1计算机基础知识.docx

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1、1计算机基础知识本章将介绍计算机的发展与应用,信息处理的基本知识,计算机硬件系统和软 件系统的基本知识,微机的使用,多媒体技术知识及计算机病毒的知识等内容,以 便为今后用好计算机奠定一个良好的基础。1.1计算机的发展与应用1.1.1计算机的发展 1、第一台电子计算机世界上第一台电子计算机诞生于1946年2月,称为“埃尼阿克”(ENIAC,即 Electronic Numerical Integrator and Calculator),共用了 18000 多只电子管, 重量达30吨，占地170平方米，可谓“庞然大物”,与以前的计算工具相比,计算 速度快，精度高,能按给定的程序自动进行计算,但与

2、现代计算机相比,速度却很 慢,每秒钟只能做5000次加法运算，容量小，且全部指令还没有存放在存储器中， 操作复杂，稳定性差尽管如此，它终究开创了计算机的新纪元。2、冯诺依曼结构计算机针对EN1AC在存储程序方面存在的致命弱点，美籍匈牙利科学家冯诺依曼于 1946年6月提出了一个“存储程序”的计算机方案。这个方案包含三个要点:(1)采用二进制数的形式表示数据和指令。(2)将指令和数据按执行顺序都存放在存储器中。(3)由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成计算机。其工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”,就是通常所说的“顺序存 储程序”的概念。人们把按照这一原理设计的计算机称

3、为“冯诺依曼型计算机”。冯诺依曼提出的体系结构奠定了现代计算机结构理论，被誉为计算机发展史 上的里程碑，直到现在，各类计算机仍没有完全突破冯诺依曼结构的框架。 3、计算机的发展阶段自从第一台电子计算机诞生以来，电子元件的发展、计算机系统结构和计算机 软件技术的发展都对计算机的发展起着重大的推动作用,随着计算机所用逻辑元件 的变化,计算机已经历了四代演变。(1)第一代(19461958):电子管计算机。(2)第二代(19591964):晶体管计算机。(3)第三代(19651970):固体组件计算机。(4)第四代(1971)：大规模和超大规模集成电路计算机。当前,计算机的发展主要表现为四种趋势,是

4、发展高速度、大容量和强功能 的巨型计算机;二是进步提高集成度,研制质量可靠、性能更加优良、价格更低 廉、整机更加小巧的微型计算机;三是朝着能充分利用计算机资源、扩大计算机的 使用范围、能为人们提供信息服务的计算机网络化方向发展;四是朝着能让计算机 具有模拟人的感觉和思维过程、可以越来越多地代替人类脑劳动的智能化方向发 展。1.1. 2计算机的特点和应用1、计算机的主要特点(1)运算速度快。计算机的运算速度指计算机在单位时间内执行指令的平均 速度,可以用每秒钟能完成多少次操作(如加法运算)或每秒钟能执行多少条指令 来描述,随着半导体技术和计算机技术的发展,计算机的运算速度已经从最初的每 秒几千次

5、发展到每秒几十万次、几百万次，甚至每秒几十亿次、上百亿次，是传统 的计算工具所不能比拟的。(2)计算精度高。计算机中数的精度主要表现为数据表示的位数,一般称为 机器字长，字长越长精度越高，目前微型计算机的字长已达64位。(3)具有记忆”和逻辑判断功能。计算机不仅能进行计算，而且还可以把 原始数据、中间结果、运算指令等信息存储起来，供使用者调用，这是电子计算机 与其他计算装置的一个重要区别。计算机还能在运算过程中随时进行各种逻辑判 断,并根据判断的结果自动决定下一步应执行的命令。(4)程序运行自动化。计算机内部的运算处理是根据人们预先编制好的程序 自动控制执行的，只要把解决问题的处理程序输入到计

6、算机中，计算机便会依次取 出指令，逐条执行,完成各种规定的操作，不需要人工干预。2、计算机的应用计算机具有高速精确的计算能力，以及由此产生的超凡的数据处理能力、逻辑 判断能力，决定了计算机的应用相当广泛，涉及到科学研究、军事技术、农业生 产、文化教育、日常生活等方面。(1)科学计算。也称数值计算，是利用计算机解决科学研究和工程设计等方面 的数学计算问题。科学计算的特点是计算量大，要求精度高,结果可靠。利用计算 机高速性、大存储容量、连续运算能力，可以处理人无法实现的各种科学计算问题。 例如，人造卫星轨道的计算、宇宙飞船的制导、气象预报等。(2)数据处理。数据处理指的是对信息进行采集、加工、存储

