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1、编者：何振林联系方式：Tel：13908045104目录 教师在讲解时，可重点介绍第 1、2、3、4、6、7和8章，第5、9章部分内容自学。第2章 Windows 7操作系统的使用第3章 计算机网络与应用第4章 信息的编码与存储第5章 算法与实现第7章 电子表格软件Excel 2010第9章 Access数据库技术基础第6章 文字处理软件Word 2010第1章 计算机基础知识第8章 演示文稿软件PowerPoint 2010第1章 计算机基础知识 计算机的发明和创造是人类文明史的一个具有时代意义的大事，计算机的应用现今已渗透到人类应用的各个方面，由此人类和计算机息息相关。本章向读者介绍了计算
2、机的产生、发展、特点与应用，此外在本章还将向读者介绍信息（数据）在计算机中的表示方法以及计算机的安全常识。1.1 计算机的产生与发展趋势1.2 计算机的特点和应用1.3 计算机系统的组成本本章章目目录录1.1 计算机的产生与发展趋势 计算机的发明是人类文明史的一个具有时代意义的大事，计算机的应用现今已渗透到人类应用的各个方面，由此人类和计算机息息相关。1.1.1 计算机的产生 （1）硬件。自古以来，人类就不断地追求先进的计算工具。早在古代，人们就为了计数和计算发明了算筹、算盘、计算尺、机械计算器、差分机和分析机等，机械计算机在程序自动控制、系统结构、输入输出和存储等方面为现代计算机的产生奠定了
3、技术基础，如图1-14所示。图1-1 算筹与算盘图1-2 现代计算尺图1-3 帕斯卡机械计算器-1642年 图1-4巴贝奇差分机（1822年）和分析机（1834年，用加法实现函数表的复杂算式，如平方运算）手摇计算机我国酒泉卫星发射基地建设时用的手摇计算机 （2）软件：1854年，英国数学家乔治.布尔(George Boole)，设计了一套符号，表示逻辑理论中的基本概念，并规定了运算法则，把形式逻辑归结成一种代数运算，从而建立了逻辑代数，应用逻辑代数可以从理论上解决具有两种电状态的电子管作为计算机的逻辑元件问题，为现代计算机采用二进制奠定了理论基础。1936年，英国数学家阿兰.麦席森.图灵(Al
4、an Mathison Turing)，发表的论文论可计算数及其在判定问题的应用，给出了现代电子数字计算机的数学模型，从理论上论证了通用计算机产生的可能性。1945年6月，美籍匈牙利数学家约翰.冯.诺依曼(John Von Neumann)，首先提出了在计算机中“存储程序”的概念，奠定了现代计算机的结构和工作理论。布尔、图灵和冯.诺依曼如图1-5图1-7所示。图1-5 乔治布尔图1-6阿兰麦席森图灵图1-7 约翰冯诺依曼 3）第一台通用电子数字计算机人诞生 1946年，世界上第一台通用电子数字计算机ENIAC（Electronic Numerical Integrator And Calcul
5、ator，莫希利(John Mauchly)&埃克特(Eckert)）在美国的宾夕法尼亚大学研制成功。在ENIAC内部，总共安装了17468个电子管，7200个二极管，70000多个电阻器，10000多个电容器和6000个继电器，电路的焊接点多达50万个；占地面积为170平方米左右，总重量达到30吨。ENIAC的运算速度仍达到每秒钟5000次加法，可以在3/1000秒时间内做完两个10位数乘法。ENIAC标志着电子计算机的问世，人类社会从此大步迈进了计算机时代的门槛。如图1-8所示。图1-8 ENIAC计算机 说明：1973年10月19日，美地方法院终审认为：1941年夏，衣阿华州立学院(Io
6、wa State College)的约翰.V.阿塔纳索夫(John.V.Atanasoff)和学生克利福特E.贝瑞(Clifford E.Berry)完成了能解线性代数方程的计算机，取名叫“ABC”(Atanasoff-Berry Computer)的计算机为第一台计算机的发明人。ABC计算机用电容作存储器，用穿孔卡片作辅助存储器，时钟频率是60Hz，一次加法运算用时一秒。ABC计算机1.1.2 计算机的发展1计算机的发展历程 根据组成计算机的电子逻辑器件，计算机的发展分成4个阶段。（1）电子(第一代)管计算机（19461957年）。其主要特点是采用电子管作为基本电子元器件，体积大、耗电量大、
