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计算机导论计算机导论(2014)(2014)第第3 3章章 计算机基础知识计算机基础知识3.1 3.1 计算机的基本组成及工作原理计算机的基本组成及工作原理3.2 3.2 计算机硬件子系统计算机硬件子系统3.3 3.3 计算机软件子系统计算机软件子系统3.4 3.4 数据表示数据表示3.5 3.5 数据存储数据存储3.6 3.6 多媒体技术基础多媒体技术基础第3章 计算机基础知识 3.1 计算机的基本组成及工作原理 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.1 3.1 计算机的基本组成及工作原理计算机的基本组成及工作原理计算机的基本组成计算机的基本组成/硬件逻辑图硬件逻辑图结结果果程程序序数数据据输入设备输入设备输出设备输出设备运算器运算器存储器存储器控制器控制器3.1 计算机的基本组成及工作原理计算机的基本组成/硬件逻辑 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.1 3.1 计算机的基本组成及工作原理计算机的基本组成及工作原理计算机的工作原理计算机的工作原理运算器运算器：完成算术运算和逻辑运算。：完成算术运算和逻辑运算。存储器存储器：存放数据和程序。：存放数据和程序。控制器控制器：控制计算机各部分协调工作。：控制计算机各部分协调工作。输入设备输入设备：将数据和程序输入计算机。：将数据和程序输入计算机。输出设备输出设备：将运算结果输出。：将运算结果输出。3.1 计算机的基本组成及工作原理计算机的工作原理 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2 3.2 计算机硬件子系统计算机硬件子系统中央处理器中央处理器内存储器内存储器外存储器外存储器输入设备输入设备输出设备输出设备主板主板总线总线 3.2 计算机硬件子系统中央处理器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.1 3.2.1 中央处理器中央处理器基本组成基本组成运算器运算器控制器控制器寄存器寄存器芯片化的芯片化的CPUCPU称为微处理器称为微处理器3.2.1 中央处理器基本组成 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.1 3.2.1 中央处理器中央处理器主要性能指标主要性能指标兼容性：运行在旧款兼容性：运行在旧款CPU上的程序不用修改，就能直接在上的程序不用修改，就能直接在新款的新款的CPU上运行，称为上运行，称为向下兼容向下兼容。字长：字长：CPU一次能够处理的数据的二进制位数，一次能够处理的数据的二进制位数，字长越长，字长越长，运算速度就越快运算速度就越快。主频：主频是指主频：主频是指CPU的时钟频率，它决定了的时钟频率，它决定了CPU每秒钟可每秒钟可以有多少个指令周期，可以执行多少条指令。以有多少个指令周期，可以执行多少条指令。主频越高，主频越高，CPU的运算速度也就越快的运算速度也就越快。3.2.1 中央处理器主要性能指标 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.2 3.2.2 内存储器内存储器主要特点主要特点断电后存储的断电后存储的数据丢失数据丢失。用于用于存放要执行的程序存放要执行的程序和相应的数据。和相应的数据。常用的内存种类常用的内存种类随机存储器（随机存储器（RAM）只读存储器（只读存储器（ROM）高速缓存（高速缓存（Cache）存储容量表示存储容量表示1ZB=1024EB1ZB=1024EB，1EB=1024PB1EB=1024PB，1PB=1024TB1PB=1024TB，1TB=1024GB1TB=1024GB 1GB=1024MB 1GB=1024MB，1MB=1024KB1MB=1024KB，1KB=1024B1KB=1024B3.2.2 内存储器 主要特点 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.2 3.2.2 内存储器内存储器随机存储器随机存储器静态随机存储器（静态随机存储器（StaticRAM，SRAM）在通电情况下，在通电情况下，SRAM中存储的数据不会丢失，所以中存储的数据不会丢失，所以不需定时刷新，不需定时刷新，存取速度快存取速度快。其不足是集成度较低、。其不足是集成度较低、体积比较大、体积比较大、成本比较高成本比较高，主要用于要求速度快、但，主要用于要求速度快、但容量较小的高速缓存。容量较小的高速缓存。3.2.2 内存储器 随机存储器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.2 3.2.2 内存储器内存储器随机存储器随机存储器动态随机存储器（动态随机存储器（DynamicRAM，DRAM）DRAM存储单元需要定时刷新，否则存储的数据就会丢失，存储单元需要定时刷新，否则存储的数据就会丢失，存取速度比较慢存取速度比较慢，但集成度高、体积小、，但集成度高、体积小、成本低成本低。