7、、传递,并进行 综合分析，常泛指非科学计算方面的以管理为主的所有应用。例如，财务管理、统 计分析、企业管理、商品销售管理、档案管理、图书检索等。数据处理的特点是原 始数据量大，算术运算较简单，有大量的逻辑运算与判断，结果要求以表格或文件 的形式存储或输出等。(3)过程控制。将计算机用来控制各种自动装置、自动仪表、生产过程等，都 称为过程控制或实时控制。例如,交通运输方面的行车调度,农业方面人工气候箱 的温、湿度控制;业生产自动化方面的巡回检测、自动记录、监视报警、自动启 停、自动调控等内容;家用电器中的某些自动功能等,都是计算机在过程控制方面 的应用。(4)计算机辅助系统。计算机辅助系统包括计

8、算机辅助设计(CAD)、计算机辅 助制造(CAM),计算机辅助教学(CAI),计算机辅助测试(CAT)等。(5)人工智能。是用计算机执行某些与人的智能活动有关的复杂功能。目前研 究的方向有:模式识别、自然语言理解、自动定理证明、自动程序设计、知识表示、 专家系统、数据智能检索等。例如,用计算机模拟人脑的部分功能进行学习、推理、 联想和决策;模拟著名医生给病人诊病的医疗诊断专家系统等等。(6)计算机通信、计算机网络。利用通信设备和线路将地域不同的计算机系统 互联起来,并在网络软件支持下实现资源共享和传递信息的系统。大到遍及全世界 的Internet,小到几台计算机联成的局域网，计算机网络正在普遍

9、应用。(7)办公自动化。是指用计算机或数据处理系统来处理日常例行的各种工作。 是当前最为广泛的类应用，它具有完善的文字和表格处理功能，较强的资料、图 像处理和网络通信能力，可以进行各种文档的存储、查询、统计等工作。例如，起 草各种文稿，收集、加工、输出各种资料信息等。总之，计算机已在各个领域、行业中得到广泛的应用,其应用范围已渗透到科 研、生产、军事、教学、金融、交通、农林业、地质勘探、气象预报、邮电通信等 各行各业，并且深入到文化、娱乐和家庭生活等各个领域，其影响涉及社会生活的 各个方面。1.2计算机中信息的表示数据是人类能够识别或计算机能够处理的某种符号的集合,包括数字、文字、 声音、图像

10、等，经过加工处理后用于人们制定决策或具体应用的数据称做信息。信 息的表示有两种形态:一种是人类可识别和理解的信息形态;一种是计算机能够识 别和理解的信息形态。由于计算机硬件是由电子元器件组成的，而电子元器件大多 都有两种稳定的工作状态,可以很方便地用来表示“”和“ 1”。因而在计算机内 部普遍采用“”和“表示的二进制，这就使得通过输入设备输入到计算机中的 任何信息，都必须转换成二进制数的表示形式，才能被计算机硬件所识别。1. 2.1进位计数制要掌握进位计数制,必须先掌握数码、基数、进位计数制、位权的概念。下面 以十进制为例，来介绍上述概念。(1)组成十进制数的9这些数字符号称为数码。(2)全部

11、数码的个数称为基数。十进制数的基数为10。(3)用“逢基数进位”的原则进行计数，称为进位计数制。十进制的计数原则 是“逢十进”。(4)进位后的数字,按其所在位置的前后，将代表不同的数值,表示各位有不 同的“位权”。十进制数个位的“1”,代表1,即个位的位权是1i十位的“1”，代 表10,即十位的位权是10;百位的“ 1”,代表100,即百位的位权是100,依次类 推，位权与基数的关系是:位权的值等于基数的若干次基。例如:十进制数346.7可以展开成下面的多项式:346. 7=3X 102+4X 1O+6X 10+7X10 式中IO、1010、1()T即为该位的位权,每一位上的数码与该位权 的乘

12、积，就是该位的数值。任何种数制表示的数都可以写成按位权展开的多项式 之和,一般形式为:N=d7bT+d0 2尸+d“ 3b叫+d式中：n整数的总位数m一-小数的总位数d林该位的数码b基数b 位权1. 2. 2常用的进位计数制及书写规则1、计算机中常用的进位计数制有:二进制、八进制、十进制、十六进制,其数码 如下:二进制:、1进制：、1、2、3、4、5、6、7十进制：、1、2、3、4、5、6、7、8、9十六进制：、1、2、3、4、5, 6、7、8、9、A、B、C、D、E、F2、书写规则有两种:在数字后面加英文标识,或在括号外面加数字下标。(1)在数字后面加英文标识B (Binary):表示二进制