7、寿命短、可靠性低、成本高；存储器采用水银延迟线。在这个时期，没有系统软件，用机器语言和汇编语言编程，计算机只能在少数尖端领域中得到应用，一般用于科学、军事和财务等方面的计算。下图为老式电子管和水银延迟线存在器。老式电子管及组成 水银延迟线存在器约翰安布罗斯弗莱明（John Ambrose Fleming）发明的真空二极管 （2）晶体管(第二代)计算机（19581964年）。采用晶体管制作基本逻辑部件，如图所示。其主要特点是体积小、重量减轻、能耗降低、成本下降，计算机的可靠性和运算速度均得到提高；存储器采用磁芯和磁鼓；出现了系统软件（监控程序），提出了操作系统概念，并且出现了高级语言，如FORT
8、RAN语言（1954年由美国人John W.Backus提出）和COBOL语言（1959年由美国G.Hopper提出）等，其应用扩大到数据和事务处理。图1-9 左-巴丁 中-肖克莱 右-布莱顿于1947年发明了晶体管磁芯和磁鼓存储器 美国科学家李德弗雷斯特（Lee.deForest发明了真空三极管 集成电路：在一个半导体材料上做了多个电子元器件，用互联线把它们连接起来，成为一个电子器件。右图IC有4介晶体管和5个电阻。（3）集成电路(第三代)计算机（19651971年）。1)采用中、小规模集成电路制作各种逻辑部件，计算机体积更小，重量更轻，耗电更省，寿命更长，成本更低，运算速度有了更大的提高。
9、2)第一次采用半导体存储器作为主存，取代了原来的磁芯存储器，使存储容量的存取速度有了革命性的突破，增加了系统的处理能力。3)系统软件有了很大发展，并且出现了多种高级语言，如BASIC、Pascal、C语言等。早期的的集成电路如下图所示。半导体存储器用半导体器件组成的存储器称为半导体存储器；特点：集成度高、容量大、体积小、存取速度快、功耗低、价格便宜、维护简单。原始的IC放大的IC （4）大规模、超大规模集成电路(第四代)计算机（1972年至今）。主要特点是基于基本逻辑部件，采用大规模、超大规模集成电路，使计算机体积、重量、成本均大幅度降低，计算机的性能空前提高，操作系统和高级语言的功能越来越大
10、，并且出现了微型计算机。主要应用领域有：科学计算、数据处理、过程控制，并进入以计算机网络为特征的应用时代。1971年，Intel 4004芯片(含2300个晶体管)，10um工艺。2001年，Pentium 4，4200万个晶体管，0.18um工艺。2006年，Intel Core 2(2.9亿个晶体管)，65nm 工艺面积143 mm2，64位。1982年，CPU286发布，1500nm 工艺13.4万个晶体管。1985年，CPU386，15001000nm工艺，27.5万个晶体管，32位。1979年，8086CPU发布，3000nm 工艺2.9万个晶体管。2014年，Intel发布16核芯
11、片(约60亿个晶体管)，22nm 工艺，64位。1989,486;1993,Pentium;1995,Pentium Pro;1996,Pentium Pro;1997,Pentium MMX和 Pentium;1999,Pentium2微处理器和微型计算机的发展*第四代计算机的另一个重要分支是以大规模、超大规模集成电路为基础发展起来的微处理器和微型计算机，先后经历了四个阶段：第一阶段是19711973年，微处理器有4004、4040、8008。1971年Intel公司研制出MCS-4微型计算机（CPU为4040，四位机）。后来又推出以8008为核心的MCS-8型。第二阶段是19741977年
12、，微型计算机的发展和改进阶段。微处理器有8080、8085、M6800、Z80。初期产品有Intel公司的MCS-80型（CPU为8080，八位机）。后期有TRS-80型（CPU为Z80）和APPLE-II型（CPU为6502。第三阶段是19781983年，16位微处理器有8086、8088、80186、80286、M68000、Z8000。微型计算机代表产品是IBM-PC（CPU为8086）。产品有APPLE公司的Macintosh（1984年）和IBM公司的PC/AT286（1986年）微型计算机。第四阶段便是从1983年开始的32位微型计算机的发展阶段。微处理器80386、486。199
13、3年以后，有Pentium、IV、Intel Core 2 Duo（酷睿2）等。酷睿2分为2、四、六和八核。由此可见，微型计算机的性能主要取决于它的核心器件微处理器（CPU）的性能。（5）第五代计算机（20世纪80年代将来）第五代计算机或人工智能计算机，将把信息采集、存储、处理、通信和人工智能结合在一起，具有推理、联想、学习和解释能力。第五代计算机具有如下功能：处理各种信息的能力，除目前计算机能处理离散数据外，第五代计算机应对声音、文字、图像等形式的信息进行识别处理。具有学习、联想、推理和解释问题的能力。对人的自然语言的理解处理能力，用自然语言编写程序的能力。即只需把要处理或计算的问题，用自然
