第一章 计算机基础知识 中职《计算机应用基础》（北京理工大学出版社）同步教学课件

第一章 计算机基础知识 1.1 计算机概述 1.2 计算机系统的基本组成 1.3 微型计算机系统 1.4 信息在计算机中的存储和表示 1.5 多媒体计算机 1.6 上机操作指导 1.1 计算机概述 世界上的第一台计算机名为ENIAC(埃尼阿克).诞生于1916年2月15日.由美国宾夕法尼亚大学的物理学家莫克利和埃克特发明它是由17 000多个电子管组成.耗电达172 kW.占地170 m2,重达30 t的庞然大物在以后的60多年中.随着科技的进步和新型电子元器件的发明.计算机经历了四个发展阶段其间.计算机的体积越来越小.功能越来越强大.价格越来越低.应用也越来越广泛目前.计算机正朝着智能化(第五代)的方向发展;同时.随着人们对环保与能源的高度重视.低功耗、对人们生产、生活有益的生物计算机也将是一个发展方向。 1. 1. 1计算机的发展 人们根据计算机使用元器件的不同.将计算机的发展划分为以下四个时代。 下一页 返回 1.1 计算机概述 第一代:电子管计算机((1926-198年) 以电子管为主要元器件.主要特点是价格高、运算速度慢、可靠性差、输人设备和输出设备都非常简单.仅能采用穿孔纸带和卡片主要用途:科学计算 第二代:晶体管计算机((198-1962年) 以晶体管代替了第一代的电子管作为主要元器件.使计算机体积减小、质量减轻、运算速度加快.由第一代的每秒近万次运算提高到每秒几万次甚至几十万次主要用途:科学计算、数据处理和实时控制 第三代:中小规模集成电路计算机((1962-1970年) 随着制造工艺的不断发展.出现了集成电路元器件.于是计算机也开始采用中小规模的集成电路元件这使计算机的体积更小、耗电量更少、运算速度可达每秒几百万次主要用途:除了上述基本用途外.计算机的应用已经扩展到企业管理和建筑设计等领域 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 第四代:大规模集成电路计算机(1971年到现在) 1971年以后·由于集成电路技术的飞速发展·产生了大规模集成电路元器件从此.计算机进人到了大规模集成电路时代.计算机体积变得更小.耗电量更低.运算速度高达每秒几千万次到上万亿次主要用途:已广泛用于图像处理、语音识别等各种领域 随着计算机技术的不断提高.计算机必将越来越广泛地应用于各个领域之中.智能化、网络化及多媒体化等必将成为计算机的主要发展方向随着计算机网络的普及.计算机将成为人们必备的主要工具(将像手机一样.人手一台.甚至有人有几台的现象) 1. 1. 2计算机的特点 自从第一台电子计算机问世以来.计算机技术得到了突飞猛进的发展.主要有以下几个特点 1.运算速度快 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 计算机的运算速度(也称为处理速度)用MIPS来衡量.现代的计算机运算速度在几十MIPS(每秒执行百万条指令)以上.而巨型机运算速度则可达到千万个MIPS随着计算机技术的发展.计算机的运算速度还在不断地提高计算机有如此高的速度是其他任何计算工具无法比拟的.它使得过去需要几年甚至几十年才能完成的复杂运算任务.现在只需几天、几小时甚至更短的时间就可以完成.正是由于计算机的运算速度不断地提高.所以它在航空航天、气象预报、军事等领域发挥了越来越重要的作用例如天气预报.由于需要分析大量的气象资料数据.单靠手工完成计算是不可能的.而用巨型计算机只需十几分钟就可以完成 2.计算精度高 电子计算机具有以往计算工具无法比拟的计算精度.目前已达到小数点后上亿位的精度.而且运算十分准确 3.具有“记忆”和逻辑判断能力 计算机的存储系统由内存和外存组成.具有存储和“记忆”大量信息的能力.现代计算机的内存容量已达到几千兆.而外存容量更大计算机借助于逻辑运算.可以进行逻辑判断.并根据判断结果自动地确定下一步该做什么 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 4.可靠性高 随着微电子技术和计算机技术的发展.现代电子计算机连续无故障运行时间可达到几十万小时以上.具有极高的可靠性例如.安装在宇宙飞船上的计算机可以连续几年时间可靠地运行计算机应用在管理中也具有很高的可靠性.而人却很容易因疲劳而出错另外.计算机对于不同的问题.只是执行的程序不同.因而具有很强的稳定性和通用性用同一台计算机能解决各种问题.应用于不同的领域。 微型计算机除了具有上述特点外.还具有体积小、质量轻、耗电少、维护方便、通用性强、易操作、功能强、使用灵活、价格便宜等特点计算机还能代替人做许多复杂、繁重的工作 1. 1. 3计算机的分类 计算机的分类方法很多.根据所采用的分类标准不同.通常把计算机分为以下几种类型 1.按照计算机的原理分类 按照计算机的原理.可分为模拟计算机、数字计算机和混合型计算机 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 (1)模拟计算机 模拟计算机问世较早.内部所使用的电信号模拟自然界的实际信号.因而称为模拟电信号模拟计算机处理问题的精度差.所有的处理过程均需模拟电路来实现.电路结构复杂.抗外界干扰能力极差。 (2)数字计算机 数字计算机是当今世界电子计算机行业中的主流.其内部处理的是一种称为符号信号或数字信号的电信号它的主要特点是“离散”.在相邻的两个符号之间不可能有第三种符号存在由于这种处理信号的差异.使得它的组成结构和性能优于模拟计算机 (3)混合型计算机 混合型计算机是可以进行数字信息和模拟物理量处理的计算机混合计算机通过数模转换器和模数转换器将数字计算机和模拟计算机连接在一起.构成完整的混合计算机系统混合型计算机一般由数字计算机、模拟计算机和混合接口三部分组成.其中模拟计算机部分承担快速计算的工作. 