换成非十进制 将将十十进进制制数数转转换换为为其其他他进进制制数数时时，整整数数局局部部和和小小数数局部需分别转换，然后合并。局部需分别转换，然后合并。整数转换：用整数转换：用“除除R R取余法。取余法。注注：R R表表示示转转换换结结果果为为R R进进制制的的数数如如将将十十进进制制数数转转换换为为二二进进制制数数R R就就为为2 2，转转换换为为八八进进制制数数R R就就为为8 8，转转换换为为十十六六进制数进制数R R就为就为1616。小数转换：用小数转换：用“乘乘R R取整法。取整法。注注意意：这这种种方方法法可可能能产产生生取取不不完完的的情情况况，也也就就是是说说一一个个十十进进制制数数可可能能无无法法精精确确地地转转换换成成R R进进制制数数，这这就就是是“存存储储误差，可根据要求保存假设干位。误差，可根据要求保存假设干位。【例1.2】将(91.453)10转换成二进制数取4位小数。得(91.453)10=(1011011.0111)23 3非非十十进进制制转转换换为为非非十十进进制制二二、八八、十十六六进进制制之之间间的相互转换的相互转换 因因为为23=823=8，24=16 24=16，所所以以3 3位位二二进进制制数数对对应应1 1位位八八进进制制数数，4 4位位二二进进制制数数对对应应1 1位位十十六六进进制制数数。将将任任意意二二进进制制数数转转换换为为八八、十十六六进进制制数数时时，需需以以小小数数点点为为中中心心分分别别向向两两边边进进行行分分组组，转转换换成成八八进进制制数数，每每3 3位位为为一一组组，转转换换成成十十六六进进制制数数，每每4 4位位为为一一组组，缺缺乏乏位位数数补补0 0，这这样样就就将将一一个个二二进进制制数数转转换换成成了了八八或或十十六六进进制制数数；将将八八、十十六六进进制制数数转转换换为为二二进进制制数数时时，过过程程正正好好相相反反，将将每每1 1位位八八进进制制数数表表示示为为3 3位位二二进进制制数数或或每每1 1位位十十六六进进制制数数表表示示为为4 4位位二二进制数即转换成了二进制数。进制数即转换成了二进制数。【例1.3】将二进制数2分别转换为八、十六进制数。2=(011,101,011,100.110,100)2=(3534.64)82=(0111,0101,1100.1101)2=(75C.(D)16【例 1.4】将 八 进 制 数 (732.54)8，十 六 进 制 数(D397A.BC)16转换为二进制数。(732.54)8=(111011010.1011)2(D397A.BC)1621.4.2计算机中数据的表示和存储方式计算机中数据的表示和存储方式1数据的表示数据的表示 通常数学中在一个数字的前面加上符号“+或“-来表示这个数是正数还是负数。而在计算机中“+或“-计算机无法识别，解决的方法只能用数字化信息来表示数的正、负，规定将数的最高位设置为符号位，用“0代表正号，用“1代表负号。在计算机内部，数字和符号都是用二进制编码表示的，两者合在一起构成数的机内表示形式，称为机器数，而把原来的数称为机器数的真值。1 1 机器数机器数 在在计计算算机机中中，通通常常用用假假设设干干个个二二进进制制位位表表示示一一个个数数或或一一条条指指令令，把把它它们们作作为为一一个个整整体体来来处处理理、存存储储和和传传送送。这这种种作作为为一一个个整整体体来来处处理理的的二二进进制制位位串串，称称为为计计算算机机字字，表表示示数数据据的的字字称称为为数数据据字字，表表示示指令的字称为指令字。指令的字称为指令字。计计算算机机是是以以字字为为单单位位进进行行处处理理、存存储储和和传传送送的的，所所以以运运算算器器中中的的加加法法器器、累累加加器器以以及及存存放放器器，都都选选择择与与字字长长相相同同位位数数。字字长长一一定定，那那么么计计算算机机数数据据字字所所能能表表示示的的数数的的范范围围也也就就确确定定了了。例例如如使使用用8 8位位字字长长计计算算机机，它它可可表表示示无无符符号号整整数数的的最最大大值值是是(255)10(255)10=(11111111)2(11111111)2。运运算算时时，假假设设数数值值超超出出机机器器数数所所能能表表示示的的范范围围，就就会会停停止止运运算算和处理，这种现象称为溢出。和处理，这种现象称为溢出。2 2 定点数和浮点数定点数和浮点数 计计算算机机中中运运算算的的数数，有有整整数数，也也有有小小数数，如如何何确确定定小小数数点点的的位位置置呢呢？通通常常有有两两种种约约定定：一一种种是是规规定定小小数数点点的的位位置置固固定定不不变变，这这时时机机器器数数称称为为定定点点数数。另另一一种种是是小小数点的位置可以浮动的，这时的机器数称为浮点数。数点的位置可以浮动的，这时的机器数称为浮点数。3 3 原码、反码和补码原码、反码和补码 计计算算机机对对有有符符号号的的数数有有三三种种表表示示方方法法：原原码码、反反码码和和补码。对正数这三种码的形式都相同。补码。对正数这三种码的形式都相同。原码 用符号位来表示一个数的正负，数值局部按二进制数表示。【例1.5】X1=+1011010 X1原=01011010 X2=-1011010 X2原=11011010 X3=+0.101 X3原=0.101 X4=-0.101 X4原=1.101 符号位用“0表示正号，用“1表示负号。反码 正数的反码和原码一样。负数的反码符号位为“1，数值局部的数码与原码中的数码相反，即“0变为“1，“1变为“0。【例1.6】X1=+1001010 X1原=01001010 X1反=01001010 X2=-1001010 X2原=11001010 X2反=10110101 补码 正数的补码与原码相同，负数的补码就是它的反码在末位加“1。+6410的补码 01000000-6410的补码 11000000 总之，正数的原码、反码、补码都相同，就是它的原码；负数的原码符号位取1，其余不变；负数的反码符号位取1，其余局部求反；负数的补码就是它的反码在末位加“1。【例1.7】二进制数 原码 反码 补码+1011010 01011010 01011010 01011010-1011010 11011010 10100101 10100110 2数据的存储数据的存储(1)位Bit 每一个能代表0和1的电子线路称为一个二进制位，是数据的最小单位。(2
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