常用的是同步动态随机存储器常用的是同步动态随机存储器（Synchronous DRAM，SDRAM）单倍数据速率单倍数据速率SDRAM（SDR-SDRAM）双倍数据速率双倍数据速率SDRAM（DDR-SDRAM）四倍数据速率四倍数据速率SDRAM（QDR-SDRAM）3.2.2 内存储器 随机存储器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.2 3.2.2 内存储器内存储器只读存储器只读存储器可编程只读存储器可编程只读存储器（ProgrammableROM，PROM）可擦可编程只读存储器可擦可编程只读存储器（ErasableProgrammableROM，EPROM）电可擦可编程只读存储器电可擦可编程只读存储器（ElectricallyErasableProgrammableROM，EEPROM）快闪存储器快闪存储器3.2.2 内存储器 只读存储器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.2 3.2.2 内存储器内存储器高速缓存高速缓存存储容量不大，存取速度很快存储容量不大，存取速度很快直接集成在直接集成在CPU内部内部用于存放部分正在运行的程序和数据用于存放部分正在运行的程序和数据由静态存储器构成由静态存储器构成3.2.2 内存储器 高速缓存 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器主要特点主要特点断电后存储的断电后存储的数据不丢失数据不丢失。作为内存的后援设备，存放暂时不执行而将来要执行的作为内存的后援设备，存放暂时不执行而将来要执行的程序和相应的数据。程序和相应的数据。常用的外存种类常用的外存种类软盘（软盘（FloppyDisk）硬盘（硬盘（HardDisk）固态硬盘（固态硬盘（SolidStateDisk）光盘（光盘（CompactDisc）U盘（盘（USB接口盘）接口盘）3.2.3 外存储器 主要特点 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器软盘软盘内部是一种表面涂覆一层均匀磁性材料的软质圆形盘片。内部是一种表面涂覆一层均匀磁性材料的软质圆形盘片。存储的数据是按一系列同心圆记录在其表面上的。存储的数据是按一系列同心圆记录在其表面上的。软盘的存储容量计算公式：软盘的存储容量计算公式：盘面数盘面数每面磁道数每面磁道数每磁道扇区数每磁道扇区数每扇区字节数每扇区字节数软盘的使用要有软盘驱动器的配合。软盘的使用要有软盘驱动器的配合。3.2.3 外存储器 软盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器硬盘硬盘一个硬盘可以有多张一个硬盘可以有多张硬质镀磁盘片硬质镀磁盘片。硬盘的存储容量计算公式：硬盘的存储容量计算公式：磁头数磁头数柱面数柱面数每磁道扇区数每磁道扇区数每扇区字节数每扇区字节数硬盘与硬盘驱动器是封装在一起的。硬盘与硬盘驱动器是封装在一起的。巨磁阻效应巨磁阻效应的发现催生了大容量的小体积硬盘。的发现催生了大容量的小体积硬盘。3.2.3 外存储器 硬盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器巨磁阻效应巨磁阻效应非常弱小的磁性变化就能导致磁性材料发生非常显著的电阻变化。非常弱小的磁性变化就能导致磁性材料发生非常显著的电阻变化。法国科学家阿尔贝法国科学家阿尔贝费尔和德国科学家彼得费尔和德国科学家彼得格林贝格尔分别独格林贝格尔分别独立发现此现象，二人共同荣获立发现此现象，二人共同荣获2007年度诺贝尔物理学奖。年度诺贝尔物理学奖。硬盘要向小体积高密度方向发展，势必要求磁盘上每一个被划硬盘要向小体积高密度方向发展，势必要求磁盘上每一个被划分出来的独立区域越来越小，这就导致了每个独立区域所能记分出来的独立区域越来越小，这就导致了每个独立区域所能记录的磁信号也越来越弱。借助录的磁信号也越来越弱。借助巨磁阻效应巨磁阻效应，人们能够制造出更，人们能够制造出更加灵敏的数据读写头，将越来越弱的磁信号读出后因为电阻的加灵敏的数据读写头，将越来越弱的磁信号读出后因为电阻的巨大变化而转换成为明显的电流变化，使得大容量的小硬盘成巨大变化而转换成为明显的电流变化，使得大容量的小硬盘成为可能。为可能。3.2.3 外存储器 巨磁阻效应 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器固态硬盘固态硬盘用用固态电子存储芯片固态电子存储芯片阵列制成。存储介质分为两种，一种是采阵列制成。存储介质分为两种，一种是采用闪存作为存储介质，另外一种是采用动态随机存取存储器作用闪存作为存储介质，另外一种是采用动态随机存取存储器作为存储介质。为存储介质。基于闪存的固态硬盘是目前的主流产品，其内部主体是一块印基于闪存的固态硬盘是目前的主流产品，其内部主体是一块印刷电路板（刷电路板（PCB），），PCB上最主要的部件是上最主要的部件是控制芯片控制芯片、缓存芯缓存芯片片和和闪存芯片阵列闪存芯片阵列。控制芯片的主要作用是合理调配数据在各个闪存芯片上的存储及控制芯片的主要作用是合理调配数据在各个闪存芯片上的存储及对外接口。对外接口。缓存芯片辅助控制芯片进行数据处理。缓存芯片辅助控制芯片进行数据处理。闪存芯片阵列用于存储数据。闪存芯片阵列用于存储数据。3.2.3 外存储器 固态硬盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器固态硬盘固态硬盘固态硬盘的接口规范、功能及使用方法与普通硬盘相同，在产固态硬盘的接口规范、功能及使用方法与普通硬盘相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致品外形和尺寸上也与普通硬盘一致。相对于普通硬盘，固态硬盘的优点是相对于普通硬盘，固态硬盘的优点是读写速度快读写速度快、防震动抗摔、防震动抗摔碰性能好、无噪音、更轻便，缺点是价格比较高、擦写次数有碰性能好、无噪音、更轻便，缺点是价格比较高、擦写次数有限制、硬盘损坏后数据难以恢复。限制、硬盘损坏后数据难以恢复。3.2.3 外存储器 固态硬盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 存储器存储器光盘光盘：根据激光照射后反射的不同表示不同信息。