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 而数字计算机部分则承担高精度运算和数据处理混合型计算机同时具有数字计算机和模拟计算机的特点:运算速度快、计算精度高、逻辑和存储能力强、存储容量大和仿真能力强随着电子技术的不断发展.混合型计算机主要应用于航空航天、导弹系统等实时性的复杂系统中。 在混合型计算机上操作时.来自模拟计算机的模拟变量通过模数转换器转换为数字变量.传送至数字计算机同时.来自数字计算机的数字变量通过数模转换器转换为模拟信号.传送至模拟计算机除了计算变量的转换和传送外.还有逻辑信号和控制信号的传送用以完成并行运算的模拟计算机和串行运算的数字计算机在时间上同步数字计算机每完成一帧运算.就与模拟计算机交换一次信息.修正一次数据.而在两次信息交换的时间间隔(帧)内.两种计算机都以前一帧的计算结果作为初值进行运算这个时间间隔称为帧同步时间对混合程序的设计.要求用户考虑模型在不同计算机上的分配、对帧同步时间的选择以及对连接系统硬件特性的了解等。 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 现代混合型计算机已发展成为一种具有自动编排模拟程序能力的混合多处理机系统它包括一台超小型计算机、一两台外围阵列处理机、几台具有自动编程能力的模拟处理机;在各类处理机之间.通过一个混合智能接口完成数据和控制信号的转换与传送这种系统具有很强的实时仿真能力。但价格高昂。 2.按照计算机的用途分类 按照计算机的用途.可分为专用计算机和通用计算机 (1)专用计算机 专用计算机是为解决一个或一类特定问题而设计的计算机它的硬件和软件的配置依据解决特定问题的需要而定.并不求全专用机功能单一配有解决特定问题的固定程序.能高速、可靠地解决特定问题一般在过程控制中使用此类计算机。 (2)通用计算机 通用计算机是为能解决各种问题.具有较强的通用性而设计的计算机它具有一定的运算速度.有一定的存储容量.带有通用的外部设备.配备各种系统软件、应用软件一般的数字工电子计算机多属此类。 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 3.按照计算机的性能分类 按照计算机的性能.可分为巨型机、大型机、小型机、工作站、微型机和服务器。 (1)巨型机 巨型机具有极高的速度、极大的容量.常用于国防尖端技术、空间技术、大范围长期性天气预报及石油勘探等方面。 (2)大型机 这类计算机具有极强的综合处理能力和极大的性能覆盖面它可同时支持上万个用户、几十个大型数据库.主要用于政府部门、银行、大公司、大企业等。 (3)小型机 小型机的机器规模小、结构简单、设计调试周期短.便于及时采用先进工艺技术.软件开发成本低.易于操作维护目前.小型机已广泛用于工业自动控制、大型分析仪器、测量设备、企业管理、大学和科研机构等.也可以作为大型与巨型计算机系统的辅助计算机。 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 (4)微型机 微型机技术在近20年内发展极其迅速.平均每2 - 3个月就有新产品出现.1- 2年产品就更新换代一次平均每两年芯片的集成度可提高一倍.性能提高一倍.价格降低一半现在个人电脑、教学电脑、办公电脑等都属于微型机。 (5)工作站 工作站是20世纪70年代后期出现的一种高档计算机.它易于联网.配有大容量主存、大屏幕显示器.特别适合于计算机辅助设计((CAD)和办公自动化.随着微型机的发展.工作站必将退出舞台.取而代之的是微型机。 (6)服务器 随着计算机网络的日益推广和普及一种可供网络用户共享的、高性能的计算机应运而生.这就是服务器服务器一般具有大容量的存储设备和丰富的外部设备.在服务器上运行网络操作系统.要求较高的运行速度.因此很多服务器都配置了双CPU或多CPU。 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 1. 1. 4计算机的应用 由于计算机具有以上诸多特点.近年来已被广泛应用于各个领域总结起来.计算机的应用主要有以下几个方面。 1.科学计算 科学计算就是用计算机来完成科学研究和工程设计中提出的一系列复杂的数学问题的计算计算机不仅能进行数字运算.还可以解微积分方程以及不等式等用计算机解方程.还能从中寻求最佳方案对于人工难以完成甚至无法完成的数学计算问题.计算机都可以完成。 2.数据处理和信息加工 对大量的数据进行分析、加工、处理等工作早已使用计算机来完成由于现代计算机运算速度快、存储容量大.使得计算机在数据处理和信息加工方面的应用范围十分广泛·如企业的财务管理、事务管理、资料和人事档案的管理以及文字检索等。 上一页 下一页 返回 1.1 计算机概述 3.实时控制 实时控制就是利用计算机对生产过程和其他过程进行控制处理.这种控制处理就是计算机对不断变化的过程进行分析判断并采取相应的措施另外.计算机还可以对整个过程进行调整.以保证过程的正常进行。这样可以节省大量的人力物力.大大提高经济效益。 4.人工智能 人工智能是利用计算机模拟人类某些智能行为的理论和技术让计算机模拟人类的某些智力活动.如识别图形、声音.学习过程、探索过程、推理过程以及对环境的适应过程等。 5.网络应用 计算机技术与现代通信技术的结合构成了计算机网络计算机网络的建立.不仅解决了一个单位、一个地区、一个国家中计算机与计算机之间的通信.而且各种软、硬件资源的共享.也大促进了国际间的文字、图像、视频和声音等各类数据的传输与处理。 上一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 一个完整的计算机由硬件系统和软件系统两大部分组成.见表1-1硬件是构成计算机的各种物理设备的总称;软件是为了运行、管理和维护计算机而编制的程序和各种文档的总和.两者缺一不可。 1.2.1计算机的硬件系统 到目前为止.不管计算机为何种机型.也不论其外形有何差别.