14、语言写出要求和说明，计算机就能理解其意，按人的要求进行处理或计算。而不像现在这样，要使用专门的计算机算法语言把处理过程与数据描述出来。对第五代计算机来说，只需告诉它要“做什么”，而不必告诉它“怎么做”。机器人机器人Qbo1.1.3 计算机的发展趋势 随着计算机技术的发展以及社会对计算机不同层次的需求，当前计算机正在向巨型化、微型化、网络化和智能化方向发展。1.1.4 计算机的分类 1按结构原理分类：有数字电子计算机和模拟电子计算机。2按用途分类：有通用计算机和专用电子计算机。图1-10 “天河”一号千万亿次巨型计算机 3按型体和软硬件功能分类（尤其是按速度划分）：（1）巨型计算机（SuperC
15、omputer）。巨型机是技术性能最先进的通用超级计算机，其速度已达到每秒数千亿次。衡量计算机运行速度的一个主要指标，是每秒百万条指令，简称MIPS。研究恐龙(dinosaur)的生活环境 （2）大中型计算机（mainframe）。规模次于巨型机，有比较完善的指令和丰富的外部设备，主要用于计算机网络和大型计算中心。大型机一般用于大型企业、大专院校和科研机构。不过随着微机与网络的迅速发展，大型机正在走下坡路，许多计算中心的大型机正在被高档微机群取代。大型主机和超级计算机的主要区别：1.大型主机使用专用指令系统和操作系统，超级计算机使用通用处理器及UNIX或类UNIX操作系统(如linux)。2.
16、大型主机长于非数值计算(数据处理)，超级计算机长于数值计算(科学计算)。3.大型主机主要用于商业领域，如银行和电信，而超级计算机用于尖端科学领域，特别是国防领域。4.大型主机大量使用冗余等技术确保其安全性及稳定性，所以内部结构通常有两套。而超级计算机使用大量处理器，通常由多个机柜组成。5.为了确保兼容性，大型主机的部分技术较为保守。较早型的大型计算机现代大型计算机 （3）小型计算机 小型计算机（Small computer）是相对于大型计算机而言，小型计算机的软件、硬件系统规模比较小，其结构简单、设计周期短，便于采用先进工艺，运行环境要求低，价格低、可靠性高。小型计算机的运算速度和存储容量低于
17、大型机，便于维护和使用。但与终端和各种外部设备连接比较容易，适于作为联机系统的主机或者工业生产过程的自动化控制。小型机可以为多个用户执行任务，通常是一个多用户系统。小型计算机目前多为高档微机所替代。（4）微型计算机。微型机具有体积小，价格低，功能较全，可靠性高，操作方便等突出优点，现已进入社会生活的各个领域。微型机指每秒运算速度在100亿次以下，微型机的普及程度代表了一个国家的计算机应用水平。微型机也可按系统规模划分，分为单片机、单板机、便携式微机、个人机、微机工作站等几种类型。笔记本和立式微型计算机 1.2 计算机的特点和应用 4按字长分类 在计算机中，字长的位数是衡量计算机性能的主要指标之
18、一。一般巨型机的字长在64位以上，微型机的字长在1664位之间，可分为8位机、16位机、32位机、64位机。另外还可按其工作模式分为服务器和工作站。1记忆（存储）能力强 2计算精度高与逻辑判断准确 3高速的处理能力 4能自动完成各种操作 5具有一定的智能化1.2.1 计算机的特点 目前，计算机的应用可概括为以下几个方面。1.2.1 计算机的应用1科学计算（或称为数值计算）目前，科学计算仍然是计算机应用的一个重要领域。如高能物理、工程设计、地震预测、气象预报、航天技术等。由于计算机具有高运算速度和精度以及逻辑判断能力，因此出现了计算力学、计算物理、计算化学、生物控制论等新的学科。（1）四色猜想的
19、提出来自英国。1852年，毕业于伦敦大学的弗朗西斯格思里（Francis Guthrie）来到一家科研单位搞地图着色工作时，发现了一种有趣的现象：“看来，每幅地图都可以用四种颜色着色，使得有共同边界的国家着上不同的颜色。”1976年，在J.Koch算法的支持下，美国数学家阿佩尔（Kenneth Appert）与哈肯（Wolfgang Haken）在美国伊利诺斯大学的两台不同的电子计算机上，用了1200个小时，作了100亿个判断，终于完成了四色定理的证明。（2）300多年以前，法国数学家费马（Pierre de Fermat）在一本书的空白处写下了一个定理：“设n是大于2的正整数，则不定方程xn