根据激光照射后反射的不同表示不同信息。CD（CompactDisc）。）。CD-ROM（CD-ReadOnlyMemory，只读光盘）。，只读光盘）。CD-R（CD-Recordable，一次写入型光盘）。，一次写入型光盘）。CD-RW（CD-ReWriteable，可重复写光盘）。，可重复写光盘）。VCD（VideoCD）：可存储）：可存储70分钟的分钟的MPEG-1影视节目。影视节目。3.2.3 存储器 光盘：根据激光照射后反射的不同表示不同信 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器光盘光盘：根据激光照射后反射的不同表示不同信息。根据激光照射后反射的不同表示不同信息。DVD（DigitalVersatileDisk，数字通用光盘）。，数字通用光盘）。DVD-Video：用于观看电影和其他可视娱乐节目。用于观看电影和其他可视娱乐节目。DVD-ROM：用于存储数据。：用于存储数据。DVD-R：可供用户写入一次数据。：可供用户写入一次数据。DVD-RAM：能随机存取并可以重写：能随机存取并可以重写100000次。次。DVD-RW：能顺序存取并可以重写：能顺序存取并可以重写1000次。次。DVDAudio：用于存储高质量音质的音频数据。：用于存储高质量音质的音频数据。光盘的使用要有光盘驱动器的配合。光盘的使用要有光盘驱动器的配合。3.2.3 外存储器 光盘：根据激光照射后反射的不同表示不同 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器U U盘盘/优盘优盘通过通过USBUSB接口接口与计算机相连，传输速度快与计算机相连，传输速度快/使用方便使用方便/支持支持热插拔热插拔/连接灵活。连接灵活。是一种基于闪存技术的移动存储设备，用是一种基于闪存技术的移动存储设备，用FlashEPROM芯片来存储数据芯片来存储数据。广泛应用于广泛应用于MP3/MP4/数码相机数码相机/数码摄像机数码摄像机/手机手机/个人数个人数字助理的各种闪存卡都是基于闪存技术的存储设备。字助理的各种闪存卡都是基于闪存技术的存储设备。3.2.3 外存储器 U盘/优盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.3 3.2.3 外存储器外存储器存储器的层次结构存储器的层次结构存储器的指标主要有存储器的指标主要有存取速度存取速度、存储容量存储容量和和单位价格单位价格。存取速度快、单位价格高的存储器容量少一些。存取速度快、单位价格高的存储器容量少一些。存取速度慢、单位价格低的存储器容量多一些。存取速度慢、单位价格低的存储器容量多一些。存储容量从小到大形成如下层次：存储容量从小到大形成如下层次：寄存器。寄存器。高速缓存。高速缓存。主存储器主存储器/内存。内存。辅助存储器辅助存储器/外存。外存。3.2.3 外存储器 存储器的层次结构 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.4 3.2.4 输入设备输入设备键盘键盘鼠标鼠标扫描仪扫描仪跟踪球跟踪球 触摸屏触摸屏3.2.4 输入设备 键盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.4 3.2.4 输入设备输入设备键盘键盘最常用的输入设备。通过键盘，可以向计算机输入数据，最常用的输入设备。通过键盘，可以向计算机输入数据，也可以输入命令控制计算机的运行。也可以输入命令控制计算机的运行。在在DOS作为主流操作系统的时代，作为主流操作系统的时代，83键的键盘为主流产键的键盘为主流产品。品。Windows取代取代DOS成为主流操作系统后，成为主流操作系统后，8383键键盘键键盘被被101键和键和104104键键盘键键盘取代。取代。在在104键键盘之后出现的是新兴键键盘之后出现的是新兴多媒体键盘多媒体键盘，对于收发电，对于收发电子邮件、打开浏览器和启动多媒体播放器等都只需要按子邮件、打开浏览器和启动多媒体播放器等都只需要按一个特殊按键即可，使微型机的操作进一步简化。一个特殊按键即可，使微型机的操作进一步简化。3.2.4 输入设备 键盘 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.4 3.2.4 输入设备输入设备鼠标鼠标鼠标的使用给人们鼠标的使用给人们操作各种图形界面软件操作各种图形界面软件带来了极大的方便，带来了极大的方便，省却了记忆各种操作命令的烦扰。省却了记忆各种操作命令的烦扰。鼠标的发明人是美国人鼠标的发明人是美国人恩格尔巴特恩格尔巴特，因此发明获得，因此发明获得1992年度的年度的IEEE-CS计算机先驱奖和计算机先驱奖和1997年度的年度的ACM图灵奖。图灵奖。目前常用的目前常用的光电式鼠标光电式鼠标的内部有红外光发射和接收装置，它利的内部有红外光发射和接收装置，它利用光的反射来确定鼠标的移动，是目前常用的一种鼠标。用光的反射来确定鼠标的移动，是目前常用的一种鼠标。鼠标上一般有两个按键，左键用作确定操作，右键用作弹出菜鼠标上一般有两个按键，左键用作确定操作，右键用作弹出菜单等特殊功能。单等特殊功能。滚轮鼠标滚轮鼠标是在原有两键鼠标的基础上增加了一个滚轮键，手指是在原有两键鼠标的基础上增加了一个滚轮键，手指轻轻滑动滚轮就可以使页面上下翻动，对于翻页比较多的操作轻轻滑动滚轮就可以使页面上下翻动，对于翻页比较多的操作非常有效。非常有效。3.2.4 输入设备 鼠标 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.4 3.2.4 输入设备输入设备扫描仪扫描仪是是一一种种将将图图像像信信息息输输入入计计算算机机的的输输入入设设备备，它它将将大大面面积积的的图图像像分分割割成成条条或或块块，逐逐条条或或逐逐块块依依次次扫扫描描，利利用用光光电电转转换换元元件件转转换换成数字信号并输入计算机。