第4讲微型计算机系统的组成

1、第4讲 计算机系统的组成一、计算机概述（一）计算机的诞生和发展世界公认的真正意义上的第一台数字式电子计算机于1946年2月由美国宾夕法尼亚大学的一批年轻的科技人员研制成功，并被命名为“ENIAC” （Electronic Numerical Integrator and Calculator 电子数字积分机和计算器）。“埃尼阿克”计算机最初是为了第二次世界大战军事上进行弹道的计算而设计的。这台电子计算机由 18000 多个电子管， 1500 多个继电器， 10000 多只电容器和 7000 多只电阻构成，占地 170 多平方米，功耗为 150 千瓦，重量约 30 吨，采用电子管作为计算机的逻辑

2、元件，存储容量为 17000 多个单元，每秒能进行 5000 次加法运算。或者400次乘法。60年来，随着电子技术的不断发展，计算机先后以电子管、晶体管、集成电路、大规模和超大规模集成电路为主要元器件，共经历了四代的变革。计算机发展的四个阶段如表2-1所示。表2-1计算机发展的四个阶段代次起止年份所用电子元器件处理方式运算速度应用领域第一代19461957电子管机器语言、汇编语言/符号语言几千几万次/秒国防及高科技第二代19581964晶体管高级语言，作业批量连续处理几万几十万次/秒工程设计、数据处理第三代19651970中、小规模集成电路多道程序，实时处理几十万几百万次/秒工业控制，数据处理

3、第四代1970至今大规模、超大规模集成电路可扩充语言，实时、从那时起处理，网络系统几百万上亿条指令/秒或更高工业、生活等各方面（二）计算机的的发展方向目前，科学家们正在使计算机朝着巨型化、微型化、网络化、智能化的方向发展。1巨型化巨型化是指高速运算、大存储容量和超强功能的巨型计算机。巨型机的运行速度一般在百亿次，千亿次以上；主存储容量在几百兆，几千兆以上。研制费用巨大，生产数量很少。巨型计算机主要用于尖端科学的研究，它反映了一个国家的科学发展水平，因此一直得到政府的扶持。2微型化由于大规模以及超大规模集成电路的飞速发展，自二十世纪七十年代以来，微型计算机发展十分迅速，尤其是近十年更是日新月异。

4、3网络化所谓计算机网络，就是用通讯线路将分散在不同地点的计算机连成一个更大的系统，以实现网络中的软件、硬件和数据资源的共享。它是计算机技术和通信技术相结合的产物。4智能化计算机的智能化是计算机技术（硬件技术和软件）发展的一个高目标。智能化就是要求计算机具有模拟人的感觉和思维的能力，像人一样具有听、看、说和思考的能力，即人们可以用自然语言、文字、图形、图像等与之对话。（三）计算机的特点计算机之所以这么重要，与它的强大功能是分不开的，与以往的计算工具相比，它具有以下特点：（1）运算速度快。计算机内部有一个叫运算器的部件，它由一些数字逻辑电路组成，可以高速准确地帮助用户进行运算。目前计算机的运算速度

5、已超过1万亿次/秒，一般的微型计算机的速度也在几百次/秒以上。（2）存储容量大。计算机具有的数据存储能力，特别是通过外存储器，其存储容量可达到无限大。目前常用来存储信息的硬盘容量达到了80GB。（3）计算精确度高。计算机的计算精度可以根据人们的需要来设定，在理论上不受任何限制。目前一般的计算机均能达到15位有效数字的精度。在特殊需要时，可通过技术手段提高有效数字的位数，实现更高精度的计算。（4）逻辑判断能力强。在相应程序的控制下，计算机具有判断“是”与“否”，并根据判断做出相应处理的能力。（5）自动运行程序。计算机内部的操作运算都是在程序控制下自动完成的，人们只要设计好程序并将其正确地输入到计

6、算机中，发出指令后，机器运行相应的程序就可以自动完成任务，而不需要人的外部干涉。（6）可靠性高由于采用了大规模集成电路技术，使计算机具有非常高的可靠性一，一般可以长期无故障运行。（7）适用范围广，通用性强在不的应用领域中，只要编制和运行相应的软件，计算机就能在此领域中很好地进行服务。（四）计算机的应用（1）科学计算科学计算也称为数值计算，指用于完成科学研究和工程技术中提出的数学问题的计算。（2）自动控制自动控制称为过程控制也称为实时控制，指用计算机及时采集数据，将数据处理后，按最佳值迅速对控制对象进行调节或控制。（3）数据处理数据处理也称为非数值运算，指对大量的数据进行加工处理，例如分析、合并