20、+yn=zn，没有非零整数解”，这就是纯数学中最著名的定理费马大定理，在20世纪80年代中期，被计算机加以证明。（3）吴文俊与数学机械化可以让电脑代替人脑去进行几何定理的证明。吴文俊建立了多项式组特征列的概念，提出了多项式组的“整序原理”，创立了几何定理机器证明的“吴方法”，首次实现了高效的几何定理的机器证明。把非机械化的几何定理证明转化为多项式方程的处理，从而实现了几何定理的机器证明。2过程检测与控制 利用计算机对工业生产过程中的某些信号自动进行检测，并把检测到的数据存入计算机，再根据需要对这些数据进行处理，这样的系统称为计算机检测系统。特别是仪器仪表引进计算机技术后所构成的智能化仪器仪表，
21、将工业自动化推向了一个更高的水平。信息管理是目前计算机应用最广泛的一个领域。利用计算机来加工、管理与操作任何形式的数据资料，如企业管理、物资管理、报表统计、账目计算、信息情报检索等。近年来，国内许多机构纷纷建设自己的管理信息系统（MIS）；生产企业也开始采用制造资源规划软件（MRP），商业流通领域则逐步使用电子信息交换系统（EDI），即所谓无纸贸易。3信息管理（数据处理）4计算机辅助系统 （1）计算机辅助设计（CAD）。（2）计算机辅助制造（CAM）。（3）计算机辅助测试（CAT）。（4）计算机辅助教学（CAI）。（5）其他计算机辅助系统。如，计算机辅助教育系统（CAE）；利用计算机对文字、图
22、像等信息进行处理、编辑、排版的计算机辅助出版系统（CAP）；以及计算机辅助医疗诊断系统（CAMPS）等。随着信息社会的发展，特别是计算机网络的迅速发展，使得计算机在通信领域的作用越来越大，目前遍布全球的因特网（Internet）已把全球大多数国家联系在一起。如远程教学，利用计算机辅助教学和计算机网络在家里学习来代替学校、课堂这种传统教学方式已经变成现实。5通信与网络6计算机模拟 在传统的工业生产中，常使用“模拟”对产品或工程进行分析和设计。20世纪后期，人们尝试利用计算机程序代替实物模型进行模拟试验，并为此开发了一系列通用模拟语言。事实证明，计算机容易实现仿真环境、器件的模拟，特别是破坏性试验
23、模拟，更能突出计算机模拟的优势，从而被科研部门广泛采用，例如模拟核爆炸实验。目前，计算机模拟广泛应用于飞机和汽车等产品设计、危险或代价很高的人体试验和环境试验、人员训练、“虚拟现实”技术，以及社会科学等领域。除此以外，计算机在电子商务、电子政务等领域的应用也得到了快速的发展。1.3 计算机系统的组成 本节主要介绍微型计算机系统的基本组成，包括硬件系统和软件系统。最后还简单介绍一下关于计算机的主要技术指标和性能评价指标。一个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。两者共同构成一个完整的系统，相辅相成，缺一不可。计算机系统的组成如图1-11所示。图1-11 计算机系统的组成 1946年，美
24、籍匈牙利数学家冯诺依曼等人在题为电子计算装置逻辑设计的初步讨论的论文中，深入系统地阐述了“以存储程序”概念为指导的计算机逻辑设计思想（存储程序原理），勾画出了一个完整的计算机体系结构。依据这一设计思想发展起来的计算机，被称为冯诺依曼型计算机。冯诺依曼型计算机的基本思想如下：计算机应包括运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大基本部件。计算机内部应采用二进制来表示指令的数据。其每条指令一般具有一个操作码和一个地址码。其中操作码表示运算性质，地址码指出操作数在存储器的位置。将编好的程序和原始数据送入内存储器中，然后启动计算机工作，计算机应在不需要操作人员干预的情况下，自动逐条取出指令和执行任务。
25、该计算机具有“存储程序”的特点，这样的计算机叫做“电子离散变量累加器”，简称EDVAC。1.3.1 冯诺依曼型计算机 冯诺依曼提出的计算机“存储程序”工作原理决定了计算机硬件系统由五大部分组成：运算器、存储器、控制器、输入和输出设备，如图1-12所示。1.3.2 计算机硬件系统（外）存储器（外）存储器（外）存储器（外）存储器（内）存储器内）存储器中央处理器（中央处理器（CPUCPU）输入输入设备设备输出输出设备设备数据流数据流控制流控制流控制器控制器运算器运算器23415输入命令存取命令输出命令存取命令运算命令图1-12 计算机硬件系统逻辑结构 存储器是用来存储数据和程序的部件。存储器按功能可