成数字信号并输入计算机。利用扫描仪可以输入图像和图片，也可以输入文字。利用扫描仪可以输入图像和图片，也可以输入文字。跟踪球跟踪球看看上上去去像像一一个个倒倒置置的的鼠鼠标标，功功能能类类似似于于鼠鼠标标。跟跟踪踪球球常常被被附附加加在或内置于键盘上，特别是笔记本键盘上。在或内置于键盘上，特别是笔记本键盘上。优优点点是是它它比比鼠鼠标标需需要要的的桌桌面面空空间间要要小小，用用手手指指触触摸摸跟跟踪踪球球就就可可完成相应的鼠标操作。完成相应的鼠标操作。3.2.4 输入设备 扫描仪 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.4 3.2.4 输入设备输入设备触摸屏触摸屏是是一一种种用用手手指指或或笔笔触触及及屏屏幕幕上上所所显显示示的的选选项项来来完完成成指指定定操操作作的的人机交互式输入设备。人机交互式输入设备。由由三三个个部部分分组组成成，一一是是传传感感器器，把把手手指指或或笔笔触触及及的的地地方方检检测测出出来来；二二是是控控制制卡卡，触触及及信信号号经经过过模模数数转转换换器器形形成成位位置置数数据据，经接口送入计算机；经接口送入计算机；三是三是驱动程序驱动程序，即相应的管理软件。，即相应的管理软件。触触摸摸屏屏是是平平板板计计算算机机的的主主要要输输入入设设备备，触触摸摸屏屏还还广广泛泛应应用用于于手手机、自动售票、交通信息查询、旅游景点介绍等设备上。机、自动售票、交通信息查询、旅游景点介绍等设备上。3.2.4 输入设备 触摸屏 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备显示器显示器打印机打印机3D3D打印机打印机绘图仪绘图仪 3.2.5 输出设备显示器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备显示器显示器：用来显示字符与图形图像信息用来显示字符与图形图像信息。CRT（CathodeRayTube，CRT）显示器。）显示器。液晶显示器（液晶显示器（LiquidCrystalDisplay，LCD）。）。3.2.5 输出设备显示器：用来显示字符与图形图像信息。计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备CRTCRT显示器显示器 是是一一种种使使用用阴阴极极射射线线管管（CRT）的的显显示示器器，其其基基本本原原理理是是使使用用电电子子枪枪发发射射高高速速电电子子，经经过过垂垂直直和和水水平平的的偏偏转转线线圈圈控控制制高高速速电电子子的的偏偏转转角角度度，最最后后高高速速电电子子击击打打屏屏幕幕上上的的荧荧光光物物质质使使其其发发光光，通通过过电电压压来来调调节节电电子子束束的的功功率率，就就会会在在屏屏幕幕上上形形成成明明暗暗不不同同的的光点以显示各种图形和文字。光点以显示各种图形和文字。彩彩色色屏屏幕幕上上的的每每一一个个像像素素点点都都由由红红、绿绿、蓝蓝三三种种涂涂料料组组合合而而成成，由由三三束束电电子子束束分分别别激激活活这这三三种种颜颜色色的的荧荧光光涂涂料料，以以不不同同强强度度的的电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色。电子束调节三种颜色的明暗程度就可得到所需的颜色。3.2.5 输出设备CRT显示器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备液晶显示器液晶显示器 在在两两片片平平行行的的玻玻璃璃当当中中放放置置液液态态的的晶晶体体，两两片片玻玻璃璃中中间间有有许许多多垂垂直直和和水水平平的的细细小小电电线线，透透过过通通电电与与否否来来控控制制杆杆状状水水晶晶分分子子改改变变方方向向，将光线折射出来产生画面。将光线折射出来产生画面。相相对对于于CRT显显示示器器，液液晶晶显显示示器器具具有有体体积积小小、重重量量轻轻、省省电电、无无闪闪烁和不产生辐射等优点。烁和不产生辐射等优点。显显示示器器要要通通过过显显示示适适配配器器（显显卡卡）才才能能与与主主机机相相连连，显显示适配器是连接微处理器与显示器的接口电路。示适配器是连接微处理器与显示器的接口电路。3.2.5 输出设备液晶显示器 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备打印机打印机：用于将计算机运行结果打印在纸上用于将计算机运行结果打印在纸上。针式打印机针式打印机激光打印机激光打印机喷墨打印机喷墨打印机3.2.5 输出设备打印机：用于将计算机运行结果打印在纸上 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备针式打印机针式打印机打打印印头头上上有有若若干干根根打打印印针针，打打印印时时相相应应的的打打印印针针撞撞击击色色带来完成打印工作，常用的是带来完成打印工作，常用的是24针打印机。针打印机。优优点点是是价价格格低低，打打印印成成本本低低；缺缺点点是是打打印印速速度度慢慢，打打印印质量低，噪音大。质量低，噪音大。基基本本上上已已被被激激光光打打印印机机取取代代，在在银银行行、超超市市和和邮邮局局等等需需要多联票据打印的地方还在使用。要多联票据打印的地方还在使用。3.2.5 输出设备针式打印机 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备喷墨打印机喷墨打印机打打印印头头上上有有许许多多小小喷喷嘴嘴，使使用用液液体体墨墨水水，精精细细的的小小喷喷嘴嘴将将墨墨水水喷喷到到纸纸面面上上来来产产生生字字符符或或图图像像等等要要打印的内容。