7、、分类、统计等，形成有用的信息。（4）计算机辅助系统计算机辅助系统包括计算机辅助设计CAD、计算机辅助制造CAM、计算机集成制造系统CIMS、计算机辅助教学CAI等。计算机辅助设计CAD（Computer-ided Design），就是利用计算机的计算、逻辑判断和数据处理能力帮助设计人员进行各种工程和产品设计的技术。计算机辅助制造CAM（Computer-ided Manufacturing），是指用计算机进行生产设备的管理、控制和操作。计算机辅助教学CAI（Computer-ided Instruction），指利用计算机模拟演示各种规律、试验过程，是帮助学习的系统，是一种计算机和学科课程整

8、合的新型教学模式。（5）人工智能人工智能是指计算机模拟人类的智能活动，如模拟人脑学习、推理、判断、理解、问题求解等过程，辅助人类进行决策，是计算机应用研究最前沿的学科。（五）计算机的分类1按计算机处理数据的方式分类从计算机处理数据的方式可以分为数字计算机、模拟计算机和数模混合计算机3类。（1）数字计算机。数字计算机处理的是非连续变化的数据，这些数据在时间上是离散的，输入是数字量输出也是数字量，如职工编号、年龄、工资数据等。基本运算部件是数字逻辑电路，因此，其运算精度高、通用性强。（2）模拟计算机。模拟计算机处理和显示的是连续的物理量，所有数据用连续变化的模拟信号来表示，其基本运算部件是由运算放

9、大器构成的种类运算电路。模拟信号在时间上是连续的，通常称为模拟量，如电流、电压、温度等。一般来说，模拟计算机不如数字计算机精确、通用性不强，但解题速度快，主要用于过程控制和模拟仿真。（3）数模混合计算机。数模混合计算机兼有数字和模拟两种计算机的中，既能接受、输出和处理数字量，又能接受、输出和处理模拟量。2按计算机使用范围分类按计算机使用范围可分为通用计算机和专用计算机两类。（1）通用计算机通用计算机是指为解决各种问题、使之具有较强的通用性而设计的计算机。该机适用于一般的科学计算、学术研究、工程设计和数据处理等，用途十分广泛。（2）专用计算机专用计算机是指为适应某种特殊应用而设计的计算机，具有运

10、行效率高、速度快、精度高等特点。一般用在过程控制中，如智能仪表、飞机的自动控制、导弹的导航系统等。3按计算机的规模和处理能力分类（1）巨型计算机巨型计算机是指运算速度快、存储容量大，每秒可达1亿次以上浮点运算速度，主存容量高达几百兆字节甚至几百万兆字节，字长可达32位至64位的机器。这类机器价格相当昂贵，主要用于复杂的、尖端的科学研究领域，特别是军事科学计算，目前世界上只有为数不多的几家公司可以生产。由国防科技大学研制的“银河”和国家智能中心研制的“曙光”都属于这类机器。（2）大型计算机大型计算机的运算速度在每秒一百万次到几千万次，字长32-64位，主存容量在几十兆字节左右。拥有完善的指令系统

11、、丰富的外部设备和功能齐全的软件系统，主要用于计算机中心和计算机网络。（3）中型计算机规模和性能介于大型计算机和小型计算机之间。（4）小型计算机小型计算机具有规模较小、结构简单、成本较低、操作简单、易于维护以及与外部设备连接容易等特点，是在60年代中期发展起来的一类计算机。当时的小型机字长一般为16位，存储容量在32KB与64KB之间。当时微型计算机还未出现，因而得以广泛推广应用，许多工业生产自动化控制和事务处理都采用小型机。近期的小型机，其性能已大大提高，主要用于事务处理。（5）微型计算机微型计算机的字长为864位，具有体积小、价格低、可靠性强、操作简单等特点。它的运算速度更快，已达到并超过

12、小型计算机的水平，内存容量达到32256MB，甚至更高。（6）工作站工作站就是一台高档微机，它的独特之处在于易于联网、能大容量存储，配备大屏幕显示器和较强的网络通信功能，特别适用于企业办公自动化控制。（7）服务器服务器是大网络环境下为多用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服务器等。该设备连接在网络上，网络用户在通信软件的支持下远程登录，共享各种服务。二、微型计算机系统的组成一个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的。硬件（Hardware），是计算机的各种物理设备的总称，包括组成计算机的电子的、机械的、磁的或光的元器件或装置，是计算机系统的物质基