都是基于存储程序和程序控制的原理该原理是由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼于1926年最先提出的.所以又称这类计算机为冯·诺依曼计算机(Von Neumann Computers)因此，冯·诺依曼也被称为计算机的鼻祖基于该原理的计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设备五大部件组成.如图1一1所示。 下一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 1.运算器 运算器的功能是进行算术运算.因此又称为算术逻辑部件运算器的主要任务是执行各种算术运算和逻辑运算算术运算是指各种数据运算.如加、减、乘、除等;逻辑运算泛指非算术运算.如比较、移位、布尔逻辑运算(与、或、非)等运算器在控制器的控制下.从内存中取出数据送到运算器中进行运算.运算后再把结果送回内存。 运算器的核心部件是加法器和若干个高速寄存器.加法器用于运算.寄存器用于存储参加运算的各类数据以及运算的结果。 2.控制器 控制器是对从内存中依次取出的指令进行分析·产生控制信号·并统一控制和指挥计算机的各个部件完成一定任务的部件在控制器的控制下.计算机就能够自动地按照人们预先编制好的程序.实现一系列指定的操作.以完成一定的任务。 上一页 下一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 随着集成电路制作工艺的不断提高.出现了大规模集成电路和超大规模集成电路.于是可以把控制器和运算器集成在一块集成电路芯片上·构成了中央处理器CPU ( Central Processing Unit)中央处理器是计算机的核心部件。是计算机的心脏。 3.存储器 存储器是计算机的记忆装置.主要用来保存数据和程序存储器可分为内存储器和外存储器内存储器又称为主存储器.简称内存.在控制器控制下.可直接与运算器、输人输出设备交换信息内存一般用半导体电路作为存储元件.容量较小.价格高.但工作速度快;外存储器又称为辅助存储器.它与内存成批交换数据如U盘、硬盘等.容量较大.但工作速度慢.不能与CPU直接交换数据。 4.输入设备 输人设备是计算机用来接收用户输人的数据和程序的设备如键盘、鼠标、扫描仪等。 上一页 下一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 5.输出设备 输出设备是将计算机处理后的最后结果或中间结果.以某种人们能够识别或其他设备所需要的形式表现出来的设备如显示器、打印机、绘图仪等。 1.2.2计算机的软件系统 软件是计算机能够运行的程序和相关文档资料计算机软件系统是计算机的重要组成部分计算机软件系统可以分为系统软件和应用软件两大类。 1.系统软件 系统软件是指管理、监控和维护计算机资源的软件它是计算机系统的必备软件.用户在购置计算机时一般都要根据需要配备相应的系统软件 操作系统是使计算机各个组成部件之间能够协调工作的系统软件它提供给用户一个使用环境.用户可以在操作系统的支持下运行各种程序来完成各种任务操作系统是最基本的系统软件.是用户和计算机之间的接口。 上一页 下一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 操作系统的种类很多.按用户数目可分为单用户、多用户、单机和多机系统等;按照硬件结构可分为分布式操作系统、多媒体操作系统和网络操作系统等;按使用环境分为批处理系统和分时系统等下面简单介绍一下几种典型操作系统。 ①磁盘操作系统.又可称为D(>S操作系统.它以命令的形式操作界面.每次操作只能完成一项任务常见的有DOS6.22 , DOS7.0 , MS-DOS和PC-DOS等版本。 ②Windows操作系统.也称为视窗操作系统.它能够在同一操作界面下完成多项操作任务.各任务之间可方便地切换和交流信息。 ③网络操作系统.安装在该系统服务器上.可以管理网络上的计算机.从而实现网络远程通信和网络资源共享Windows 2000/2003,Uinx等是比较常见的网络操作系统。 2.计算机语言(语言处理程序或系统开发工具) 计算机语言是人和机器交流的工具.它的发展经历了如下三个阶段。 上一页 下一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 (1)机器语言 机器语言是用一串。和1的二进制编码表示的指令序列.可以直接被计算机识别并执行机器语言编写的程序执行速度快.占用内存空间小.但程序编写很困难。 (2)汇编语言 汇编语言是指用助记符作为编程的符号语言但是.它必须翻译成机器语言程序.这种翻译过程叫做汇编汇编语言的缺点是通用性较差。 (3)高级语言 高级语言是用英文单词和数学表达式等形式按照一定的逻辑关系和语法规则编写的程序语言汇编语言和高级语言只有被翻译成机器语言才能够被计算机执行这种翻译过程可以分为编译和解释两种方式用高级语言和汇编语言编写的源程序经过编译后生成目标程序.再链接为可执行文件解释就是翻译高级语言语句.边解释边执行.不产生目标程序.只出现运行结果高级语言可读性好、通用性强·但是运行速度慢·占用内存空间大常见的有BASIC语言和C语言以及面向对象的语言如Visual Basic 、 Delphi 、 C++、JAVA等。 上一页 下一页 返回 1.2 计算机系统的基本组成 3.应用软件 应用软件是指除了系统软件以外的所有软件.它是用户利用计算机及其提供的系统软件为解决各种实际问题而编制的计算机程序目前.常见的应用软件有:用于科学计算的各种程序包、各种字处理软件、计算机辅助设计、辅助制造、辅助教学软件、各种图形处理和动画制作软件等。 上一页 返回 1.3 微型计算机系统 微型计算机是计算机系统中应用最普及、最广泛的一类一般来说一个完整的微型计算机系统应包括硬件系统和软件系统两部分.计算机执行程序时.