13、数。如,二进制数500可写成500B。0 (Octonary )：表示八进制数。如，进制数500可写成500。D (Decimal):表示十进制数。如,十进制数500可写成500D。一般约定D可 省去不写,即无后缀的数字为十进制数。H (Hexadecimal):表示十六进制数。如，十六进制数500可写成500H。(2)在括号外面加数字下标(1001) 2：表示二进制数1001。(3423) 8：表示八进制数3423。(5679) ,：表示十进制数5679。(3FE5)正:表示十六进制数3FE5。3、进位计数制之间的转换(1)非十进制数转换成十进制数转换方法:将要转换的非十进制数的各位数字与它

14、的位权相乘,其积相加，和 数就是十进制数。例:(101101. 11 ) 2=1 X 20 X 2+1 X 23+1 X 22+0 X 2+1 X 2+1 X 21 X 2=32+0+8+4+0+l+0.5+0.25= (45. 75) (123.4) =1 X82+2X81+3X8+4X8=64+16+3+0. 5= (83.5) .(5F. A) 16=5X 16+15X 16+10X 16 =80+15+0. 0625= (95. 0625) l0(2)十进制数转换成非十进制数转换方法:将十进制数转换为其他进制数时，可将此数分成整数与小数两部分 分别转换，然后再拼接起来即可。整数部分转换

15、:将十进制整数连续除以非十进制数的基数，并将所得余数保留 下来，直到商为,然后用“倒数”的方式(第一次相除所得余数为最低位，最后 一次相除所得余数为最高位)，将各次相除所得余数组合起来即为所要求的结果。 此法称为“除以基数倒取余法”。小数部分转换:将十进制小数连续乘以非十进制数的基数,并将每次相乘后所 得的整数保留下来，直到小数部分为或己满足精确度要求为止，然后将每次相乘所得的整数部分按先后顺序(第一次相乘所得整数部分为最高值,最后一次相乘所 得的整数部分为最低值)组合起来。 例:将(25. 6875) m转换成二进制数。 整数部分转换如下:2 |25 余数2 I- 1212I602130T_

16、1 01整数部分为(11001) 2 小数部分转换如下： 0.6875X) 2 3750 1位 0. 3750X) 2 0. 7500 00. 7500X)_ 2_ 1.500010. 5000X) 21. 00001进制整数低位二进制整数高位二进制小数高二进制小数低位小数部分为：(0. 1011) 2将整数部分与小数部分组合起来,即：(25.6875) io= (11001. 1011) 2说明:a.十进制纯小数转换时，若遇到转换过程无穷尽时，应根据精度的要求确定 保留几位小数，以得到个近似值。b,十进制与八进制、十六进制的转换方法和十进制与二进制之间的转换方法相 同，这里不再举例。(3)二

17、、十六进制数的相互转换a.二进制数与八进制数之间的转换，由于一位进制数对应三位二进制数，因 此转换方法如下:二进制数转换为进制数:将二进制数以小数点为界，分别向左、向右每三位 分为组，不足三位时用补足(整数在高位补,小数在低位补),然后将每组 三位二进制数转换成对应的进制数。例:将(1011010.1) 2转换成进制数001 011 010. 1001 324(1011010. 1) 2=(132. 4)8进制数转换为二进制数:按原数位的顺序,将每位进制数等值转换成三位 二进制数。例：将进制数(756.3) 8转换成二进制数756 .3111101110011(756.3) 8= (11110

18、1110.011) 2b,二进制数与十六进制数之间的转换:由于一位十六进制数对应四位二进制 数,因而转换方法如下：二进制数转换为十六进制数：将二进制数以小数点为界，分别向左、向右每四 位分为组，不足四位时用补足(整数在高位补,小数在低位补),然后将每 组的四位进制数等值转换成对应的十六进制数。例：将二进制数(1100111001.001011)转换成十六进制数。0011 0011 1001.0010 11003392 C(1100111001.001011) 2= (339.2016十六进制数转换为二进制数:按原数位的顺序,将每位十六进制数等值转换成 四位二进制数。例:将(AB3. 57).转