打印的内容。优优点点是是价价格格便便宜宜，打打印印精精度度较较高高，噪噪音音低低；缺缺点点是墨水消耗量大，打印速度慢。是墨水消耗量大，打印速度慢。3.2.5 输出设备喷墨打印机 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备激光打印机激光打印机采采用用激激光光和和电电子子放放电电技技术术，通通过过静静电电潜潜像像，再再用用碳碳粉粉使使潜潜像像变变成成粉粉像像，加加热热后后碳碳粉粉固固定定，最最后后印印出内容。出内容。优优点点是是打打印印精精度度高高，噪噪音音低低，打打印印速速度度快快；缺缺点点是对打印纸的要求较高。是对打印纸的要求较高。3.2.5 输出设备激光打印机 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备3D3D打印机打印机3D打印其实是一种打印其实是一种快速成形技术快速成形技术，以数字模型文件为基础，运，以数字模型文件为基础，运用粉末状塑料、树脂、陶瓷、金属等可粘合材料，通过逐层打用粉末状塑料、树脂、陶瓷、金属等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体。印的方式来构造物体。两种主要的打印方式两种主要的打印方式每一层的打印过程分为两步，首先在需要成形的区域喷洒每一层的打印过程分为两步，首先在需要成形的区域喷洒一层一层液态粘合剂液态粘合剂，然后喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到粘，然后喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到粘合剂会迅速固化粘结，这样在一层液态粘合剂一层粉末的合剂会迅速固化粘结，这样在一层液态粘合剂一层粉末的交替下，实物被逐渐打印成形。交替下，实物被逐渐打印成形。采用基于采用基于激光烧结技术激光烧结技术的打印方式：按形状先喷洒一层粉的打印方式：按形状先喷洒一层粉末，然后通过激光高温烧结后，再喷洒一层粉末，再通过末，然后通过激光高温烧结后，再喷洒一层粉末，再通过激光高温烧结，层层累加，打印出实物。激光高温烧结，层层累加，打印出实物。3.2.5 输出设备3D打印机 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备3D3D打印机打印机基于基于3D打印技术，完成打印技术，完成3D打印工作的设备称为打印工作的设备称为3D3D打印机打印机。从长远来看，从长远来看，3D打印将会冲击基于车床、钻头、冲压机、制模打印将会冲击基于车床、钻头、冲压机、制模机等工具的机等工具的传统制造业传统制造业，但从目前看，由于受到打印但从目前看，由于受到打印材料、打印性能、打印成本材料、打印性能、打印成本和打印速度等因素的制约，和打印速度等因素的制约，主要还是用于产品模型、设主要还是用于产品模型、设计样品、玩具、装饰品等的计样品、玩具、装饰品等的打印。打印。3.2.5 输出设备3D打印机 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.5 3.2.5 输出设备输出设备绘图仪绘图仪：用于在纸张用于在纸张/薄膜薄膜/胶片上绘出图形胶片上绘出图形/图像的设备。图像的设备。滚筒式绘图仪滚筒式绘图仪平台式绘图仪平台式绘图仪3.2.5 输出设备绘图仪：用于在纸张/薄膜/胶片上绘出图形 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.6 3.2.6 主板主板主要功能主要功能 提供插接各种功能卡的插槽提供插接各种功能卡的插槽为各种常用外部设备提供通用接口为各种常用外部设备提供通用接口3.2.6 主板主要功能 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.6 3.2.6 主板主板主要组成部分主要组成部分 芯片芯片芯片组芯片组RAID控制芯片控制芯片BIOS芯片芯片CMOS芯片芯片扩展槽扩展槽内存插槽内存插槽AGP插槽插槽PCIExpress插槽插槽PCI插槽插槽3.2.6 主板主要组成部分 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.6 3.2.6 主板主板主要组成部分主要组成部分对外接口对外接口 硬盘接口：连接硬盘，分为硬盘接口：连接硬盘，分为IDE接口和接口和SATA接口。接口。软驱接口：连接软盘驱动器。软驱接口：连接软盘驱动器。COM接口（串口）：连接串口鼠标和外置接口（串口）：连接串口鼠标和外置Modem等。等。PS/2接口：用于连接接口：用于连接PS/2接口的键盘和鼠标。接口的键盘和鼠标。USB接口：连接键盘、鼠标、打印机等设备。接口：连接键盘、鼠标、打印机等设备。LPT接口（并口）：连接打印机或扫描仪。接口（并口）：连接打印机或扫描仪。MIDI接口：连接各种接口：连接各种MIDI设备。设备。3.2.6 主板主要组成部分 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.7 3.2.7 总线总线主要作用主要作用多个功能部件共享的信息传输线多个功能部件共享的信息传输线称为总线。称为总线。采用总线结构便于部件和设备的扩充，使用统一的总线采用总线结构便于部件和设备的扩充，使用统一的总线标准，不同设备间互连将更容易实现。标准，不同设备间互连将更容易实现。