软、硬件系统协同工作下面介绍微型计算机的基本配置及主要性能指标。 1. 3. 1微型计算机的配置 从外观看一台微机主要由主机、显示器、键盘和鼠标等构成.如图1-2所示。 1.主机 主机是微机硬件系统的核心部件.主要包括主机板、微处理器、内存储器、扩展槽和各种接口电路等下面分别介绍主机的各个硬件及其功能。 (1)主板 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 主板是位于主机箱内的一块大型多层印刷电路板如果把CPU比作微机的心脏.那么主板就是血液、神经等系统有了主机板.CPU才可以控制硬盘、光盘驱动器、键盘、鼠标、闪存等周边设备在微机的主板上有中央处理器(CPU)插槽、总线扩展槽(用于插显示卡、声卡和网卡等).还有内存插槽.它们之间通过总线交换数据主板如图1-3所示。 一体化(All in one)主板上集成了声卡、显卡和网卡等多种电路.在主板的相应插槽中不需再插相应卡就能工作.具有高度集成和节省空间的优点.但也有维修不便和升级困难的缺点。 (2)中央处理器 中央处理器又称为CPU.是微机系统重要的器件最常用的CPU有两个品牌:Intel和AMD。CPU的主要性能指标有两项:时钟频率和字长。CPU如图1-4所示。 (3)存储器 存储器是用来存放数据和程序信息的部件微机的内存储器包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 1)随机存储器(Random Access Memory, RAM ) 随机存储器(RAM)又称为读一写存储器或内存通常所说的微机内存容量就是指RAM的容量 衡量内存条技术的一个重要指标是DRAM芯片的存取时间.常见的有2 ns,6 ns,7 ns和8 ns.数值越小.速度越快现在市场上主要流行的品牌有现代、KingMAX、三星和Kingston等。从目前来看.技术成熟且已经批量生产的内存有DDRII/800和DDRIII/1333 RAM，内存条的容量为1GB,2GB和4GB等。图1-5所示为Kingston DDRII RAM内存条 2)只读存储器(Read Only Memory,ROM) 主板上有一个只读存储器(ROM)芯片.用于存放BIOS设置和CMOS设置CMOS ROM由主板上的电池供电.即使系统断电.信息也不会丢失。对CMOS中各项参数的设定和更新可通过开机时按【Del】键(有些机型是按F1或F2)实现。进人BIOS设置程序可对CMOS进行设置，一般CMOS设置习惯上也叫做BIOS设置. 技巧:只读存储器(ROM)和随机存储器(RAM)最大的区别是:计算机一旦断电ROM中的信息还仍然存在.但RAM中的信息将全部丢失。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 (4)输入/输出接口电路 PC机从诞生以来就采用了总线结构方式的标准接口技术先进的总线及接口技术.对于解决系统“瓶颈”和提高整个微机系统的性能.有着十分重要的影响.接口电路是CPU与外部设备之间的连接缓冲CPU与外部设备的工作方式、工作速度以及信号类型都不相同.通过接口电路的变换作用.把两者匹配起来.接口电路中包含一些专业芯片、辅助芯片以及各种外部设备适配器和通信接口电路等不同的外部设备与主机相连都要配备不同的接口现在常用的几种接口电路有:串行接口、并行接口、IDE接口、PCI接口、ISA接口、AGP (Accelerated Graphics Port) ,PCI-E接口、USB接口等。 2.外存储器 存储器的主要功能是存放程序和数据程序是计算机操作的依据.数据是计算机操作的对象为了实现自动计算.各种信息必须预先存放在存储器中常用的外存储设备有软盘(现在很少使用)、硬盘、光盘、U盘等。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 (1)软盘(图1-6) 软盘是微机的外部存储器微机所配置的通用软盘驱动器大多数是3.5英寸的1.44MB软盘驱动器.适用于1.44MB软盘目前很少有微机配有软盘驱动器。 (2)U盘(图1-7) USB闪盘简称U盘目前。U盘具有体积小、质量轻、容量大(存储容量为2 GB、 4 GB、 8 GB、16 GB、 32 GB等)、即插即用、传输速度快、写保护、加密、可启动系统以及携带方便等优点。U盘的出现彻底摆脱了软驱的束缚.解决了软驱在容量、读写速度及安全可靠性等方面的缺陷.实现了真正意义上的无软驱启动。 U盘在Windows me/2000/2003/XP/Vista和Linux系统中均可直接使用.只有Windows 98对USB支持得并不完整.所以还是需要加载驱动程序。 (3)硬盘(图1-8) 硬盘从外形直径尺寸分类有5. 25英寸、3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸等;依存储容量分类有120 GB, 160 G, 320 G, 500 G, 640 G, 1T等;依接口分类有IDE, SATA和SCSI接口,其中SCSI接口硬盘主要用在服务器上。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 (4)移动硬盘 移动硬盘是一种采用USB接口、适用于Windows 98/ME/2000/2003/XP/Vista/Linux/MACOS 8. 6或以上版本的操作系统的外存储器。目前.移动硬盘由于兼顾了USB接口和硬盘的双重优势.真正做到了无须外接电源、即插即用、快捷方便它所采取的驱动器和盘片一体化封装设计.从根本上避免了移动存储设备因为驱动器不普及而带来的不便.使之成为真正意义上的通用移动存储移动硬盘采用先进的硅氧盘片.高速稳定.防磁、耐高温;独有的自动平衡滚轴系统抗震效果好，安全可靠。USB移动硬盘的容量一般为160 GB,320 GB和500 GB等.支持USB 2. 0接口。 (5)光盘驱动器 当前用于计算机的光盘驱动器产品有CD-ROM光驱、DVD-ROM光驱和DVD - RW(DVD刻录机)等目前微机上使用最多的就是内置只读光驱DVD-ROM。 光驱速度是用X倍速来表示的.X倍速是相对于第一代光驱的速度来讲的比如说40X光驱·其速度是第一代光驱的40倍第一代光驱的速度近似于150 KB/s.那么40X光驱的速度近似于6 000 KB/S。一张CD光盘可以存储650 MB左右的数据一张DVD光盘可以存储存4.7GB左右的数据。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 3.输入设备 (1)键盘 键盘是微机必备的输入设备.用来向微机输入命令、程序和数据目前.微机中普遍使用的是通用扩展键盘现在常用的PS-2接口和USB接口两种键盘 (2)鼠标 鼠标是现用微机不可缺少的输入设备.分为机械式和光电式鼠标的主要功能是使光标进行快速移动、选中图像或文字、执行命令等。 鼠标按接口的不同可分为串行接口鼠标、PS/2接口鼠标和USB接口鼠标串行接口是梯形的9针接口(即计算机后面的小方形接口).接在计算机的串行口上.老式的电脑都采用这种接口的鼠标PS/2接口即小圆形接口.现在电脑上配的大都是这种接口的鼠标.它与串行接口的鼠标相比,功能并无不同,只是用PS/2接口的鼠标节省一个中断号USB接口鼠标像其他USB插口的外设一样,支持带电插拔 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 4.输出设备 (1)显示器 显示系统由显示器、显卡和相应的驱动软件组成.显示器是微机不可缺少的输出设备.用户通过它可以查看微机的各种程序、数据和图形等信息.以及经过计算机处理后的中间结果及最后结果。 目前,在微机中所用显示器多为LED(液晶)显示器.以前常用的是阴极射线管(Cathode Ray Tubo.CRT)显示器。 显示器的主要技术性能有:像素、点距、分辨率、扫描方式和刷新率. (2)打印机 打印机是计算机重要的输出设备.由一根打印电缆与计算机上的并行接口或USB接口相连接在微机系统中.可用打印机输出文字、表格、图形和图像等数据。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 按打印方式分类.打印机可分为击打式和非击打式两类;按工作原理分类.可以分为针式打印机、喷墨打印机和激光打印机 喷墨打印机:打印质量较高、噪声小.家庭环境中常选这种打印机激光打印机:激光打印机由激光发生器和机芯组成核心部件 (3)声卡 声卡是多媒体计算机的一种重要的设备声卡可分为模数转换电路、数模转换电路和编解码电路三部分模数转换电路负责将麦克风等声音输人设备采到的模拟声音信号转换为计算机能处理的数字信号;数模转换电路负责将计算机使用的数字声音信号转换为喇叭等设备能使用的模拟信号;编解码电路负责对声音进行编解码现在绝大多少微机主板集成声卡.不需要再增加声卡。 1.3.2微型计算机的主要性能指标 计算机的主要性能指标有以下几项。 上一页 下一页 返回 1.3 微型计算机系统 1.字长 字长以二进制为单位.其大小是C'PU能够同时处理的数据的二进制位数.它直接关系到计算机的运算精度、功能和速度 2.运算速度 通常所说的计算机的运算速度(平均运算速度).是指每秒钟所能执行的指令条数一般用百万次每秒(MIPS)来描述。 3.存储容量 内存一般以MB或GB为单位内存容量反映了内存存储数据的能力存储容量越大.其处理数据的范围就越广·并且运算速度也越快一般微型机的内存容量至少为128 MB.现在购买的多为1 GB以上,并且可以根据需要再进行扩充通常.计算机的档次越高.其扩充的内存容量也就越大。 4.主频 主频指计算机主时钟在1s内发出的脉冲数.在很大程度上决定了计算机的运算速度。 上一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 信息的存储和加工是计算机的一项很重要的功能.但信息的表现形式是多种多样的.在只能识别二进制的计算机中又如何对信息进行加工和处理并为人们所认识呢，本节将针对这一问题作简单的介绍。 1.4.1数制及其相互转换 1.数制 在人们的日常生活中.通常是以十进制数来进行计算的“由0一9十个数字组成”“逢十进一”是长期以来形成的概念.但除此以外还有其他的进制例如: 十六进制:由0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F共16个数码组成.基数是16。规则:逢十六进一，借一当十六。 二进制:由0和1组成.基数是2.规则:逢二进一，借一当二 八进制:由0,1,2,3,4,5,6,7共8个数码组成.基数是8规则:逢八进一，借一当八。 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 为了区别不同的进制数.十进制在数字后加字母D或不加字母.八进制数在数字后加字母O.为了区别0.以后用Q表示.十六进制数在数字后加字母H.二进制数加字母B。二进制、八进制、十进制和十六进制的关系见表1-2。 (1)十进制数转换为二进制、八进制、十六进制数 ※整数的转换:除2取余倒排列。 规则:将该十进制数除以2.得到一个商和余数;再将商除以2.又得到一个新的商和余数;如此反复.直到商是。为止然后将所得到的各次余数.以最后余数为最高位数字.最初余数为最低位数字.由高向低排列所组成的数就是该十进制数对应的二进制数。 例如.十进制数190D的二进制数为10110100B。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 纯小数的转换:乘2取整 规则:将2乘以这个十进制数的纯小数.然后去掉乘积中的整数部分.再用2乘以剩下的纯小数部分.如此继续下去.直到纯小数部分为零结束然后把每次乘积的整数部分由上而下依次排列起来.即所需的二进制数。