《计算机基础知识.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机基础知识.pdf（29页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第一章计算机基础知识1.1 什么是计算机计算机应用范围在不断地扩大。早期的计算机目的简单，主要是为了科学计算。当计算机开始微型化之后，逐渐用到生产的过程控制，精确的控制设备动作。随着软件的发展，出现了计算机辅助设计，特别是各种辅助绘图软件、排版软件等。当数据库技术发展起来以后，数据处理或信息处理迅速发展起来。互联网络发展以后，使计算机技术的得到了真正普及。1.2 计算机的发展历史1.2.1 第一台电子计算机的诞生1946年2月，世界上第一台数字电子计算机ENIAC 在美国宾夕法尼亚大学诞生。意义重大：使人类的计算工具由手工到自动化，产生了一个大的飞跃，为以后计算机的发展提供了契机，开创了计算机
2、的新时代。ENIAC 的弱点:1)存储容量太小,不足以存储程序2)使用的电子管太多,体积巨大,采用的是十进制数据表示。以下是几个关于第一台计算机有趣的数字，占地 170平米左右重量 30 吨6000个开关7000 个电阻10000个电容18000个电子管50 万条线耗电 140KW 运算速度：5000次加法/秒，3/1000 秒时间内做完两个 10 位数乘法1.2.2 冯 诺依曼计算机理论1946年6月，担任 ENIAC 研制顾问的美籍匈牙利科学家冯 诺依曼教授(Jone Von Neuman)提出了全新的存储程序的通用计算机方案，在1952年设计了一台“存储程序”式机器,名为“EDVAC”,
3、运算速度比 ENIAC 快20倍。冯 诺依曼的基本思想为三点:1)程序和数据采用二进制表示。2)计算机的工作过程，是由存储程序控制的。存储程序:把预先编制好的程序及运行中所需的数据，输入并存储在计算机的存储器中。程序控制:计算机能自动地逐一取出存储的一条条指令,执行所规定的操作,使计算机自动的按程序规定运行。3)计算机由五部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。这样的设计思想延续至今，一直没有被突破，下一代计算机应该是新的结构和设计。计算机为什么采用二进制？因为数值计算简单，对应的硬件实现简单，所用的元器件减少，从而降低了成本。1.2.3计算机在早期的发展过程中，制造机算机的硬件
4、技术进步可以明显的区分出来。根据硬件技术的不同来划分计算机的发展阶段，不同阶段的机器有着本质差别。对于现今，已经很难像以往那样划分出阶段，因此不再延续这种划分方法。第一代;(1946 年-1958年):电子管计算机第二代(1959年-1964年):晶体管计算机。第三代(1965年-1972年):中小规模集成电路计算机。第四代(1972年-现在):大规模集成电路(LSI)和超大规模集成电路(VLSI)计算机。*关于微型机和第五代计算机70年代初,以大规模集成电路(LSI)为基础的微型计算机得到了异乎寻常的发展。1982年后，许多国家开始研制第五代计算机。其特点是以人工智能原理为基础，希望突破原有
5、的计算机体系结构模式。还提出神经网络计算机等新概念，属新一代计算机。新一代计算机主要看是否能够在结构、设计概念上有本质的突破。1.2.4.计算机的分类以处理数据的方式分类：数字、模拟计算机根据性能规模，划分为巨型机、大型机、小型机、工作站和微型机。巨型机:用于大型数据处理，银行、证券业等。大型机:用于大型事务处理、大型数据库以及科学和工程计算等。小型机:在运算速度、内外存容量、外部设备和软件的完善性上较好。工作站:用于工程计算、图像处理和决策支持等领域。1.2.5 微型计算机的发展大规模集成电路技术发展，使得计算机的硬件电路可以制作的体积非常小，由此产生了微型机算计。微型机的核心是微处理器（C
6、PU），其发展以微处理器的进步为标志。微型机的五个阶段1)第一阶段(1971-1972):4-8 位低档微处理器2)第二阶段(1973-1977):8 位中档微处理器3)第三阶段(1978-1984):16 位微处理器(Intel 8086-80286)4)第四阶段(1985-1992):32 位微处理器(Intel 80386-80486)。此时的微型机内存容量已达到16MB 和 32MB。5)第五阶段(1992-至今):Intel的 Pentium微处理器；AMD 公司的64位微处理器；双核处理器,四核处理器。1.2.6 我国计算机的发展2008 年，曙光 5000 超级计算机的运算速度将