26、分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。主存储器。主存储器，也称为内存储器（简称主存或内存），用来存放正在运行的程序和数据，可直接与CPU相连接。按照存取方式，主存储器又可分为随机存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）两种。主存储器由许多存储单元组成，全部存储单元按一定顺序编号，称为存储器的地址。存储器采用按地址存（写）取（读）的工作方式，每个存储单元存放一个单位长度的信息。辅助存储器。辅助存储器也称为外存储器（简称外存）
27、，计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的信息。辅助存储器用来存放多种大信息的程序和数据，可长期保存，其特点是存储容量大、成本低、但存取速度较慢。目前微型计算机辅助存储器主要有硬磁盘、光盘以及U盘。1存储器 一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用KB、MB或GB表示。2运算器3控制器4输入/输出设备 运算器是整个计算机系统的计算中心，主要由执行算术运算和逻辑运算的算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU），用以完成各种算术运算和逻辑运算。控制
28、器是整个计算机系统的指挥中心，在系统运行过程中，不断地生成指令地址、取出指令、分析指令、向计算机的各个部件发出操作控制信号，指挥各个部件高速协调地工作。运算器和控制器合称为中央处理器（Central Processing Unit，CPU），是计算机的核心部件。CPU和主存储器是信息加工处理的主要部件，通常将这两个部分合称为主机。输入/输出设备（简称I/O设备）又称为外部设备，输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、手写板、麦克风（输入语音）等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音响设备等。辅（外）存储器可以将存储的信息输入到主机，主机处理后的数据也可以存储到辅（外）存储器中，辅（外）存储设
29、备既可以作为输入设备，也可以作为输出设备。软件包括在计算机上运行的相关程序、数据及其有关文档。通常把计算机软件系统分为系统软件和应用软件两大类。1.3.3 计算机软件系统 按照冯诺依曼型计算机体系结构，数据和程序存放在存储器中，控制器根据程序中的指令序列进行工作，简单地说，计算机的工作过程就是运行程序指令的过程。1.3.4 计算机工作原理1系统软件2应用软件 系统软件，是完成对整个计算机系统进行调试、管理、监控及服务等功能的软件。分为操作系统(如Windows 7)、语言处理程序(如C、VB)、数据库系统(如SQL-Server)、系统服务（如诊断系统程序）、标准库程序等。应用软件也称为应用程
30、序，为解决某些实际问题而研制开发的程序，各种实用程序等，应用程序通常需要系统软件的支持，才能在计算机硬件上有效运行。例如Word、Corel DRAW。功能有多有少，分为应程序软件包，如SPSS和应用小程序，如计算器等。计算机软件随着硬件技术发展而不断发展与完善，软件的发展又促进了硬件技术的发展。1.3.5 微型计算机的基本结构 微型计算机的结构如图1-13所示。图1-13 微型计算机的结构示意图 将计算机的运算器、控制器以及相关的部件集中制作在同一块大规模或超大规模集成电路上，即中央处理器（Central Processing Unit，CPU），由于处理器的体积大大减小了，故又称为微处理器
31、。目前最新的CPU有Intel CORE 2双核、四核或16核CPU等。1微处理器 总线是将计算机各个部件联系起来的一组公共信号线。微机的系统结构中，连接各个部件之间的总线称为系统总线。系统总线根据传送的信号类型可分为数据总线（Data Bus，DB）、地址总线（Address Bus，AB）和控制总线（Control Bus，CB）三部分。（1）数据总线（DB）。用于传送数据信息(包括数据、指令或控制信息)。它既可以把CPU的数据传送到存储器或I/O接口等其他部件，也可以将其他部件的数据传送到CPU。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理器的字长相一致。（2）地址总线（AB）