19、换成二进制数AB3 .5 71010 1011 0011 0101 0111(AB3. 57)戸(101010110011.01010111) 21、 2. 3字符编码计算机可以处理的信息除了数值之外,还有各种各样的文字、符号、声音、图 像、视频等等，这些信息也必须表示为二进制编码的形式,计算机才能进行处理, 下面介绍些常用的编码标准。1、ASCII码在计算机中,字符的存储和通信普遍采用ASCI!码(American Standard Code For Information Interchange,美国标准信息交换代码)。ASCH码用七位二进制数进行编码，可以表示128个字符，包括9十个数码

20、 符号、52个大小写英文字母，32个标点符号和运算符，34个控制符。若要确定一个字符的ASCH码，先在表中查出其位置，然后确定其所在位置 对应的列和行。根据列确定所查字符的高3位编码(D4D,),根据行确定所查字 符的低4位编码(DsDDD。)。最后将高3位编码与低4位编码组合在起，既为所查字符的ASC II码。例如,字符“ A”的ASCII码为1000001,对应的十进制数为65。ASCII码常用于输入/输出设备，如键盘输入，显示器和打印机输出等，当从键 盘输入字符时,编码电路将字符转换成对应的ASCH码输入计算机内,经处理后再 将ASCI码衣示的数据转换成对应的字符后在显示器或打印机上输出

21、。为了表示更多的信息，新版本的ASCH -8采用8位二进制进行编码。当最高 位为时,称为基本ASCII码（编码与7位的相同）,当最高位为1时，形成扩充 的ASCII码，它表示数的范围为128255,可表示128种符号,通常各个国家都把 扩充的ASCI!码作为自己国家语言文字的代码。2、 BCD 码BCD （Binary Coded Decimal）码又称进制编码”,专门解决用二进制数表 示十进制数的问题。BCD码将每一位十进制数用四位二进制数表示，其编码方法很 多，有BCD、BCD皿余3码、格雷码等。最常用的是BCD-码，其方法是四位二进制数表示一位十进制数，自左至右每 一位对应的位权是8、4

22、、2、1。BCD码非常直观，但BCD码仅仅表示形式上的二进 制数并非真正的二进制数。例如，十进制数（82.5）婚对应的BCD码是 （10000010.0101） Ko,但对应的二进制数是（1010010. 1） 2.3,汉字编码我国用户在使用计算机进行信息处理时，一般都要用到汉字，在计算机中使用 汉字必须解决汉字的输入、输出及汉字处理等系列问题。由于汉字数量大，汉字 的形状和笔画多少差异极大,无法用个字节的二进制代码实现汉字编码，因此汉 字有自己独特的编码方法。在汉字输入、输出、存储和处理的不同过程中，所使用 的汉字编码不相同,归纳起来主要有汉字输入码、汉字交换码、汉字机内码和汉字 字形码等编

23、码形式。（1）汉字输入码。汉字输入码是为用户由计算机外部设备输入汉字而编制的 汉字编码，又称外码。汉字输入码位于人机界面上，面向用户，编码原则筒単易记, 操作方便,有利于提高输入速度，汉字的输入编码很多，归纳起来主要有数字编码、 字音编码、字形编码和音形结合编码等几大类，每种方案对汉字的输入编码并不相 同，但经转换后存入计算机内的机内码均相同。例如，我们以全拼输入编码键入 “jin”,或以五笔字型输入法键入“QQQQ”都能得到“金”这个汉字对应的机内码。 这个工作由汉字代码转换程序依照事先编制好的输入码对照表完成转换。（2）汉字交换码。汉字交换码是指在对汉字进行传递和交换时使用的编码， 也称国

24、标码。1981年，国家标准局颁布了信息交换用汉字编码字符集（基本集）, 简称GB231280,代号国标码,是在汉字信息处理过程中使用的代码的依据。GB2312 80共收集汉字、字母、图形等字符7445个，其中汉字6763个（常用的级汉 字3755个，按汉语拼音字母顺序排列;二级汉字3008个，按部首顺序排列）,此 外,还包括一般符号、数字、拉丁字母、希腊字母、汉语拼音字母等。在该标准集 中，每个汉字或图形符号均采用双字节表示，每个字节只用低7位:将汉字或图形 符号分为94个区,每个区分为94个位，高字节表示区号，低字节表示位号。国标 码一般用十六进制表示，在个汉字的区号和位号上分别加十六进制2