7、超过百万亿次（设计性能230万亿次，交付使用200 万亿次），性能进入目前超级计算机世界前十。曙光 5000A 采用了 8000 颗 AMD 四核皓龙处理器，其浮点计算的峰值为200多万次。预计今年的“曙光 6000”将采用 8000 颗八核的龙芯处理器，于明年进驻国家华南超级计算中心。按照最新公布的全球高性能计算机TOP500 的排名，“曙光6000”将跻身当前超级计算机的前三甲。“曙光 6000”的浮点计算峰值是千万亿次，性能会提高四倍，但处理器的数量不变，依然为8000颗。目前，全球最快的超计算机为IBM 公司的 Roadrunner（走鹃），速度达到了每秒 1.105千万亿次，而该系统
8、首次突破每秒千万亿次大关是在去年的8 月份1.2.7.计算机发展的特点和趋势未来的发展是什么？在网络的基础上，继续扩大应用，无所不在。1.3 计算机中的数值和编码1.数制在计算机中所有的信息都是由二进制数字表示的。什么是数制？数的表示系统叫做数制。数制的构成是什么？由基数和位权构成。基数：一个数制所包含的数字符号的个数称为该数的基数。一个数中每一位数字所表示的实际值除数字本身的值，还与它所处的位置有关。位权：每个数位上的数字所表示的数值等于该数字乘以一个与数字所在位置有关的常数，这个常数就是位权。位权值：数字所在位置（最低位序号是0）不同，具有不同的权。例如十进制含 09 十个数字符号，其基数
9、为10；例如数字 501，5 是百位数，位权是 102，0 的位权是 01，1 的位权 10。可以看出来位权的大小是以基数为底、以数字所在位置的序号为指数的整数幂。任何数都可表示成如下的形式(N)j=(kn-1Jn-1+kn-2Jn-2+,+k1J1+k0J0+k-1J-1+,k-mJ-m)基数 J和“权”值 Ji是进位计数制的两个基本要素。例如：十进制数 886.88用上面的公式表示：886.78=810281016100710-1810-2 数制的表示:对于任一个 r 进制的数 n，记作:(n)r。下面来看不同的数制是如何表示的。1)十进制（D）每一位数可取 0、1、2、3、4、5、6、7
10、、8、9 十个数字符号中的一个。运算规则是“逢十进一”。基数=10 权=10i2)二进制（B）二进制包含 0、1 两个数字，其基数为2。运算规则“逢二进一”。基数=2 权为=2i。请务必记住，二进制每一位的权重如下：b7b6b5b4b3b2b1b0128 64 32 16 8 4 2 1 3)八进制（O）八进制在实际当中使用较少，共有8 个数字 0-7。基数为 8，权 8i 4）十六进制（H）共有16个符号，每一位可取 0？基数为16，权值16i。为了区分各种数制，在数后加D，B，O，H分别表示十进制、二进制、八进制、十六进制数，也可用下标来表示各种数制的数。如：(1010)2、(1010)8
11、、(1010)10、(1010)16 1AH、23O、19D 等所代表的数值就不同。2不同数制转换1）其他数制转换成十进制数将某种数制的数按权展开式求和，就可以把这个数转换成十进制数。按照公式：(N)j=(kn-1Jn-1+kn-2Jn-2+,+k1J1+k0J0(1)把二进制数转换成十进制数(11.101)2=121+120+12-1+12-2=(3.625)10(2)把八进制数转换成十进制数(47)8=481+780=39(3)十六进制数转换成十进制数(2B)16=2161+B160=32+11=43 2)如果将十进制数转换为R 进制的数，可将十进制的整数部分和小数部分离开，然后按下列规则
12、转换:(1)十进制整数化为 R 进制数:除 R 取余法，得 R 进制整数。(2)十进制纯小数化为R 进制数:乘 R 取整法，得 R 进制纯小数。例如，例如将(237.25)10转换成二进制数，则整数部分转换如下：2 2 3 7 余数为 1，即 b0=1，此为最低位2 1 1 8 余数为 0，即 b1=0 2 5 9 余数为 1，即 b2=1 2 2 9 余数为 1，即 b3=1 2 1 4 余数为 0，即 b4=0 2 7 余数为 1，即 b5=1 2 3 余数为 1，即 b6=1 1 余数为 1，即 b7=1，此为最高位小数部分转换如下：0.25 2 0.50 2 1.00 当余下的小数为零