32、。是专门用来传送地址的，由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端口。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如8位微机的地址总线为16位，则其最大可寻址空间为21664KB，16位微型机的地址总线为20位，其可寻址空间为2201MB。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2n字节。（3）控制总线（CB）。CB来传送控制信号和时序信号，如读/写信号，片选信号、中断响应信号、中断申请信号、复位信号、总线请求信号、准备就绪信号等。因此，控制总线的传送方向由具体控制信号而定，一般是双向的，控制总线的位数要根据系统的实际控制需要而定。实际上控制总线的具体情况主要取决于CPU。2系统
33、总线 通常所说的微型计算机，其实特指的是以通用高性能微处理器为核心，配以存储器和其他外设部件，并装载完备的软件系统的通用微型计算机，简称微机或个人微型计算机。从外观上看，微机硬件由主机箱、显示器、键盘、鼠标组成，还可增加一些外部设备，如打印机、扫描仪、音视频设备等，如图1-14所示。1.3.6 微型计算机的硬件组成图1-14 微型计算机 在主机箱内部，包括主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、各种接口卡（适配卡）、电源等。其中CPU、内存是计算机结构的“主机”部分，其他部件与显示器、键盘、鼠标、音视频设备等都属于“外设”。主机音响显示器键盘鼠标耳机3微型计算机和个人计算机 主板（Main Bo
34、ard）又称为系统板、母版或电脑板。微机硬件系统的其他部件全部都是直接或间接通过主板相连接，主板实物如图1-15所示图1-15 电脑主板实物1主板 主板由以下几大部分组成：（1）主板芯片组。主板芯片组（Chipset），一般为两个集成电路，用于接收CPU指令、控制内存、总线和接口等。主板芯片组通常分为南桥和北桥两个芯片。北桥芯片组：北桥芯片的作用是用来控制内存、CPU、显示卡的，一块主板的科技含量、技术指标、性能，关键都在这块芯片中，可以说芯片组是主板的灵魂。南桥芯片组：南桥常常控制硬盘、PCI总线及设备、USB接口、AMR（Audio Modem Riser，音频/Modem扩展卡）接口和C
35、NR（Communication and Network Riser，通信与网络扩展卡）、提供DMA66的支持，提供温度监控，提供能源控制等功能。（2）内存芯片。主板上还有一类用于构成系统内部存储器的集成电路，统称为内存芯片，主要是ROM BIOS芯片和CMOS RAM芯片。ROM BIOS芯片：ROM BIOS芯片的作用很大，该芯片中保存的指令是控制主板最基本的指令，包括各种设备的初始化、控制、启动等。BIOS芯片常见的品牌是WINBOND、SST、ATMEL、Intel等，但经常表面会粘有一片贴纸，上面常有AWARD的字样，这是因为AWARD是世界上最知名的BIOS指令编制公司，还有两家是
36、PHOENIX（已和AWARD合并）和AMI。CMOS RAM芯片：CMOS RAM芯片（CMOS是一种制作工艺名称）用于存储不允许丢失的系统BIOS硬件配置信息，如软盘驱动器类型、硬盘驱动器类型、显示模式、内存大小和系统工作状态参数等。主板上安装一块钮扣锂电池来保证CMOS RAM芯片的供电支持。（3）CPU接口和内存插槽。主板上的CPU插槽是一个方形的插座，不同型号的主板，其CPU接口的规格不同，接入的CPU类型也不同。（4）IDE设备及软驱接口。IDE（Integrated Device Electronics，本意是指把控制器与盘体集成在一起的硬盘驱动器）接口，也叫ATA（Advanc
37、ed Technology Attachment，高级技术附加装置）接口，用于将硬盘和光盘驱动器接入系统。（5）I/O扩展插槽。目前PCI接口卡很多，所以主板上数目最多的就是PCI插槽了，一般是26个。另外有主板上还配有(1)加速图像接口（Accelerated Graphics Port，AGP），简称AGP插槽，是一种全新的图型处理器接口界面；(2)外围部件互联（PCI Express，PCI-E）总线，采用串行传输方式，具有更高的速度。PCI-E插槽专门用于连接显示适配卡。（6）端口。端口（Port）是系统单元和外部设备的连接槽。部分端口专门用于连接特定的设备，如连接鼠标、键盘的PS/2