25、0H,即构成 该汉字的国标码。例如，汉字“啊”位于16区01位,其区位码为十进制数1601D （即十六进制数!00114）,对应的国标码为十六进制数3021H。（3）汉字机内码。汉字机内码是只在计算机内部存储、处理、传输汉字用的 代码,又称内码。汉字国标码作为种国家标准,是所有汉字都必须遵循的统标准,但由于国 标码每个字节的最高位都是“”,与国际通用的Ascn码无法区别,必须经过某种 变换才能在计算机中使用，英文字符的机内代码是7位的ASCH码，最高位为“0”, 而将汉字机内代码两个字节的最髙位设置为“，这就形成汉字的内码。（4）汉字字形码。汉字字形码是表示汉字字形信息的编码。目前在汉字信息

26、处理系统中大多以点阵方式形成汉字,所以汉字字形码就是确定一个汉字字形点阵 的代码，全点阵字形中的每一点用个二进制位来表示，随着字形点阵的不同，它 们所需要的二进制位数也不同，例24X24的字形点阵，每字需要72字节;32X32 的字形点阵，每字共需128字节，与每个汉字对应的这串字节，就是汉字的字形 码。综上所述,汉字处理过程就是这些代码的转换过程。可以把汉字信息处理系统 抽象为个简单模型，如图L 1所示:输入f |输入码一换码卜|机内码厚形硼-输出图1. 1汉字处理过程4、信息存储单位信息的存储单位有“位”、“字节”、“字”等。（1）位（bit）o位是度量数据的最小单位，表示一位二进制信息。

27、（2）字节（byte）。个字节由八位二进制数字组成（lbyte=8bit）。字节是 信息存储中最常用的基本单位。计算机的存储器（包括内存和外存）通常也是以多少字节来表示它的容量，常 用的单位有:KB （千字节）lKB=1024byteMB （兆字节）1MB=1O24KB GB （千兆字节）1GB=1O24MB TB （太字节） 1TB=1O24GB（3）字（word）。字是位的组合,是信息交换、加工、存储的基本单元（独 立的信息单位）。用二进制代码表示,个字由一个字节或若干字节构成（通常取 字节的整数倍）。它可以代表数据代码、字符代码、操作码和地址码或它们的组合, 字又称计算机字,用来表示数据

28、或信息长度，它的含义取决于机器的类型、字长及 使用者的要求，常用的固定字长有32位、64位等。（4）字长。中央处理器内每个字所包含的二进制数码的位数（能直接处理参 与运算寄存器所含有的二进制数据的位数）或字符的数目叫字长，它代表了机器的 精度。机器的设计决定了机器的字长。一般情况下，基本字长越长,容纳的位数越 多，内存可配置的容量就越大，运算速度就越快，计算精度也越高，处理能力就越 强。字长是计算机硬件的项重要的技术指标。目前微机的字长由32位转向64位 为主。1.3计算机系统的组成个完整的计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。计算机硬件是指 计算机系统中的各种物理装置,是计算机系统的物质

29、基础,如CPU、存储器、输入 /输出设备等。计算机软件是相对于硬件系统而言的。软件系统着重解决如何管理 和使用机器的问题。硬件和软件是相辅相成的。没有任何软件支持的计算机称为裸 机。裸机本身几乎不具备任何功能,只有配备一定的软件,才能发挥其功能。1. 3.1计算机的基本工作原理1、计算机硬件系统按照冯.诺依曼的计算机结构思想,计算机硬件系统由五部分构成，即运算器、 控制器、存储器、输入设备和输出设备。(1)输入设备。输入设备是用来向计算机主机输入程序和数据的设备，计算 机常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等等。(2)运算器(Arithmetic Logical Unit , ALU)运算器是计

30、算机中进行算 术运算和逻辑运算的部件。(3)控制器(Control Unit , CU),控制器是统控制和指挥计算机的各个 部件协调工作的部件。在控制器的控制下，计算机能够自动按照程序设定的步骤进 行系列指定的操作，以完成特定的任务。运算器和控制器合称为中央处理器(Center Processing Unit, CPU),是计算 机系统的核心部件。(4)存储器。存储器是用来存储程序和数据的部件。存储器可以在控制器控 制下对数据进行存取操作，我们把数据从存储器中取出的过程称为“读”，把数据 存入存储器的过程称为“写”。存储器容器用B、KB、MB、GB、TB等存储容量单位 表示。通常将存储器分为内