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 例如.求0. 6875D的二进制数过程: 因此,十进制数0. 6875的二进制数为0.1011B 弄清楚二进制与十进制的互换方法，可将其推广到其他进制与十进制数的互换，不同之处是应该考虑具体进制的基数.而转换算法完全是一样的。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 (2)二进制、八进制、十六进制数转换为十进制数 将二进制数转换成十进制数时.把二进制数写成2的乘方的多项式.然后相加即可。 例如:(1101.11101)B=1×23十1×22十O×21十1×20十1×2-1十1×2-2十1×2-3十O×2-4十1×2-5=(13.96875)D 八进制、十六进制数转换为十进制数的方法和二进制的转换方法完全一样，只是乘积的底数分别为8和16而已。 (3)二进制数转换为八进制数、十六进制数 将二进制数转换成十六进制数的方法是:从小数点开始，对整数部分由右向左每四位分为节.如最后一节不足四位.则在最高位前面补零然后从左边第一节起.算出每节二进制对应的十六进制数.并依次写出来即可:对小数部分由左向右每四位分为一节.最后一节不足四位时.尾部用。补足四位然后按顺序写出每节二进制数对应的十六进制数即可这样，把一个二进制数转换成了十六进制数. 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 例如:(101110. 101111)B转换为十六进制数为: 故(101110.101111)B的十六进制数为(2E. BC) H 将二进制数转换为八进制数与转换成十六进制数类似.只是改为每三位为一节.写出对应的八进制数即可。 (4)十六进制数、八进制数转换为二进制数 十六进制数转换成二进制数的方法是:把每一位十六进制数写成四位对应的二进制数即可。同样，把八进制数转换成二进制数的方法是:把每一位八进制数写成三位对应的二进制数即可。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 例如: 1.4.2信息、数码和编码 本小节主要介绍计算机中信息、数码和编码的含义及分类 1.信息 计算机解决问题的实质是对信息的加工和处理因为数据才是计算机的处理对象.这就要求把有用的信息提炼为数据.然后由计算机处理 2.数码 数码是指一种数制中表示基本数值大小的不同数字符号如十进制数就有0,1,2,3,4,5,6,7,8,9共十个数码.二进制有0和1两个数码。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 3.编码 用规定的代码来表示计算机信息的方式称为编码.二进制编码就是以二进制数来表示各种信息的代码输人到计算机中的各种字符将被自动转换为二进制编码形式存放和处理计算机内部存储的任何文字和符号都是用二进制编码来表示 (1)ASCII码 ASCII码是美国标准信息交换码.已被国际标准化组织认定为国际标准·是目前最普遍使用的字符编码ASCII码用7位二进制代码表示一个字符.它是目前作为国际通用的信息交换的标准代码这种编码能够表示128种不同字符见表1-3.从表中可以查出字符的ASCII值计算机中用一个字节存放一个ASCII码.在字节的低七位存放ASCII码.最高位是0。 要确定一个字符的ASCII码值时.从表中查到它的位置.它所对应的列值为高3位.所对应的行值为低4位.将高3位和低4位编码连在一起.就是该字符的ASCII码值例如.字符“%”的ASCII码值为0100101B=25H(37D)。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 (2)汉字编码 计算机上使用的汉字都是用编码表示的.在汉字处理的各个不同环节.由于要求不同.采用的汉字编码也不同目前计算机上使用的汉字编码主要有如下几种。 汉字输入码(外码):用于使用西文键盘输入汉字的编码每个汉字对应一组由键盘符号构成的编码.不同的汉字输入法其输入码也不同汉字输入码也称为外码。 汉字国际码(交换码):我国1980年颁布的国家标准GB2312-1980.即《信息交换用汉字编码字符集一基本集》.简称国标码.用于信息交换.所以称为交换码在国标码表中.共有符号和汉字7 225个.其中汉字6 763个.各种符号682个汉字字符分为两级.将常用字作为一级汉字.共3755个.按汉语拼音字母顺序排列;较不常用的汉字作为二级汉字,共3 008个,按构成汉字的部首排列。 国际码中的每个符号或汉字对应一个由两个字节构成的二进制编码.其中每个字节的最高位都是。基本的国际码范围是00100001 00100001-01111110 01111110，用十六进制数表示为2121～7E7E。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 汉字内码:用于计算机内部处理和存储汉字的编码。 汉字机内码.又称“汉字ASCII码”.简称“内码”.指计算机内部存储、处理加工和传输汉字时所用的由0和1符号组成的代码输入码被接受后就由汉字操作系统的“输人码转换模块”转换为机内码.与所采用的键盘输入法无关机内码是汉字最基本的编码.不管是什么汉字系统和汉字输入方法.输入的汉字外码到机器内部都要转换成机内码.才能被存储和进行各种处理。 无论用户用哪种汉字输入法输入汉字.输入到计算机后都统一转换成汉字内码进行存储.以方便机内的汉字处理。 我国使用的汉字内码是采用双字节的变形国际码.每个字节的低七位与国际码相同.每个字节的最高位置是1.以便和ASCII码字符编码区别。 汉字输出码(汉字字形码):用于输出汉字的编码。 将由点阵组成的汉字模型数字化.形成一串二进制数.称为汉字字型码输出汉字时.将汉字字型码再还原为由点阵组成的汉字.所以汉字字形码又称为汉字输出码。