38、端口。多数端口则具有通用性，它们可以连接多种外设。1）串行口（Serial Port简称串口）。主要用于将鼠标、键盘、调制解调器等设备连接到系统单元。常用串口为9根针接口，串口则最常连接外置的Modem或手写版等类。2）并行口（Parallel Port简称并口）。用于连接需要在较短距离内高速收发信息的外部设备。并口常用来连接打印机，并口为25根接口。3）通用串行总线接口（Universal Serial Bus，USB）。是串口和并口的最新替代技术。USB接口能同时将多个设备连接到系统单元，最大的优点是可以在计算机工作的时候插上或拔下，即热插拔技术，所以十分方便。USB1.1标准的传输速率为
39、12Mb/s，USB2.0标准的传输速率为480Mb/s。4）IEEE 1394接口：又称为“火线”接口（Firewire），是一种新的连接技术。目前主要用于连接高速移动存储设备和数码摄像机等设备。最高传输速率是400Mb/s。图1-16 PS接口 5）PS/2接口：PS/2接口仅能用于连接键盘和鼠标，如图1-16所示。PS/2接口最大好处就是不占用串口资源。鼠标的接口为绿色，键盘的接口为紫色。CPU是计算机系统中必备的核心部件。目前主流CPU一般是由Intel和AMD两个厂家生产的，设计技术、工艺标准和参数指标存在差异，但都能满足微机的运行需求。随着型号的不断更新，微机的性能也不断提高。CP
40、U的外观如图1-17所示。图1-17 各种CPUAMDAthlon 64 为缓解微机系统的“瓶颈”问题，在CPU与内存之间的设计增加了临时存储器单元，称为高速缓存（Cache Memory），它的容量比内存小但交换速度快。高速缓存分为一级缓存（L1 Cache）和二级缓存（L2 Cache）两部分.目前CPU的前沿技术主要有：超线程技术（Hyper-Threading Technology，HT）、64位技术、双核技术、ExecutionProtection防病毒技术等。Intel Pentium 4Intel core22CPU 存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）
41、。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。图1-18显示了新型微机系统中的存储器组织。现代微型计算机中的内部存储器，一般使用半导体存储器；而外存储器主要采用软磁盘、硬磁盘、光盘等。图1-18 微机存储系统的层次结构图1-19 RAM内存条 （1）内部存储器。如图1-19所示，内部存储器可以分为随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）和只读存储器（Read Only Memory，ROM）两大类。ROM分为可编程ROM（PROM）、可擦除PROM（EPROM）、电可擦除PROM（E2PROM）只读存储器。3存储器 （2）外
42、存储器。PC常用的外存是软磁盘（简称软盘）和硬磁盘（简称硬盘）。1）软盘。目前计算机常用的软盘按尺寸划分有5.25英寸盘（简称5寸盘）和3.5英寸盘（简称3寸盘），如图1-20所示。在软盘中，记录信息的格式如图1-21所示。一个软盘的存储容量可由下面的公式算出：软盘总容量磁道数扇区数扇区字节数(512B)磁盘面数(2)图1-20 软盘与软盘驱动器（a）5寸软盘（b）3.5寸软盘正面与反面（c）软盘驱动器图1-21 软盘存储格式 2）硬盘。硬盘的磁性材料是涂在金属、陶瓷或玻璃制成的硬盘基片上，而软盘的基片是塑料的。硬盘相对软盘来说，主要是存储空间比较大，现在的硬盘容量已在1000GB以上，如图1
43、-22所示。硬盘大多由多个盘片组成，此时，除了每个盘片要分为若干个磁道和扇区以外，多个盘片表面的相应磁道将在空间上形成多个同心圆柱面，硬盘结构如图1-23所示。图1-22 普通硬盘（a，b）和移动硬盘（c，d）（a）（b）（c）（d）图1-23 硬盘结构示意图 3）光盘。光盘的读写是通过光盘驱动器中的光学头用激光束来读写。光驱的主要技术指标是“倍速光驱信息读取的速率标准是150KB/s，光驱的读写速率=速率速率倍速系数，如40倍速光驱，是指光驱的读取速率为150KB/s40=6000KB/s。刻录机用光盘片可分为CD-R盘片和CD-RW盘片两种。光盘与光盘驱动器如图1-24所示。2-24 光盘
44、与光盘驱动器 光盘的工作原理如下图所示。工作原理工作原理导轨激光头聚碳酸酯片基铝反射层标签表面聚焦透镜激光源数字信号电信号光电转换译码数据凹坑激光盘 4）固态硬盘。固态硬盘（Solid State Disk或Solid State Drive，简称SSD），也称作电子硬盘或者固态电子盘，如图1-15所示。是由控制单元和固态存储单元（DRAM或FLASH芯片）组成的硬盘。固态硬盘的存储介质分为两种，一种是采用闪存（FLASH芯片）作为存储介质，另外一种是采用DRAM作为存储介质，目前绝大多数固态硬盘采用的是闪存介质。图1-26 U盘 5）闪速存储器。目前还有新型的可编程的只读存储器闪速存储器（F