13、，结束转换。最后结果为：(237.25)10=(11101101.01)2。再例如，将 297.8125 转换成八进制数，其整数部分小数部分:8 297,1 0.8125 8 37,5 8 4,4 6.5000 8 4.0000 所以 297.8125=(451.64)8 3）二进制数与八进制数的相互转换二进制数转换成八进制数，自小数点开始分别向左、向右每三位一组划分，剩下的位数不够三位时补足0，将每三位代以八进制数字。例如，将(1111111011.0100001)2转换成八进制数:001 111 111 011.010 000 100 整数部分为 0 即 b-1=0,注意:此为最高位整数部
14、分为1,即 b-2=1,注意,此为最低位1 7 7 3.2 0 4 所以(1111111011.0100001)2=(1773.204)8 若将八进制转换成二进制，应怎样换算？例如，将(72.531)8转换成二进制数。7 2.5 3 1 111 010 101 011 001 所以(72.531)8=(111010.101011001)2。(4)二进制数与十六进制数的相互转换二进制数转换成十六进制数,自小数点起分别向左、向右每四位划分一组,剩下位数不够四位时补足0,每组对应一个十六进制数。例如,将(111101010011.10111)2转换成十六进制数。1111 0101 0011.1011
15、 1000 F 5 3.B 8 所以(111101010011.10111)2=(F53.B8)163.计算机中的编码什么是编码?任何信息要进入计算机，必须以数字的形式，用数字编码来描述信息。如何来描述信息？编码就是用少量基本符号，按照一定的规则组合来表示大量复杂多样的信息，包括数值型与各种文字、符号、语音、图像等各种非数值型信息。1)数据的单位与存储方式计算机只识别二进制数，因此，计算机中数据的最小单位就是二进制的一位数，简称为位，英文名称是bit，音译为“比特”。一个比特只能表示两种状态（0 或 1），两个比特就能表示4 种状态（00、10、01、11）。而对于人们平时常用的字母、数字和符
16、号，只需要用8 位二进制进行编码就能将它们区分开来。因此，我们将8 个二进制位的集合称作“字节”，英文名称是 Byte，它是计算机存储的基本单位。在计算机内部的数据运算和传送过程中，数据通常是按字节的整数的倍数传送的，我们将计算机一次能同时传送数据的位数称为字长。字长是由CPU 本身的硬件结构所决定的。以下的概念应牢记：位(bit):二进制位，是计算机中数据最小的单位。字节(Byte):8 位二进制数组成 1 个字节，是衡量信息数量或存储设备容量的基本单位。1 Byte=8 bit 字(Word):在计算机中，一串数码作为一个整体来处理或运算的，称为一个计算机字，简称字。字通常分为若干个字节（
17、每个字节一般是8 位）。字长：一在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字符串叫做一个字，每个字中二进制位数的长度，称为字长。一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8 位、16 位、64 位等，字长越长，计算机一次处理的信息位就越多，精度就越高，字长是计算机性能的一个重要指标。同常说计算机是8 位机、16 位机或 32 位机，就是指计算机的字长是8 位的、16位的或 32 位的。2)字符编码二进制码来表示字母、数字以及各种专用符号ASCII 码是目前国际上通用的信息交换码。编码表见书中P19。计算机中的字符数据都是以ASCII 存放的，应当掌握其基本的规律。
18、但数值数据不用编码存放。由于汉字的数量很大，用一个字节的编码来表示远远不够，因此用两个字节来存放汉字。高位低位0010 0011 0100 0101 0110 0111 0000 SP 0 P、P 0001!1 A Q A q 0010”2 B R b R 0011#3 C S c s 0100$4 D T d t 0101%5 E U e u 0110&6 F V f v 0111 7 G W g w 1000（8 H X h x 1001)9 I Y i y 1010*:J Z j z 1011+；K k 1100 L l|1101=M m 1110 N n 1111?O o Del 课堂
19、练习：1在计算机中采用二进制，是因为A)可降低硬件成本B)两个状态的系统具有稳定性C)二进制的运算法则简单D)上述三个原因2、为了避免混淆，十六进制数在书写时常在后面加字母A)H B)O C)D D)B 3计算机能够自动工作，主要是因为采用了A)二进制数制B)高速电子元件C)存储程序控制D)程序设计语言4.6 位无符号二进制数能表示的最大十进制整数是A)64 B)63 C)32 D)31 5.第一台电子计算机使用的逻辑部件是A)集成电路B)大规模集成电路C)晶体管D)电子管6.CAD 软件可用来绘制A)机械零件图B)建筑设计图C)服装设计图D)以上都对7在不同的四个数中，最大的一个数是。A)(