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 把大量汉字的字形码.以二进制数文件的形式存储在存储器上.就构成汉字字库汉字字库可分为软字库和硬字库软字库以文件的形式存放在硬盘上.现多用这种方式;硬字库则将字库固化在一个单独的存储芯片中.再和其他相关的器件组成接口卡.插接在计算机上.通常称为汉卡。 用于显示的字库为显示字库显示一个汉字一般采用16×16点阵、24×24点阵或48×48点阵已知汉字点阵的大小.可以计算出存储一个汉字所需占用的字节空间例如·用16×16点阵表示一个汉字.就是将每个汉字用16行.每行16个点表示一个点需要1位二进制代码.16个点需用16位二进制代码(即2个字节).共16行.所以需要16行×2字节行=32字节，即16×16点阵表示一个汉字.字形码需用32字节即 字节数=点阵行数×点阵列数/8 用于打印的字库称为打印字库，其中的汉字比显示字库多.而且工作时也不像显示字库须调入内存。 例如:用24×24点阵来表示一个汉字(一个点为一个二进制位).则2 000个汉字需要多少千字节容量， (24×24/8)×2 000/1024KB=140.7KB 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 (3)汉字机内码、国标码和区位码三者之间的关系 汉字机内码的基础是汉字国标码。 机内码:为了避免ASCII码和国标码同时使用时产生二义性问题.大部分汉字系统都采用将国标码每个字节高位置1作为汉字机内码这样既解决了汉字机内码与西文机内码之间的二义性.又使汉字机内码与国标码具有极简单的对应关系。 汉字机内码、国标码和区位码三者之间的关系为:区位码(十进制)的两个字节分别转换为十六进制后加20H得到对应的国标码;机内码是汉字交换码(国标码)两个字节的最高位分别加1.即汉字交换码(国标码)的两个字节分别加80 H得到对应的机内码;区位码(十进制)的两个字节分别转换为十六进制后加A0H得到对应的机内码。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 1.4.3计算机中数的表示 一个数在计算机中的表示形式.称为机器数机器数所对应的原来的数值称为真值下面以字长八位为例.介绍计算机中数的表示 1.原码 用机器数的最高位做符号位，用0代表正，用1代表负，后边写出该数的绝对值所对应的二进制数即该数的原码 例如： 2.补码 求补码可按如下规则进行 ①正数的补码与原码相同 ②负数的补码是将该数的原码符号位不变，其他位按位求反，再在最低位加1 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 3.补码的加法和减法 补码的加法和减法可以证明补码具有以下特性: 补码的加法规则为 减法规则为 利用这两个规则使计算机中的加、减法运算变得十分简便，有效地加快了计算机进行数值运算的速度因为它不必判断数的正负，补码减法是对减数求补后把减法转换为加法进行的，它同样能自动地得到正确的结果 例如.求32-25的补码 计算机的运算方法: 十进制:32-25=7 补码: 所以. 可以看出，从最高有效位向高位的进位由于机器字长的限制而自动丢失，但这并不影响运算结果的正确性。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 1.4.4计算机中字符的表示 众所周知，计算机中处理的信息并不全是数字，有时需要处理字符或者字符串，例如，从键盘输人的信息或打印输出的信息都是以字符方式输人输出的，因此，计算机必须能表示字符字符包括: ※大写字母:A,B,...,Z ※小写字母:a.b,...,z ※ 数字:0,1,...,9 ※ 专用字符:十,一,*,/,↑,SP(Space,空格),… ※非打印字符:BELL(Bell响铃), LF ( Line Feed换行),CR(Carriage Return回车).… 因为计算机只能识别二进制数·所以这些字符在机器里必须用二进制数来表示。IBMPC采用最常用的美国信息交换标准代码ASCII(American Standard Code for Information Interchange)来表示。 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 ASCII共有128个元素,二进制编码表示时只需用7位但由于字节是计算机中最小的数据处理单位,故计算机中仍用一个字节来表示一个ASCII码字符.其中低7位为字符的ASCII值.最高位一般作为校验位。 1.4.5计算机中数据的存储单位 1.位(bit) 一个二进制数通常用小写字母“h”来表示.我们称为一个位.是计算机中数据的最小单位 2.字节(Byte) 由8个二进制位组成.用大写字母“B”来表示.字节是计算机中信息存储的基本单位常见的单位还有千字节(KB)、兆字节(MB)和吉字节(GB)它们之间的换算关系如下: 上一页 下一页 返回 1.4 信息在计算机中的存储和表示 1 B(字节)=8b(位); 1 KB(千字节)=1 024 B; 1 MB(兆字节)=1 024 KB; 1 GB(吉字节)=1 024 MB。 3.字长(Word) 计算机中“字长”的概念是指计算机一次并行处理的一组二进制数.这一组二进制数称为“字长”.将组成一个字的二进制位数叫做该字的字长由于字长是计算机一次所能处理的实际位数长度.所以字长是衡量计算机性能的一个重要标志.字长越长性能越强例如:一个计算机系统以32位二进制信息表示一条指令.就称这台计算机的“字长”为32位. 不同的计算机字长是不相同的.常用的字长有16位、 32位、64位不等。 上一页 返回 1.5 多媒体计算机 在人类社会中.信息的表现形式是多种多样的.例如.常见的文字、声音、图像、图形等都是信息的表现形式.通常把这些表现形式称为“媒体”。 现在.