31、存储器(内存)和外存储器(外存)内存储器又称为主存储器,是主机的一部分，可以由CPU直接访问，优点是存 取速度快，但存储容量小，主要用来存放系统正在处理的数据。根据性能和特点的不同，内存又分为只读存储器和随机存储器两类。只读存储器(Read Only Memory, ROM)在工作过程中只能读出其中的数据， 不能写入新的数据，即使电源中断,ROM中数据也不会丢失，ROM一般用来存放固 定的系统程序和参数表等。随机存储器(Random Access Memory, RAM)在工作过程中既可读出其中的数 据，也可修改其中的数据或写入新的数据，一旦中断电源，RAM中存放的数据将全 部丢失。外存储器又

32、叫辅助存储器，如硬盘、软盘、光盘等。存放在外存中的数据必须 调入内存后才能运行。外存存取速度慢，但存储容量大，主要用来存放暂时不用， 但又需长期保存的程序或数据。(5)输出设备。输出设备是将计算机处理的数据、计算结果等内部信息按人 们要求的形式输出。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。中央处理器和内存储器合称为主机。各种输入设备、输出设备、外存储器称为 外部设备。2、计算机软件系统计算机软件是指在计算机硬件上运行的各种程序及有关文档资料的总称。它的 作用在于对计算机硬件资源的有效控制与管理,提高计算机资源的使用效率,协调 计算机各组成部分的工作，并在硬件提供的基本功能的基础上,扩大计算机

33、的功能, 提高计算机实现和运行各类应用任务的能力;同时向用户提供尽可能方便、灵活的 计算机操作使用界面和诊断等所需要的工具等。计算机软件系统包括系统软件和应用软件。系统软件一般山计算机厂商提供， 应用软件是为解决某问题而由用户或软件公司开发的。(1)系统软件。系统软件是指管理、监控和维护计算机资源(包括硬件及软 件)的软件，它主要包括操作系统、各种语言处理程序以及各种工具软件等。a.操作系统:操作系统(Operating System, OS)是控制和管理计算机硬件和 软件资源、合理地组织计算机工作流程并方便用户充分且有效地使用计算机资源的 程序集合，操作系统是系统软件的“核心”，是用户与计算

34、机之间的接口，也是其 他系统软件和应用软件能够在计算机上运行的基础。目前,计算机上常用的操作系统有:DOS, Windows, Unix, Linux等，其中基 于图形界面、多任务的Windows操作系统使用最为广泛。b.程序设计语言及处理程序:人们要利用计算机解决实际问题,一般首先要编 写程序。程序设计语言就是用来编写程序的语言，它是人与计算机之间交换信息的 工具。程序设计语言一般分为机器语言、汇编语言和高级语言三大类。c.工具软件：工具软件又称服务软件，它是开发和研制各种软件的工具,常见 的工具软件有诊断程序、调试程序、编辑程序等。这些工具软件为用户编制计算机 程序及使用计算机提供了方便。

35、诊断程序：诊断程序是面向计算机维护的种软件，功能是诊断计算机各部件 能否正常工作。例如,对微机加电后,一般都首先运行ROM中的一段自检程序，以 检查计算机系统是否能正常工作。这段自检程序就是一种最简单的诊断程序。调试程序：调试程序是程序开发者的重要工具，用于对程序尤其大型程序进行 调试。例如，DEBUG就是一般PC机系统中常用的种调试程序。编辑程序:编辑程序是计算机系统中不可缺少的种工具软件。主要用于输入、 修改、编辑程序或数据。(2)应用软件应用软件是指专门为解决某个应用领域内的具体问题而编制的软件，由于计算 机的应用几乎已渗透到了各个领域，所以应用程序也是多种多样的。常用的应用软件有以下几

36、种:a,各种信息管理软件;b.各种文字处理软件;c,各种计算机辅助设计软件和辅助教学软件;d.实时控制软件：e.各种软件包，如数值计算程序库、图形软件包等。综上所述,计算机是个由计算机硬件和计算机软件构成的完整系统,其中硬 件包括主机和外部设备等,软件可分为系统软件和应用软件两大类，如图1-3所示。 1.3. 2微型计算机系统的组成微型计算机又称做PC机（Personal Computer,个人计算机），是大规模集成中央处理器（CPU） 一I控制器”只读存储器（ROM）内存储器硬件（随机存储器（RAM）”外存设备计算机系统I外部设备输入设备I输出设备r系统软件I应用软件系统软件程序设计语言及处