13、础。软件是计算机运行所需要的各种程序、数据及其相关资料的集合，是计算机系统的灵魂，一般分为系统软件和应用软件。计算机系统的组成如图所示。图微机系统的组成计算机如果没有软件的支持，则被称为“裸机”。裸机是无法实现任何信息处理任务的；反之，软件依赖硬件来执行，单靠软件本身，没有硬设备的支持，软件也就失去了其发挥作用的舞台。软件和硬件相辅相承，缺一不可。所以硬件和软件相互结合构成了一个完整的计算机系统，只有硬件和软件相结合才能充分发挥计算机系统的功能。（一）计算机的硬件系统硬件系统都是由运算器、控制器（组成中央处理器）、存储器、输入设备、输出设备等五部分组成。1中央处理器（CPU）中央处理器（简称C

14、PU）主要包括运算器和控制器两大部件。它是计算机的核心部件。运算器又称为算术逻辑单元，是用来进行算术运算和逻辑运算的部件，是计算机对信息进行加工的场所。控制器是整个计算机的神经中枢，用来协调和指挥整个计算机系统的操作，它本身不具有运算功能，而是通过读取各种指令，并对其进行翻译、分析，而后对各部件作出相应的控制。在微型计算机中，运算器和控制器被制作在同一块半导体芯片上，又称为中央处理单元、微处理器。最具代表性的产品是美国Intel公司的微处理器系列，先后有4004、4040、8080、8085、8088、8086、80286、80386、80486、Pentium系列等产品。图CPU外观图 CP

15、U的性能指标主要有字长和时钟频率。字长表示CPU每次处理数据的能力。286机是16位机，386机是32位机，486机是32位机，Pentium机是64位机。时钟频率（主频）主要以MHz或GHz（每秒钟计算机的时钟变化一个周期称为一个赫）为单位来度量CPU运行速度。计算机的主频速度一般是与机器的型号标在一起的。例如PentiumII 350机，表示PentiumII 型CPU的工作频率或机器的速度是350MHz。目前的主流CPU频率已经发展到2.0GHz，3.0GHz甚至更高。计算机在保证运行状态稳定的前提下，主频越高则工作节拍越快，运行速度也越高。通常人们习惯上常用微处理器的型号来区别微机的档

16、次，例如：80486、PentiumIII、PentiumIV等都是CPU的型号。2存储器存储器是计算机的记忆部件，用来存放数据、程序和计算结果。存储器分内存储器和外存储器两类。（1）内存储器目前多采用半导体存储器，其特点是容量小、速度快、但价格较贵。内存的大小是衡量计算机性能的主要指标之一。按其功能特征可分为只读存储器（Read Only Memory，ROM）、随机读/写存储器（Read Access Memory，RAM）。1）随机存取存储器（RAM）随机存取存储器简称RAM。主要用来存放当前运行的程序和数据，随机存取的含义是指既能从该设备中读数据，也可以往里写数据。RAM的特点主要有两

17、个：一是存储器中的数据可以反复使用，只有向存储器写入新数据时，存储器中的内容才被更新；二是RAM中的信息随着计算机的断电自然消失，所以说RAM是计算机处理数据的临时存储区，要想使数据长期保存起来，必须将数据保存在外存中。我们平时所说的内存指的是RAM。RAM从特性上可以分为三类：DDRAM（动态随机存取存储器）、SRAM（静态随机存取存储器）。DRAM：作为大容量随机存储器，目前微机上广泛采用动态随机存储器DRAM作为主存。微机上使用的动态随机存储器被制作成内存条的形式出，内存条需要插在系统主板的内存插槽上。常用的内存条的容量有16MB、31MB、64MB或128MB不同的规格。SRAM：静态

18、存储器常作为系统的高速缓冲存储器（Cache），缓存器的作用是预先将数据或程序读入，以提高CPU读取的速度。2）只读存储器（ROM）只读存储器（ROM）在使用时，只能从ROM中读出数据，而不能写入。ROM的特点是存放在ROM中的信息，就是在没有电源的情况下，也能保持。目前，常用的只读存储器有：固化存储器（ROM）：固化ROM出厂时要存储的内容已被固化，不能改变，只能读出数据，不能写入数据。一般在系统板上都装有只读存储器ROM，在它里面固化了一个基本输入/输出系统，称为BIOS。其主要作用是完成对系统的加电自检、系统中各功能模块的初始化、系统的基本输入/输出的驱动程序及引导操作系统。可编程存储器