20、1011001)2 B)(76)8 C)(85)10 D)(6F)16 8.数字字符“1”的 ASCII 码十进制值为 49，那么数字字符“8”的 ASCII 码二进制值为【】。A）111000 B)111001 C)111010 D)111011 9.下列字符中 ASCII 码值最小的是A)A B)a C)k D)M 10个二进制位可表示整数的范围是A)065535 B)-3276832767 C)-3276832768 D)-3276832767 或 065535 11目前各部门广泛使用的人事档案管理、财务管理等软件，按计算机应用分类，应属于A)实时控制B)科学计算C)计算机辅助工程D)数
21、据处理12与十六进制数(BC)等值的二进制数是A)10111011 B)10111100 C)11001100 D)11001011 13.个人计算机属于【】。A）巨型机B）小型计算机C）微型计算机D）中型计算机14 计算机根据运算速度、存储能力、功能强弱、配套设备等因素可划分为【】。A）台式计算机、便携式计算机、膝上型计算机B）电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机C）巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机D）8 位机、16 位机、32位机、64 位机15微机中 byte 的中文意思是【】。A）字B）位C）字节D）字长16.微机中的一个字节是【】。A）8 个二进制位B）16 个二进制位C
22、）1 个二进制位D）32 个二进制位17二进制中的 3 位可以表示【】。A）两种状态 B）四种状态C）八种状态D）九种状态18.计算机内部采用的数制是【】。A）十进制B）八进制C）二进制D）十六进制填空：1.一个非零的无符号二进制数，若在其右边末尾添加两个0，形成一个新的二进制数，则新数是原数的（）倍。2十进制数 87 转换成二进制数是【】3一个二进制整数从右向左数第10 位上的 1 相当于 2 的【】次方。4传统的计算机发展阶段是以【】的变迁为标志来划分的。1.4 计算机系统组成计算机系统由两个部分组成：硬件系统和软件系统。硬件系统指计算机的物理装置，是由各种有形的电子芯片和器件组成的。软件
23、系统指运行在硬件系统之上的，并且是管理、控制和维护计算机及外部设备的各种程序、数据以及相关资料的总称。1.4.1 计算机系统结构著名美籍匈牙利数学家冯诺依曼(John V on Neuman)等提出的计算机方案中，定义了计算机硬件由五个基本部分组成:运算器、逻辑控制装置(控制器)、存储器、输入设备、输出设备，如图所示。1.4.2 硬件组成1.输入设备（Input Unit）输入设备的主要作用是把准备好的数据、程序等信息送入计算机的存储器中。目前常用的输入设备有键盘、扫描仪等。2.输出设备（Output Unit）输出设备的主要功能是把计算机处理后的数据、计算结果在纸上打印出来。常见的输出设备有
24、显示器、打印机、绘图仪等。3.存储器（Memory Unit）程序和数据在计算机中的保存空间,软件运行的空间,都需要存储器来解决。存运算器控制器存储器输入设备输出设备输出信息程 序+数据储器分为内存储器和外存储器两类。对存储器的读、写操作称为对存储器的访问。中央处理器（CPU）只能直接访问存储在内存中的数据，而外存中的数据只有先调入内存后才能被中央处理器访问、处理。4.运算器（Arithmetic Unit）运算器是计算机的核心部件，是对信息进行加工和处理的部件。它的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。所以也称它为算术逻辑部件（ALU）。由于在计算机内，各种运算均转化为加法操作，所以
25、运算器的核心是加法器（Adder）。为了能将操作数暂时存放，能将每次运算的中间结果暂时保留，运算器还需要若干个寄存数据的寄存器（Register）。运算器主要由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。5.控制器（Control Unit）控制器是指挥和协调计算机各部件有条不紊工作的核心部件，它控制计算机的全部动作。1.4.3 计算机的工作原理计算机能自动连续地工作主要是因为在内存中装入了程序，通过控制器从内存中逐一取出程序中的每一条指令，分析指令并执行相应的操作。1.指令系统和程序的概念1）指令系统指令是计算机硬件可执行的、完成一个基本操作所发出的命令。全部指令的集合就称为该计算机的指令系