总线分类总线分类数据总线数据总线地址总线地址总线控制总线控制总线3.2.7 总线主要作用 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.2.7 3.2.7 总线总线总线标准总线标准ISA总线总线EISA总线总线VESA总线总线PCI总线总线3.2.7 总线总线标准 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.3 3.3 计算机软件子系统计算机软件子系统系统软件系统软件操作系统操作系统语言翻译程序语言翻译程序数据库管理系统数据库管理系统软件开发环境软件开发环境3.3 计算机软件子系统系统软件 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.3 3.3 计算机软件子系统计算机软件子系统应用软件应用软件办公软件办公软件辅助设计软件辅助设计软件图像处理软件图像处理软件网页制作软件网页制作软件网络通信软件网络通信软件工具软件工具软件实际应用软件实际应用软件3.3 计算机软件子系统应用软件 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4 3.4 数据表示数据表示计算机中的数制计算机中的数制数值型数据的表示数值型数据的表示字符型数据的编码表示字符型数据的编码表示汉字的编码表示汉字的编码表示3.4 数据表示计算机中的数制 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.1 3.4.1 计算机中的数制计算机中的数制不同数制的表示不同数制的表示在计算机内部用在计算机内部用二进制二进制形式表示和存储数据。形式表示和存储数据。人们习惯于用十进制记数。人们习惯于用十进制记数。为了书写简单方便也使用八进制和十六进制。为了书写简单方便也使用八进制和十六进制。不同进制所用不同进制所用数码数码：二进制：二进制：01八进制：八进制：01234567十进制：十进制：0123456789十六进制：十六进制：0123456789ABCDEF3.4.1 计算机中的数制不同数制的表示 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.1 3.4.1 计算机中的数制计算机中的数制不同数制的表示不同数制的表示加加后缀后缀或或角标角标的形式区别不同进制数据：的形式区别不同进制数据：B表示二进制数表示二进制数O或或Q表示八进制数表示八进制数D表示十进制数（表示十进制数（D可省略）可省略）H表示十六进制数表示十六进制数3.4.1 计算机中的数制不同数制的表示 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.1 3.4.1 计算机中的数制计算机中的数制二进制转换成其他进制二进制转换成其他进制二进制数转换成十进制数，二进制数转换成十进制数，按权展开相加按权展开相加即可。即可。二进制数转换成八进制数时，以小数点为界，分别向左二进制数转换成八进制数时，以小数点为界，分别向左向右分成向右分成3 3位一组位一组，不够，不够3位补位补0，分完组后对应成八进制，分完组后对应成八进制数即可。数即可。二进制数转换成十六进制数时，以小数点为界，分别向二进制数转换成十六进制数时，以小数点为界，分别向左向右分成左向右分成4 4位一组位一组，不够，不够4位补位补0，分完组后对应成十六，分完组后对应成十六进制数即可。进制数即可。3.4.1 计算机中的数制二进制转换成其他进制 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.1 3.4.1 计算机中的数制计算机中的数制二进制转换成其他进制示例二进制转换成其他进制示例 (1011001.10111)2=126+124+123+120+12-1+12-3+12-4+12-5=64+16+8+1+0.5+0.125+0.0625+0.03125=(89.71875)10(1011001.10111)2=(001011001.101110)2=(131.56)8(1011001.10111)2=(01011001.10111000)2=(59.B8)163.4.1 计算机中的数制二进制转换成其他进制示例 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.1 3.4.1 计算机中的数制计算机中的数制其他进制转换成二进制其他进制转换成二进制十进制数转换成二进制数，先把十进制数分解成若干个十进制数转换成二进制数，先把十进制数分解成若干个数相加，数相加，每个数都是每个数都是2 2的若干次幂的若干次幂，然后对应成二进制数。，然后对应成二进制数。八进制数转换成二进制数时，每一个八进制位展开成八进制数转换成二进制数时，每一个八进制位展开成3 3个个二进制位二进制位即可。即可。十六进制数转换成二进制数时，每一个十六进制位展开十六进制数转换成二进制数时，每一个十六进制位展开成成4 4个二进制位个二进制位即可。即可。3.4.1 计算机中的数制其他进制转换成二进制 计算机导论计算机导论(2014)(2014)2.4.1 2.4.1 数据表示数据表示其他进制转换成二进制示例其他进制转换成二进制示例 (98.75)10=64+32+2+0.5+0.25=(1100010.11)2(276.15)8=(010111110.001101)2=(10111110.001101)2(3AC.1E)16=(001110101100.00011110)2=(1110101100.0001111)22.4.1 数据表示其他进制转换成二进制示例 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.2 3.4.2 数值型数据的表示数值型数据的表示无符号数据的表示无符号数据的表示按一定规则把无符号数转换成二进制形式在计算机内部按一定规则把无符号数转换成二进制形式在计算机内部表示和存储。