45、lash Memory，简称U盘（也称为优盘或闪盘），U盘外观如图1-26所示。图1-25 固态硬盘 固态硬盘相比机械硬盘，具有存取速度快、防震抗摔、发热低、零噪音、体积小。目前，固态硬盘的缺点是成本高、容量小、写入速度相对慢且易产生碎片、寿命相对短、可靠性相对低。在未来一段时间固态硬盘将与机械硬盘共存，但最终固态硬盘也会取代机械硬盘的。（1）显示器。显示器又称监视器（Monitor），可分为三种类型：阴极射线管（CRT）、发光二极管（LED）和液晶（LCD）显示器。衡量显示器好坏主要有两个重要指标：一个是分辨率；另一个是像素点距。显示器的外观如图1-27所示。（2）显示适配卡。简称显示卡或显
46、卡，是微机与显示器之间的一种接口卡。显卡主要用于图形数据处理传输数据给显示器并控制显示器的数据组织方式。显卡的性能决定显示器的成像速度和效果。图1-27 液晶（LCD）和阴极射线管（CRT）显示器 目前主流的显示卡是具有2D、3D图形处理功能的AGP接口或PCI-E接口的显卡，由图形加速芯片（Graphics Processing Unit，图形处理单元，简称GPU）、随机存取存储器（显存或显示卡内存）、数据转换器、时钟合成器以及基本输入/输出系统等五大部分组成。4显示器与显示卡 显示内存（简称显存）是待处理的图形数据和处理后的图形信息的暂存空间，显存容量有512MB、14GB等种。如图1-2
47、8所示是一款某型号显示卡的外观。声卡（Sound Card或Audio Frequency Interface，或音频卡），是进行声音处理的适配器，即声卡就是把电脑的数字信号转换成我们能听到的模拟信号用的。声卡工作应有相应的软件支持，包括驱动程序、混频程序（mixer）和CD播放程序等。音响主要用于声音的输出，声卡和音响的外观如图1-29所示。图1-28 显示卡实物 图1-29 声卡与音响 5声频卡与音响接口声卡 键盘和鼠标的外观如图1-30所示。（1）键盘。现在的键盘通常有101键键盘和104键键盘两种，目前较常用的是104键键盘。（2）鼠标。鼠标是一种流行的输入设备，它可以方便准确地移动光
48、标进行定位，因其外形酷似老鼠而得名。图1-30 鼠标和键盘 根据结构的不同，鼠标可分为机械式和光电式两种；从系统内部来讲，鼠标有两种类型：PS/2型鼠标和串行鼠标，比较常见的是串行鼠标，如图1-31所示。图1-31 PS/2型鼠标和串行鼠标接口图1-32 机械式鼠标和光电式鼠标的内部结构 机械式鼠标和光电式鼠标的内部结构，如图1-32所示。6键盘与鼠标附1 键盘的使用与指法键盘：键盘分为101键盘和104键两种，如下图所示为104键盘。编辑控制键区 小数字键区打字键区指示灯区功能键区键盘的操作训练基准键位置与手指位置基准键位置与手指位置，如下图所示。手指的分工手指的分工，如下图所示。小键盘的基
49、准键位是“4，5，6”，分别由右手的食指、中指和无名指负责。在基准键位基础上，小键盘左侧自上而下的“7，4，l”三键由食指负责；同理中指负责“8，5，2”；无名指负责“9，6，3”和“”；右侧的“一、十、”由小指负责；大拇指负责“O”。打印机也是计算机系统中常用的输出设备，可以分为撞针式（击打式）和非撞针式（非击打式）两种。常用的打印机有点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机三种。常见的打印机如图1-34所示。机箱一般包括外壳、用于固定软硬驱动器的支架、面板上必要的开关、指示灯和显示数码管等。配套的机箱内还有电源。图1-34 24针打印机、喷墨打印机和激光打印机图1-35 计算机机箱内部结构与前
50、后面板7打印机8机箱 通常在主机箱的正面都有电源开关Power和Reset按钮（有些机器没有Reset按钮），Reset按钮用来重新启动计算机系统。机箱外观与内部结构如图1-35所示。对于一般微机用户来讲，有如下软件可供参考。1.3.7 微型计算机的软件配置1操作系统2工具软件 操作系统是微机必需配置的软件。目前用户用微软公司的Windows XP、Windows 7等操作系统是比较普遍的。必要的工具软件有利于系统管理、保障系统安全、方便传输交互。反病毒软件：有瑞星、金山毒霸、卡巴斯基、360等。压缩工具软件：有ZIP、WinRAR、Ghost等。网络软件用：Firefox、FlashGet、