26、统。一条计算机指令是用一串二进制代码表示的，它由两部分组成:操作码和操作数操作码操作数不同厂商制造的机器所使用的指令可能是不一样的,因此一个为某一种计算机编写的软件可能不能在另一种计算机上运行,称这种现象为指令不兼容。2）程序完成一定功能的指令的序列就称为程序。程序根据所使用的编程语言不同分为高级语言程序、汇编语言程序和机器语言程序。1.3.2 指令和程序在计算机中的执行过程计算机一条指令的执行过程大致分为三个步骤:1)取指令:根据 CPU 中的程序计数器(PC)中所指出的地址，从内存中取出指令送到指令寄存器中，同时使程序计数器指向下一条指令的地址。2)分析指令:将保存在指令寄存器中的指令进行
27、译码，判断该条指令要完成的操作。3)执行指令:CPU 向各部件发出完成该操作的控制信号，完成该指令的相应操作。反复执行指令序列的过程就是进行程序控制的过程。1.5 微型计算机的硬件系统常用台式 PC 硬件系统的基本配置有14 大配件：CPU、主板、内存、硬盘、光驱、显示器、显卡、声卡、音箱、键盘、鼠标、机箱、电源。计算机的五大部分是通过三类总线来进行信号传递的。所谓总线就是系统部件之间传送信息的公共通道，是微型机中所有信号连线的总称，它包括地址线、数据线、控制信号线。如图1.13。1.5.1 中央处理器运算器和控制器组成中央处理器(CPU)。CPU 的性能对整个计算机系统的性能影响最大。CPU
28、 的主要技术指标如下:1）时钟频率（主频）计算机内有一个叫时钟系统的元件，它能不断的产生规则间隔的脉冲。其作用是为计算机的所有操作定时。两个脉冲之间的时间间隔称为时钟周期，每秒钟发出的脉冲个数称为时钟频率(主频)，通常所说的计算机主频就是指CPU 的主频。时钟频率以兆赫(MHz)为单位。2）运行速度:中央处理器每秒执行指令的个数为CPU 的运算速度。通常以每秒执行百万条指令来衡量计算机的运算速度，用MIPS 来表示。如 1MIPS 表示 CPU 速度是每秒执行 1 百万条指令。3）字长字长取决于 CPU 中寄存器的长度和总线的宽度，是 CPU 能同时处理的二进制数的位数。在同样长的时间里，字长
29、较长的计算机的处理能力更强。4）协处理器协处理器是为辅助 CPU完成特定任务而设计的，例如，浮点数运算处理能力。它能够大幅提高计算机的整体性能。常用的几个品牌：Intel 公司的 Pentium，Anitum,Xron;AMD的 Athlon，Duron,Opteron(64位)5)高速缓存（Cache）由于处理器的运行速度越来越快，然而内存的速度提升速度却很缓慢，而能高速读写数据的内存价格又非常高昂，不能大量采用。从性能价格比的角度出发，用少量的高速内存和大量的低速内存结合使用，共同为处理器提供数据。这样就兼顾了性能和使用成本的最优。而那些高速的内存因为是处于CPU 和内存之间的位置，又是临
30、时存放数据的地方，所以就叫做缓冲存储器了，简称“高速缓存”。Cache用于存放程序中当前最活跃的程序和数据。它的理论根据是程序局部性原理。程序局部性原理：一个程序运行时，在一小段时间内，只会用到程序和数据的很小一部分，CPU 先到 Cache 中取数据，如果找不到，再到内存中去取，数据取到找到 CPU 的同时也写到 Cache中。目前在 CPU 中一般有两级甚至三级Cache。6)其它常用术语外频：外频是 CPU 与主板之间同步运行的速度。倍频：倍频系数是指 CPU 主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高 CPU 的频率也越高。前端总线：前端总线将CPU 连接到主内存和通向磁盘
31、驱动器、调制解调器以及网卡这类系统部件的外设总线。人们常常以MHz 表示的速度来描述总线频率。由于数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率，即数据带宽（总线频率 数据位宽）8。1.5.2 存储器系统计算机的存储器系统由内存储器(又称主存)、外存储器(又称辅存)以及管理这些存储器的硬件和软件组成。内存是由电子器件构成的，外存是多数由磁性材料构成。目前微型机内存有三种主要类型:静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)和只读存取存储器(ROM)。外存储器有硬盘、软盘、和光盘等。他们和内存一样，存储容量也是以字节为基本单位。内存和外存的种类如图所示高速缓存(静态