表示和存储。带符号数据的表示带符号数据的表示带符号数中的正负号也以二进制数字表示带符号数中的正负号也以二进制数字表示。需要考虑的因素需要考虑的因素机器数的范围机器数的范围。机器数的符号机器数的符号。机器数中小数点的位置机器数中小数点的位置。3.4.2 数值型数据的表示无符号数据的表示 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.2 3.4.2 数值型数据的表示数值型数据的表示机器数的范围机器数的范围机器数的表示范围由机器数的表示范围由CPU中的寄存器决定。中的寄存器决定。对于无符号数，对于无符号数，8位寄存器的表示范围是位寄存器的表示范围是0255，16位寄存器的表示范围是位寄存器的表示范围是065535。对于带符号数，对于带符号数，8位寄存器的表示范围是位寄存器的表示范围是-128+127，16位寄存器的表示范围是位寄存器的表示范围是-32768+32767。3.4.2 数值型数据的表示机器数的范围 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.2 3.4.2 数值型数据的表示数值型数据的表示机器数的符号机器数的符号在计算机内部，任何数据（符号）都只能用二进制的两在计算机内部，任何数据（符号）都只能用二进制的两个数码个数码0和和1来表示。来表示。带符号数的表示，除了用带符号数的表示，除了用0和和1的组合来表示数值的绝对的组合来表示数值的绝对值大小外，其正负号也必须用值大小外，其正负号也必须用0和和1来表示。来表示。最高位为符号位，并最高位为符号位，并用用0 0 表示正表示正，用用1 1 表示负表示负。有原码有原码/反码反码/补码等表示形式。补码等表示形式。3.4.2 数值型数据的表示机器数的符号 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.2 3.4.2 数值型数据的表示数值型数据的表示机器数机器数示例示例无符号十进制数无符号十进制数57的机器数表示。的机器数表示。57的二进制形式为的二进制形式为111001。+57原原=00111001（正数的原码最高位为（正数的原码最高位为0，数值位补足，数值位补足7位）位）-57原原=10111001（负数的原码最高位为（负数的原码最高位为1，数值位补足，数值位补足7位）位）+57反反=00111001（正数的反码与其原码相同）（正数的反码与其原码相同）-57反反=11000110（负数的反码，符号位不变，数值位为原码数值位取反）（负数的反码，符号位不变，数值位为原码数值位取反）+57补补=00111001（正数的补码与其原码相同）（正数的补码与其原码相同）-57补补=11000111（负数的补码在其反码的末位加（负数的补码在其反码的末位加1）3.4.2 数值型数据的表示机器数示例 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.2 3.4.2 数值型数据的表示数值型数据的表示机器数中小数点的位置机器数中小数点的位置定点数（定点整数定点数（定点整数/定点小数）定点小数）浮点数浮点数0000000110000011hh数值部分符号位小数点位置11010000000000 00 hh数值部分符号位小数点位置3.4.2 数值型数据的表示机器数中小数点的位置000000 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.3 3.4.3 字符型数据的编码表示字符型数据的编码表示基本含义基本含义对于字符型数据，没有相应的转换规则可以使用。需要对于字符型数据，没有相应的转换规则可以使用。需要人们规定出每个字符对应的二进制编码形式。人们规定出每个字符对应的二进制编码形式。常用的字符型数据编码常用的字符型数据编码ASCIIASCII码码（美国标准信息交换码的简称）（美国标准信息交换码的简称）使用一个字节表示一个使用一个字节表示一个ASCII码字符。码字符。主要用于小型机和微型机。主要用于小型机和微型机。EBCDICEBCDIC码码（扩展（扩展BCD码）码）BCD码又称码又称二二十进制编码十进制编码，用二进制编码形式表示十进制数。，用二进制编码形式表示十进制数。在在BCD码的基础上，又增加了一些符号和英文字母的表示。码的基础上，又增加了一些符号和英文字母的表示。主要用于超级计算机和大型计算机。主要用于超级计算机和大型计算机。3.4.3 字符型数据的编码表示基本含义 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.4 3.4.4 汉字的编码表示汉字的编码表示与汉字处理有关的几种编码与汉字处理有关的几种编码汉字输入码汉字输入码数字码数字码：国标区位码。：国标区位码。拼音码拼音码：全拼输入法：全拼输入法/搜狗拼音输入法搜狗拼音输入法/智能智能ABC输入法。输入法。字形码字形码：五笔字型编码。：五笔字型编码。汉字国标码汉字国标码GB23121980：每个汉字符号占：每个汉字符号占2个字节，定义了个字节，定义了6763个个常用汉字和常用汉字和682个图形符号。个图形符号。GB180302000：收录：收录27000多个汉字。多个汉字。GB180302005：收录：收录70000多个汉字。多个汉字。3.4.4 汉字的编码表示与汉字处理有关的几种编码 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.4.4 3.4.4 汉字的编码表示汉字的编码表示与汉字处理有关的几种编码与汉字处理有关的几种编码汉字机内码：计算机汉字机内码：计算机内部存储和处理内部存储和处理汉字时所用的编码，要求汉字时所用的编码，要求它与它与ASCII码兼容但又不能相同，以便实现汉字和英文的混合码兼容但又不能相同，以便实现汉字和英文的混合存储与处理存储与处理。