37、理程序、工具软件r用户程序应用软件包图1-3计算机系统的组成电路技术与计算机技术相结合的产物。从外观上看,微机主要山主机、显示器、键 盘和鼠标等组成,有时根据需要还可以增加打印机、扫描仪、音箱等外部设备。主 机主要由系统主板、CPU、内存储器、外存储器、输入/输出电路、电源等组成。微型机属于冯诺依曼体系结构，硬件系统也是由五大部分组成,但有自己的 构造特点。微机主要采用微处理器及总线结构,微型机使用大规模集成电路技术将 运算器和控制器集成在个体枳小但功能强大的微处理器芯片上，主机的各部件之 间通过总线相连接,而外部设备则通过相应的接口电路再与总线相连。如图1-4所 示为从总线的角度表示的微型机

38、硬件系统的逻辑结构。图1-4微机硬件体系基本结构示意图1、总线总线是微型机中各硬件组成部件之间传递信息的公共通道,是连接各硬件模块 的纽带。微型机的总线分为内部总线和外部总线。内部总线是指在CPU内部的寄存器之 间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据的通路;外部总线是指CPU与内存 和输入/输出设备接口之间进行通信的通路。通常所说的总线般指外部总线。外 部总线分为数据总线DB (Data Bus)、地址总线AB (Address Bus)和控制总线CB (Control Bus)数据总线用来传输数据。数据总线是双向的,既可以从CPU送到其他部件,也 可以从其他部件传输到CPU。数据总线的

39、位数,也称宽度,与CPU的位数相对应。地址总线用来传递由CPU送出的地址信息，和数据总线不同，地址总线是単向 的。地址总线的位数决定了 CPU可以直接寻址的内存范围。控制总线用来传输控制信号，其中包括CPU送往存储器或输入/输出接口电路 的控制信号,如读信号、写信号和中断响应信号等;还包括系统其他部件送到CPU 的信号，如时钟信号、中断请求信号和准备就绪信号等。2、主板主板是块多层印刷信号电路板，外表两层印刷信号电路，内层印刷电源和地 线。主板插有微处理器(CPU),它是微型机的核心部分。还有6、8个长条形插槽, 用于插显示卡、声卡、网卡(或内置modem)等各种选件卡；还有用于插内存条的 插

40、槽及其他接口等。主机性能的好坏对微型机的总体指标将产生举足轻重的影响。 3、中央处理器中央处理器(Central Processing Unit, CPU)是微机硬件系统的核心，一一般 由高速电子线路组成。主要包括运算器和控制器及寄存器组，有的还包含了高速缓 冲存储器。集成在块芯片上，称微处理器。由于CPU在微机中的关健作用，人们往往将CPU的型号作为衡量和购买机器 的标准，如586、PHI、P4等微处理器都成为机器的代名词。决定微处理器性能的指标很多，其中主要是字长和主频。字长是指微处理器 次可处理的数据位数,微处理器的字长越长,寻址能力就越强,运算速度就越快， 数据处理能力也就越强。目前的

41、微处理器的字长已为64位。主频是指微处理器的时钟频率，主频越高, 运算速度越快。目前美国Intel公司生产的Pentium 4的CPU主频已达3. 0GHz。 4、内存储器内存储器是微型计算机存储各种信息的部件。内存按其基本功能和性能,可分 为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）,但一般说“内存容量”时,则指RAM, 不包括ROM在内。5、高速缓存（Cache）高速缓存逻辑上位于CPU和内存之间，为内存与CPU交换数据提供缓冲区。 Cache与CPU之间的数据交换速度比内存与CPU之间的数据交换速度快得多。随着 微型计算机的CPU处理速度越来越快，CPU对内存的数据存取速度的要求也越来越

42、 高,为了解决内存与CPU速度的不匹配问题，在CPU与内存之间增加了 CacheCache 分为级Cache和二级Cache。CPU读写程序和数据时先访问Cache,若Cache中没有所需数据时，CPU 边 直接访问内存，边将内存中当前或将来需要的数据调入Cache中。这样提高了 CPU与内存的交换速度，但存储器的管理耍変杂得多。6、外存储器外存储器可用来长期存放程序和数据。外存不能被CPU直接访问，其中保存的 信息必须调入内存后才能被CPU使用。微型计算机的外存相对于内存来讲大得多, 一般指软盘、硬盘、光盘和USB闪存等。（1）软盘存储器 由软盘、软盘驱动器（简称软驱）和软盘控制适配器（或