32、RAM)（Cache）内存动态随机存储器（RAM）只读存储器（ROM）存储器软盘磁盘存储器外存磁带存储器硬盘光盘存储器1）内存储器(1)复习几个基本概念内存的容量用字节表示，每个字节在内存中都有一个地址，通过地址找到要读取的数据。*字长:字所含的二进制位数称为字长。字长通常是指中央处理器和内存储器之间交换信息的长度，字长是由 CPU 内部寄存器、加法器和数据总线的位数决定的。微型机的字长有32 位、64 位。*存储单元:每个存储单元都是用来存放数或指令的。每个存储单元所在的位置的号码，称为该存储单元的地址。(2)内存储器的技术指标*存储容量计算机的存储容量是描述计算机存储各种信息的能力的指标，
33、通常以字节(Byte)为单位。*读写时间读写 时 间 是从 存 储 器读 出 一 个字 或 写入 一 个 字所 需 的 时间。例 如 60ns内存条（1ns=10-9s），这个指标反映存储器的存取速度，存取时间越短，存取速度越高。(3)内存储器的种类随着计算机体系结构和半导体工艺的不断发展，内存的种类也不断增加。按照内存储器的读写功能，常用的可以分成三类:随机存储器RAM(Random Access Memory)、只读存储器 ROM(Read Only Memory)和高速缓冲存储器(Cache)。*随机存储器静态随机存取存储器(SRAM)只要接通电源就能够保持其中的数据不丢失，由于制造工艺
34、上的原因，它的速度快，造价高。高速缓存采用的就是此类器件.动态随机存取存储器(DRAM)。写入的数据不能保持，必须不断的进行刷新（重写）才能保持信号不变，速度稍慢，但其造价低。DRAM 改进后生产出 SDRAM，目前内存实际使用的是DDR SDRAM（Double Data Rate Synchronous DRAM）类型的内存.其原理示意图如下:DDR RAM DDR2 RAM DDR3 RAM 实物照片:*只读存储器在某些情况下，需要数据永远保存，这样产生了ROM。它只能写入一次，无限读取。EPROM(可擦除可编程只读存储器)通过紫外线照射可进行信息擦除的ROM，因此可以多次写入、多次擦除
35、；*CMOS 存储器在计算机中还有一个称之为CMOS（互补金属氧化物半导体）的存储器叫BIOS。BIOS 将进行检验其内部所有设备的自检，包括对 CPU、内存、只读存储器、系统主板、CMOS 存储器、并行和串行通信子系统、软盘和硬盘子系统以及键盘进行测试。自检测试完成后，系统将在指定的驱动器中寻找操作系统，并向内存中装入操作系统。这些也是计算机调入操作系统之前必须知道的信息。它在计算机中靠一个纽扣电池保持数据。CMOS RAM 的功耗极低，所以当系统电源关闭后CMOS RAM 靠主板的后备电池供电就可以了2)外存储器是内存的后备与补充。与内存相比，外存容量较大，关机后信息不会丢失，但存取速度较
36、慢，一般用来存放暂时不用的程序和数据。当CPU 需要先将数据读入到内存中，然后CPU 再从内存中访问该数据，当CPU 要输出数据时，也是先写入内存，然后再由内存写入到外存中。常用的外部存储器有以下几类：磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。(1)磁盘存储器关于磁盘的技术术语。*磁道(Track):每个盘片的每一面都要划分为若干条形如同心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。*柱面(Cylinder):一个硬盘由几个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面上相同位置的磁道组合在一起，叫做一个柱面。*扇区(Sector):每个磁道又划分为许多称之为扇区的小区段。每个磁
37、道上的扇区数是一样的。每一扇区记录等量的数据，一般为512个字节用下列公式计算一个磁盘的存储容量：容量=磁道数扇区数区段内字节数面数盘片数磁盘存储器有硬盘存储器和软磁盘存储器磁盘在使用时要先格式化，就是要把磁盘上有多少柱面、扇区、磁道、磁道密度等确定下来。关于 3.5 英寸盘，有一个盘片，2 面，每面有 80 个磁道，每道有18 个扇区，每扇区 512字节，则一张盘的容量即为：80 18 512 2=1474560B=1440KB 1.44MB(2）光盘存储器光盘是一种大容量辅助存储器，它具有体积小、容量大、可靠性高、保存时间长、价格低和便于携带等特点。磁盘的磁道、扇区和柱面光驱最重要的性能指