汉字字形码：当需要汉字字形码：当需要显示或打印显示或打印这些汉字时，必须通过字形码这些汉字时，必须通过字形码将其转换为人能看懂且能表示为各种字型字体的图形格式，然将其转换为人能看懂且能表示为各种字型字体的图形格式，然后通过输出设备输出。后通过输出设备输出。3.4.4 汉字的编码表示与汉字处理有关的几种编码 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.5 3.5 数据存储数据存储以文件形式存储数据以文件形式存储数据文件就是存放在计算机外存上的相关数据的集合。文件就是存放在计算机外存上的相关数据的集合。文件命名文件命名文件名格式：文件名格式：.扩展名扩展名 主文件名由用户根据文件内容命名，应做到见名知义。主文件名由用户根据文件内容命名，应做到见名知义。扩展名代表文件属于哪一类。扩展名代表文件属于哪一类。按层次组织文件按层次组织文件逐层建立文件夹，并把不同文件放入不同的文件夹。逐层建立文件夹，并把不同文件放入不同的文件夹。提高文件管理效率和存储空间利用率。提高文件管理效率和存储空间利用率。3.5 数据存储以文件形式存储数据 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.5 3.5 数据存储数据存储按层次组织文件示例按层次组织文件示例逐层建立文件夹，并把不同文件放入不同的文件夹。逐层建立文件夹，并把不同文件放入不同的文件夹。3.5 数据存储按层次组织文件示例 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.5 3.5 多媒体技术基础多媒体技术基础多媒体概述多媒体概述多媒体领域的关键技术多媒体领域的关键技术多媒体技术的应用多媒体技术的应用3.5 多媒体技术基础多媒体概述 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.6.1 3.6.1 多媒体概述多媒体概述多媒体概念多媒体概念媒体是指信息的载体。媒体是指信息的载体。多媒体技术多媒体技术就是指利用计算机技术综合处理文本、图形、就是指利用计算机技术综合处理文本、图形、动画、图像、音频和视频等信息的技术。动画、图像、音频和视频等信息的技术。多媒体的种类多媒体的种类文本和超文本：纯文本文件文本和超文本：纯文本文件/WORD文档文档/HTML文件文件图形：图形：3DS格式格式/DXF格式格式图像：图像：BMP格式格式/JPG格式格式GIF/格式格式视频：视频：AVI格式格式/MPG格式格式/ASF格式格式/RMVB格式格式动画：动画：FCL-FLC格式格式/MPG格式格式/AVI格式格式/GIF格式格式/RMVB格式格式音频：音频：WAV格式格式/MID格式格式/MP3格式格式/WMA格式格式 3.6.1 多媒体概述多媒体概念 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.6.2 3.6.2 多媒体领域的关键技术多媒体领域的关键技术多媒体数据压缩技术多媒体数据压缩技术压缩算法：无损压缩压缩算法：无损压缩/有损压缩。有损压缩。压缩标准：压缩标准：JPEG/MPEG/H.261。多媒体数据管理技术多媒体数据管理技术多媒体网络技术多媒体网络技术光纤分布式数据接口光纤分布式数据接口（FiberDistributedDataInterface，FDDI）。）。异步传输模式异步传输模式（AsynchronousTransferMode，ATM）。）。快速以太网快速以太网。3.6.2 多媒体领域的关键技术多媒体数据压缩技术 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.6.3 3.6.3 多媒体技术的应用多媒体技术的应用多媒体信息管理系统多媒体信息管理系统多媒体通信多媒体通信虚拟现实虚拟现实多媒体制作多媒体制作字处理软件：字处理软件：Word/WPS。图形制作软件：图形制作软件：AdobeIllustrator/AutoCAD/CorelDRAW。图像制作软件：图像制作软件：Photoshop/Fireworks/PhotoStudio。视频制作软件：视频制作软件：Premiere/PersonalAVIEditor/VideoStudio。音频制作软件：音频制作软件：SoundForge/CoolEdit/GoldWave。动画制作软件：动画制作软件：ImageReady/Animator/3DSMAX。多媒体素材合成软件：多媒体素材合成软件：Autoware/Director/Dreamweaver/Flash。3.6.3 多媒体技术的应用多媒体信息管理系统 计算机导论计算机导论(2014)(2014)3.7 3.7 本章小结本章小结计算机系统由硬件和软件两大部分组成计算机系统由硬件和软件两大部分组成硬件包括硬件包括中央处理器、存储器、输入设备和输出设备中央处理器、存储器、输入设备和输出设备。中央处理器包括寄存器、运算器和控制器。中央处理器包括寄存器、运算器和控制器。存储器包括内存和外存。存储器包括内存和外存。软件包括软件包括系统软件和应用软件系统软件和应用软件。系统软件包括操作系统、语言编译程序、数据库管理系统等。系统软件包括操作系统、语言编译程序、数据库管理系统等。应用软件包括通用软件和专用软件。应用软件包括通用软件和专用软件。计算机能够处理多种媒体信息计算机能够处理多种媒体信息所有信息在计算机内部都是以所有信息在计算机内部都是以二进制数据形式二进制数据形式存在的。存在的。数据以各种格式的文件存储，按层次组织文件。数据以各种格式的文件存储，按层次组织文件。3.7 本章小结计算机系统由硬件和软件两大部分组成