19、（PROM）：PROM可以由厂家一次性将内容写入，以后不能改动。可擦除可编程的只读存储器（EPROM）：用户可通过编程器将数据或程序写入EPROM，如需重新写入的话，可通过紫外线照射EPROM，将原来的信息擦除，然后再重新写入。电可擦除的只读存储器（EEPROM）：它的擦除不像EPROM那样用紫外线照射，而是需要一个擦除电压。同RAM一样，写入时擦除原有的信息，写入时的速度较慢。快擦型存储器（闪存，Flash Memory）：快擦型存储器具有EEPROM的特点，可在计算机内用专门的软件进行擦除和编程，它的读取时间同DRAM相似，而写时间较慢。（2）外存储器常用的有软盘、硬盘、光盘和U盘等。1）

20、软盘存储器与硬盘相比，其优点是可随身携带且价格便宜。目前微机所配置的能用软盘驱动器大多数是3.5英寸的1.44MB软盘。软盘前面软盘背面图3.5 英寸软盘的外形软盘只有经过格式化后才可以使用。格式化是为存储数据做准备，在此过程中，软盘被软盘沿半径方向被划分成一个个的同心圆，称为磁道，信息记录在磁道上。磁道号从外向内编号，靠近盘片最外沿的是0号磁道，然后是1号磁道，依次类推。靠近盘片圆心的是最大号码的磁道 （79）。每个磁道上沿径向又等分成若干个扇区，扇区数由系统的格式化程序来定。每个扇区可以存储若干个字节，字节数也是由格式化程序来确定。图 磁盘划分示意图根据软盘片存储信息的密度，又可将软盘片分

21、为双面高密盘（DSHD）和双面低密盘（DSDD）。软盘容量的计算公式如下：容量记录面数×磁道数×扇区数×每扇区的字节数目前使用的3.5英寸软盘都是双面高密度软盘，每一面有80个磁道，每个磁道又划分为18个扇区，每个扇区有512个字节，3.5英寸软盘的容量为1.44MB。使用软磁盘时的注意事项：在使用软盘时应注意防尘、防磁与防潮，并且不要弯曲软盘；当软盘指示灯亮或闪烁时，表示计算机存在读取软盘，此时不能将软盘取出。2）硬盘存储器硬盘的分类硬盘从磁盘直径分有：5.25英寸、3.5英寸和1.8英寸等；从存储容量上分有：10GB、20GB、30GB、40GB、60GB、8

22、0GB和120GB等；从接口分有IDE、EIDE、ATA2、SCSI接口，其中SCSI接口硬盘主要用在服务器上，EIDE、ATA2是在IDE上做了改进的接口，其传输速度有了大幅度的提高。硬盘的存储容量硬盘通常由多个盘片构成，每个磁盘片，对应有两个磁头，以转轴中心为圆点，被均匀地划分为若干个半径不等的同心圆，称为磁道。不同盘面上相同半径的磁道在垂直方向构成同心圆柱，称为柱面，柱面数等于磁道数。每个磁道同样被划分为若干个扇区，每个扇区的容量均为512字节。硬盘的读写由柱面号、磁头号和扇区号来确定读写信息的具体位置。硬盘容量的计算公式为：硬盘容量记录面数×柱面数×扇区数×

23、;每扇区的字节数使用硬盘时的注意事项保持良好的工作环境，如适宜的温度和温度、防尘、无震动等；不要频繁开机关机；不得随意拆卸硬盘。3）光盘存储器光盘的特点是容量大，抗干扰性强，存储的信息不易丢失。是多媒体计算机的基本配置。光盘分为只读型CD-ROM、可擦写型CD-RW和一次性写入型CD-R。目前在微机系统中使用最广泛的是只读性光盘。只读性光盘（CD-ROM）：大家所熟悉的CD、VCD、游戏与程序光盘等都属于此类，其存储容量约为650MB，它需要通过CD-ROM驱动器进行访问。一次性写入光盘（CD-R）：这种光盘的特点是可以用光盘刻录机并结合光盘刻录软件将数据写入到空白的光盘上。当光盘写满数据后，