38、标是光驱的“倍速”，常见的有 48 倍速和 56 倍速等。CD的倍数是以基准数据传输率150Kbps（每秒传输 150千位）来计算的。光盘的读取速度要慢于硬盘，但快于软盘。类型有只读光盘CD-ROM、可录式光盘(CD-R/CD-RW)、可抹型光盘(MO)、DVD。(3）磁带存储器磁带存储器由磁带机和磁带两部分组成，是计算机用来保存数据文件的大容量存储器。(4)移动存储设备*Flash Memory（优盘）优盘是一种基于USB 接口的移动存储设备，它可使用在不同的硬件平台，容量通常在几十兆到上百兆，价格便宜，体积很小，便于携带，使用极其方便，是非常适宜随身携带的存储设备。(5)移动硬盘活动硬盘是
39、基于USB 接口的移动存储产品。主要是携带方便。3）虚拟存储器它将内存与外存结合使用，好像有一个容量极大的内存储器，工作速度接近于主存，每位成本又与辅存相近，在整机形成多层次存储系统。虚拟存储器的核心思路根据程序运行的局部性原理，仅把这部分程序和数据装入主存储器即可。更多的部分可以在用到时随时从磁盘调入主存。在操作系统和相应硬件的支持下，数据在磁盘和主存之间按程序运行的需要自动成批量地完成交换。练习：1存储器有随机存储器和（）两类。A.RAM B.磁盘存储器C.只读存储器 D.磁带存储器光盘驱动器2人们通常所说的主机,其组成部分是指().A硬件和软件B.控制器和存储器C.运算器和外设D.中央处
40、理器和内存储器3在下列存储器中,访问速度最快的是().A硬盘存储器 B.软盘存储器C.内存储器D.磁带存储器4下面描述中，正确的是（）。A.1KB=1024*1024B B.1KB=1024MB C.1MB=1024*1024B D.1GB=1024KB 5掉电之后，信息全部丢失的是（）。A.RAM B.ROM C.软盘D.硬盘6.下列叙述中错误的一条是A)内存容量是指微型计算机硬盘所能容纳信息的字节数B)微处理器的主要性能指标是字长和主频C)微型计算机应避免强磁场的干扰D)微型计算机机房湿度不宜过大7.用 MIPS 为单位来衡量计算机的性能，它指的是计算机的A)传输速率B)存储器容量C)字长
41、D)运算速度8.微型计算机中内存储器比外存储器A)读写速度快B)存储容量大C)运算速度慢D)以上三种都可以9.存储容量 1GB 等于A)1000KB B)1024KB C)1024MB D)1000MB 10.存储一个 32 32 点阵汉字字型信息的字节数是A)64B B)128B C)256B D)512B 11.下列四项中不属于微型计算机主要性能指标的是A)字长 B)内存容量C)重量 D)时钟脉冲二、填空1通常人们所说的一个完整的计算机系统应包括（）和（）两大部分。其中主机、键盘和显示器属于前者，而程序、数据和应用程序等则属于后者。2CPU 的中文名称是（）；在计算机的外部设备中，键盘属于
42、（）设备，显示器属于（）设备。3软盘写保护缺口处于写保护状态时，可以进行的操作为（）（读/写）；而当其不处于写保护状态时，可以进行的操作为（）（读/写）。4微型计算机系统总线一般由数据总线、地址总线和（）总线组成。5内存储器的主要技术指标有（）和存取速度。6.内存中每个用于数据存取的基本单位，都被赋予一个唯一的编号，称为（）。填空练习：1在表示存储器的容量时，兆（M）准确含义 _。2计算机程序必须位于 _ 内才能被执行。3设置高速缓存的（CACHE）的目的是。A)加快输入速度 B)解决 CPU 和主存之间速度不匹配问题C)提高 CPU 的工作速度 D)代替内存4下面列出的四种存储器中，易失性存
43、储器是。A)RAM B)ROM C)PROM D)CDROM5微型计算机中的内存储器的功能是_。A.存储数据B.运行软件C.输入数据D.输出数据6_是内存储器中的一部分，CPU 对它们只取不存。A.随机存储器B.ROM C.RAM D键盘1.5.3总 线 与 接 口1.总 线所谓总线就是计算机系统各部件之间传送信息的公共通道，是微型机中所有信号连线的总称，它包括地址线、数据线、控制时序和中断、电源及地线等。由于总线连接的部件不同，可分为：内部总线、系统总线和外部总线。1）内部总线器件内部的信号线。2）系统总线从功能上系统总线可分为三种:数据总线(Data Bus)、地址总线(Address B
44、us)和控制总线(Control Bus)。前一节介绍的计算机的五个组成部分就是通过这三条总线联接起来的。各部件之间的数据和信号传送都通过这三条总线进行的。1）数据总线(DB):用于传送数据。DB 位数的多少，反映了CPU 一次可以接收数据的能力。数据总线上传送的信息是双向的，数据既可以从CPU 传送到其他部件，也可以从其他部件送入CPU。2）地址总线(AB):内存和计算机中的各种设备都是用地址来定位的。需要通过AB 来寻址存储单元或输入输出接口。地址总线是单向的，它只能由 CPU 发出地址信息，地址总线的数目决定了可以直接访问的内存储器的范围。例如寻址1MB 地址空间需要 20 条地址总线。