43、软盘驱动卡）3部分组成，软盘是存储介质，只有插入软驱中且在软盘驱动卡的控 制下才能完成工作。目前的台式PC和便携机的软驱是3. 5英寸薄型高密驱动器，适用于存储量为 1. 44MB的3. 5英寸高密软盘。这是20世纪90年代微机软驱的主流产品。现逐渐 被淘汰。（2）硬盘存储器硬磁盘由硬质合金材料构成的多张盘片组成，硬磁盘与硬盘驱动器作为个整 体被密封在个金属盒内，合称为硬盘，硬盘通常固定在主机箱内。与软盘相比， 硬盘具有使用寿命长、容量大、存取速度快等优点，防潮、防腐、防霉、防尘性能 好,如果使用得当,硬盘上的数据可保存数年之久。应用最广的小型温式（温彻斯特式）硬磁盘机，是在个轴上平行安装若干

44、个 圆形磁盘片，它们同轴旋转。每片磁盘的表面都装有一个读写头，在控制器的统 控制下沿着磁盘表面径向同步移动，于是几层盘片上具有相同半径的磁道可以看成 是个圆柱,每个圆柱称为个“柱面（Cylinder）”。硬盘容量的计算公式为:硬盘容量=每扇区字节数（512） X磁头数X柱面数X每磁道扇区数除了存储容量，硬盘的另个主要性能指标是存取速度。影响存取速度的因素 有盘片旋转速度、数据传输率、平均寻道时间等。目前微型机硬盘盘片的转速达7200 r/min,存储容量可达!20GB.（3）光盘存储器光盘存储器由光盘和光盘驱动器组成,光盘驱动器使用激光技术实现对光盘信 息的读出和写入。光盘的特点:a.存储容量

45、大。多数普通的CD-ROM盘片容量达650MB,还有的 达到700MB, 800MB、900MB。DVD光盘有单面单层、单面双层、双面单层和双面双 层4种结构。其中一张DVD-ROM的单面单层盘片容量达4. 7GB单面双层或双面单 层的DVD-ROM盘片容量达9. 4GB,双面双层的DVD盘片容量达17GB, “蓝光盘（使 用蓝色激光代替普遍使用的红色激光）”的数据存储量达27GB。b.读取速度快。早 期光驱的数据传输速率为150KB/S,这个速率被称为单倍速,以后速率都以它的倍 数提高，于是就以倍速来代称光驱的数据传输速率。如300KB/S称为2倍速， 1500KB/S称为10倍速。现在的光

46、驱数据传输速率已达到56倍速甚至更高。c.可 靠性高。信息保留寿命长，可用做文献档案、图书管理和多媒体等方面的应用。 d.价位低。e.携带方便。光盘类型:光盘按性能可分为只读型、可写入一次型和可重写型3种类型。a.只读型光盘。又称CD-ROM。b.可写入一次型光盘。又称WORM或简称W0光盘。c.可重写型光盘。（4）移动式存储器为适应移动办公存储大容量数据发展的需要，新型的、可移动的外部存储器已 广泛使用。例如,可移动硬盘、U盘等。可移动硬盘：传统概念上的硬盘是与机箱固定在起的，作为计算机的一个组 成部分而存在的。随着计算机技术的发展，采用USB接口的移动硬盘应运而生，并 且以其超强抗震、热拔

47、插、无外接电源、支持多种操作系统等诸多优势，随着价格 的下降开始流行。其速度达到普通软盘的20多倍，容量也相当于软盘的6800张, 并且在安全性方面更是超过了易坏的软盘。U盘:也称优盘。移动硬盘的存储介质还是采用原始的计算机硬盘，只不过把 台式机的硬盘换成笔记本上的硬盘。U盘是种基于闪存介质和USB接口的移动存 储设备，其优点是：a.无需驱动器和额外电源,只需从其采用的标准USB接口总线 取电,可热拔插，真正即插即用;b.通用性高、容量大（一般为32MB、64MB、128MB、 256MB）、读写速度快（为软盘的15倍多）；c.抗震防潮、耐高低温、带写保护开 关（防病毒）、安全可靠,可反复使用10年;d.体积小（与一般的打火机差不多）、 轻巧景致、美观时尚、易于携带。U 盘在 WindwsME/2000/XP、Mac OS 9. x/M OS X、Linux Kernel 2. 4 下均不需 要驱动程序,可宜接使用，很快会取代软盘。注意:a.插拔U盘时，必须等指示灯停止闪烁时方可进行；b.写保护的关闭和 打开，均需在从接口上拔下的状态下进行。7、磁盘驱动器接口磁盘驱动器通过