人们已经有了把多媒体信息做统一处理的需要随着技术的发展.已经拥有处理多媒体信息的能力.这才使“多媒体”变为一种现实现在所说的“多媒体”主要是指处理和应用它的一套技术.即.‘多媒体技术” 所谓多媒体计算机是指能综合处理多媒体信息.使多种信息建立联系.并具有交互性的计算机系统。 一般多媒体计算机系统由多媒体计算机硬件系统和多媒体计算机软件系统组成 1.多媒体计算机硬件系统 多媒体计算机硬件系统主要包括以下几个部分。 下一页 返回 1.5 多媒体计算机 ①多媒体主机:如个人主机、工作站、超级计算机等 ②多媒体输人设备:如摄像机、电视机、麦克风、录像机、录音机、视盘、扫描仪、CD- ROM,DVD一ROM等。 ③多媒体输出设备:如打印机、绘图仪、音响、电视机、喇叭、录音机、录像机、高分辨率屏幕等 ④多媒体存储设备:如硬盘、光盘、声像磁带、闪存等 ⑤多媒体功能卡:如视频卡、声音卡、压缩卡、家电控制卡、通信卡等 ⑥操纵控制设备:如鼠标器、操纵杆、键盘、触摸屏等 2.多媒体计算机软件系统 多媒体计算机软件系统是以操作系统为基础的除此之外.还有多媒体数据库管理系统、多媒体压缩解压缩软件、多媒体声像同步软件、多媒体通信软件等多媒体系统在不同领域中的应用需要多种开发工具.而多媒体开发和创作工具为多媒体系统提供了方便、直观的创作途径.一些多媒体开发软件包提供了图形、色彩板、声音、动画、图像及各种多媒体文件的转换与编辑手段。 上一页 返回 1.6 上机操作指导 1.6.1启动计算机 微机的启动分为冷启动、热启动和复位启动本节就来练习一下微机的启动 1.冷启动 打开计算机电源启动计算机.叫冷启动 依据原则:开机的顺序是先开外设.再开主机关机的顺序是先关主机.再关外设 ①打开外设.如显示器、打印机、扫描仪等外设的电源开关如果显示器的电源由主机提供.则省去打开显示器电源这一步。 ②打开主机的电源开关按下主机面板上的“POWER”按钮.这时主机箱正面的“POWER"灯会亮。 ③微机加电后.首先进行自检.若自检正常.主机扬声器会发出“嘟”的一声响.接着由引导程序开始引导操作系统.直到微机屏幕上出现操作系统画面 下一页 返回 1.6 上机操作指导 2.复位启动 复位是冷启动的一种方式微机在使用过程中.在任何时候按下复位键都能强行启动计算机复位不能随便使用.如果文件没有存盘.使用复位将会丢失数据. 3.热启动 热启动是当微机工作不正常时.在不关闭电源的情况下.重新启动微机的一种方法有时由于死机、程序出错、病毒等因素使微机不能正常运行.常采用热启动方法可利用键盘上的功能键来操作。 操作方法:先用左手按住【Ctrl】和【Alt】两个键.再用右手按一下【Del】键.然后同时放开三个按键即可进行热启动。 上一页 下一页 返回 1.6 上机操作指导 1.6.2关闭计算机 在用完计算机之后.就可以退出系统.关闭计算机了.下面练习一下如何关闭计算机 ①退出各应用程序.单击“开始”一“关机”命令.在打开的“关闭Windows”对话框中选择“关闭计算机”命令.然后单击“确定”按钮。 ②如果你使用的计算机为ATX电源.Windows 9x/2000/XP将自动关闭主机.这时只需关闭显示器开关。 ③如果使用的是AT电源.需要再次按下主机开关.才能关闭计算机目前大多数电脑使用的都是ATX源.AT电源几乎没有人使用。 1.6.3计算机外部设备的连接 下面来安装外设(键盘、鼠标、显示器、音箱、打印机和调制解调器)。 上一页 下一页 返回 1.6 上机操作指导 (1)键盘的连接 键盘是通过一个PS/2接口与主机板相连的.插头和插座上都有一个定位缺口.插人时需要将插头转到正确的位置.对准缺口方向才能插人 将键盘引出电缆的插头对准机箱后面的键盘插头孔.将键盘接口插人到主机板的键盘插座上.如图1-9所示。 (2)鼠标的连接 ※PS-2接口鼠标的连接 ATX主板上集成有PS-2接口.连接PS-2接口鼠标时.将鼠标插头插在主板PS-2鼠标接口上.插接时注意鼠标接口插头的凹形槽方向向上.与接口上方的凹形卡口相对应.方向错误则插不进去，如图1-9所示。 目前有些键盘鼠标是USB接口的.安装时直接插USB接口.USB接口为热拔插通用接口,即随便插哪个USB接口。如图1-10所示。 上一页 下一页 返回 1.6 上机操作指导 (3)显示器的连接 大多数显示器的后侧有两根电缆一根是信号电缆.用于连接显示卡.另一根是显示器电源线.用于接人供电系统 连接显示器信号电缆时，将D型15针插头插人主机后侧显示卡的D型15孔插座上，然后拧紧插头上的固定螺钉把手 有的显示器电源线为一个凹形3针插头，应插在主机后侧电源的阴性3孔插座中(很多老式电脑是这样设计的)，现在大部分显示器有独立的电源线缆，可直接插人电源插板 显示器VGA连接头如图1-11所示。 上一页 下一页 返回 1.6 上机操作指导 (4)音箱的安装 ①从副音箱上引出一条连线.将其端头的莲花形插头连接至主音箱OUT插孔。 ②连接声卡和音箱间连线时.先将两个莲花形插头的一端插人主音箱的两个插孔中.这两个插孔分别为音箱左右声道信号线。 ③将3.5mm双声道插头插人声卡的线路输出插孔中(Line out)。 ④将主音箱上的交流电源插头插人交流电源插座.这样就可以使用有源音箱了当然.这里指的只是一般的普通音箱的连接.其他的大同小异一般只需多观察即可。 上一页 返回 图1-1 计算机硬件简化结构 返回 图1-2 微型计算机的外观 返回 图1-3 华硕(Asus)p5q pro主板 返回 图1-4 Inter E7200 CPU 返回 图1-5 Kingston DDRII RAM内存条 返回 图1-6 1.44MB软盘 返回 图1-7 U盘 返回 图1-8 硬盘 返回 图1-9　PS/2 键盘/鼠标的链接 返回 图1-10 USB接口的链接 返回 图1-11 显示器VGA连接头 返回 表1-1 计算机系统组成结构 返回 表1-2 二进制、八进制、十进制和十六进制的关系 返回 表1-3 常见字符的ASCII码表 返回 $$