45、3）控制总线（CB）:用来传送各种控制信号和应答信号，分为两类：一类是由 CPU 向内存或外围设备发送的控制信号；另一类是由外围设备或有关接口电路向 CPU 送回的信号。对于每条具体的控制线，信号的传递方向是固定的，不是输入到 CPU，就是从 CPU 输出。与总线有关的技术特性与两个参数有关，一个是总线时钟频率，一个是总线数据宽度。要提升总线速度，就要对这两个参数进行提升。总线一次所能传送的二进制字节数目称为总线宽度。总线越宽，速度越快。总线的时钟频率与CPU 的时钟频率含义一样，单位仍用MHz 表示。总线时钟频率越快，数据传送越快。现在计算机中使用的总线是PCI 或 PCI-E。3)外部总线
46、标准微型机中目前有代表性的输入输出总线是:AGP、USB。随着微型机速度的不断提高，会不断出现新型总线标准，旧的速度较慢的总线会被淘汰。下面对各类常用总线进行简单介绍。(1)PCI(Peripheral Component Interconnect)总线(2)AGP(Accelerate Graphics Port)总线是专门为图形加速器件而设计的，是PCI 的增强和扩充,具有更高的数据传输率。(3)USB(Universal Serial Bus)总线通用串行总线,是一种连接外围设备的总线。根据 USB1.0 规范，USB 传送速度可达 12Mb/s(每秒 12 兆位)，除了可以与键盘、鼠标
47、、MODEM 等常见外设连接外，还可以与ISDN、电话系统、数字音响、打印机/扫描仪等低速外设连接。目前在向USB2.0 发展,每秒最高 480Mb/s。2输入输出接口各种输入输出设备的类型、规格、特性是多种多样的，它们产生和接收信息的方法、数据格式和物理参数都有差异，因此，它们与CPU 相连需要一些专门的设备，这就是输入输出接口(I/O Interface)。一般采用标准化的接口，使得输入输出与设备无关。目前电脑上流行的接口标准IDE、SCSI、USB 和 IEEE 1394 等。计算机常用的输入输出接口：(1)串行口采用一次传送一个二进制位的传输方式。主板上提供COM1 到 COM4 四个
48、串行口。(2)并行口采用一次传送 8 位二进制位的传输方式。打印机通常连接在并行口上。主板上提供 LPT1 和 LPT2 两个并行口。(3)USB 接口1.5.4.输入设备输入设备是指向计算机输入数据、程序及各种信息的设备。1)键盘(和鼠标器)键盘内部有专门的控制电路，当按下键盘上的一个按钮时，键盘内部的控制电路就会产生一个相应的ASCII，并将此代码输入到存储器中。现在的主流键盘主要采用 PS/2接口和 USB 接口。传统微机的键盘是101键/102键，为了适应网络与其它计算机连接的需要，已增加到104键/106键/108 键。键盘通过串行口或USB 接口与主机相连。2）鼠标器是用于控制计算
49、机的工具。有机械式、光电式和无线（红外）鼠标。1.5.5 输出设备输出设备是指从计算机中输出处理结果的设备。常用的输出设备有显示器和打印机。1显示器显示器的主要性能指标有大小尺寸、分辨率、点距和刷新频率等。目前使用最多的显示器有两种：阴极射线管显示器（Cathode Ray Tube，CRT）和液晶显示器（Liquid Crystal Display，LCD）。显示卡也称为显示适配器，它是显示器与主机通信的控制电路和接口。显示的功能好坏与显示卡的关系很大。2）打印机打印机种类很多，主要使用的有三类:针式打印机、喷墨式打印机、激光打印机。（1）针式打印机针式打印机主要由打印头、运载打印头的小车装
50、置、色带机构、输纸机构和控制电路等几部分组成。色带一般是高强度尼龙带上浸涂打印色料制成。打印针打印到色带上将颜色转印在纸张上来完成打印。针式打印机的打印精度不高，速度较慢，噪音较大，但成本较低。（2）喷墨打印机喷墨打印机是靠墨水通过精细喷头喷到纸面上来形成字符和图像。喷墨打印机的分辨率一般可达到720dpi（Dot Per Inch，即每英寸的点数），最高可达到 1440dpi。如果将红、绿、蓝三种基色的墨水喷头安装在一个喷墨打印机上，则可实现彩色字符或图形的打印。喷墨打印机的体积小、重量轻，价格便宜，但打印成本较高。（3）激光打印机激光打印机是一种高速度、高精度、低噪声的非击打式打印机，价格