24、就无法对已写入的数据进行修改或删除。所以，一次性写入光盘已成为数据备份的理想工具。可擦写光盘（CD-W）：这种光盘与CD-R相似，可以往光盘里写入数据，不同的是，CD-RW不但可以写入，还可以进行擦除和格式化操作，就像使用软盘一样，可以重复多次使用。DVD光盘： DVD光盘以其海量存储越来越受到人们青睐，一张DVD光盘的容量相当于一张CD光盘容量的7-20倍，即最低为4.7GB。光盘在使用过程中，应注意不要磨损信息存储面。4）USB闪存存储器（U盘）它使用快闪内存作为媒介（Flash Memory）和通用串行总线（USB）接口，只要将其与计算机的USB接口相连，就会在“我的电脑”下出现一个新的

25、“可移动磁盘”盘符，可以像使用软（硬）盘一样在U盘上读写、拷贝文件。在使用U盘进应当注意：插拔U盘时，必须等指示灯停止闪烁时方可进行；写保护的关闭和打开，应在从接口上拔下的下进行。（4）关于存储器，以下几个概念是很重要的：地址。内存由许多存储单元组成，每一个存储单元可以存放若干位数据代码，该代码可以是指令，也可以是数据。为区分不同的存储单元，所有存储单元均按一定的顺序编号，称为地址码，简称地址。存储容量。存储容量是描述计算机存储能力的指标。其基本单位是“字节”（Byte），一般用大写字母B表示。一个字节为位的二进制数。每一个字节称为一个存储单元。常用的单位还有KB（千字节）、MB（兆字节）和G

26、B（千兆字节），它们之间的关系为：1B（字节）8位（bit）1KB（千字节）1024B1MB（兆字节）1024KB1024×1024B1GB（千兆字节）=1024MB1024×1024KB1TB（太字节）1024×1024GB例如：内存为64KB的微型计算机，其实际内存容量为64×102465536字节。例如：计算128MB内存和10GB硬盘的存储容量是多少个字节。128MB128×1024×1024B134217728B10GB10×1024×1024×3输入设备输入设备是用来输入计算程序和原始数据的设

27、备。常用输入设备是键盘、鼠标、扫描仪,如图所示。除此之外还有光笔、触摸屏、数字化仪等。图常用输入设备（1）键盘键盘是微机中常用的输入设备，常见的键盘有101键和104键两种。键盘可以分为个区：专用键区、打字键区、辅助键区、小键盘区，如图所示。下面几个最基本的键：Tab键：称为跳格键。这个键有两个功能：一是单击此键，光标可向右移动个字符，方便光标的移位；二是在填表时，填写完一栏后，单击该键可将光标跳至下一个单元格的起始位置。Caps Lock键：也称大小写锁定键。如果要输入大写英文字母，事先单击Caps Lock键，当键盘右上角与之对应的指示灯变亮，再单击任意一个键就会输入大写的英文字母了。另外

28、还有一种方法就是按住Shift键不放，同时单击需要的字母就会输入大写字母了。Shift键：也称上档键。它是组合键，除了在前面介绍的可输入双字符键上的上档字符外，它还可以跟其他键组合成快捷键。例如，当需要切换输入法时，就可按CtrlShift组合键完成对输入法的切换。Ctrl键：也称控制键。Ctrl键也是比较常用的一个组合键，它可根据需要和习惯自行设定。例如：在文字编辑时，CtrlA组合键的功能是全选。在很多软件菜单的常用命令后都有快捷键提示，大多数是Ctrl键和字母键组合。键：也叫开始菜单键。它是Windows系统功能键。在任何情况下单击此键的功能就是弹出“开始”菜单。Alt键：称为转换键，它

29、也是通过与其他键组合产生特殊作用的组合键。例如：AltF4是关闭正在使用的窗口。在不同的工作环境和状态下，转换键的功能和作用各不相同，例如：在文字处理软件中，单击Alt键可激活软件的菜单栏。空格键：空格键位于主键盘区最下方的中间，它是所有键中最长的一个。它的作用是输入空格，单击此键，光标向右移动一个字符，出现空格符。键：也叫快捷菜单键。在Windows98/NT/2000/XP操作系统中，单击该键后会弹出相应的快捷菜单，其功能相当于鼠标右键。Enter键：也称回车键。回车键是键盘中利用率最高的键之一，它的功能之一是在运行程序时，起“确定”的作用；另一个功能是在文字编辑过程中，使光标另起一行。B

30、ackspace键：称为退格键，也称橡皮键。单击此键是使光标向后退一个字符位，即删除光标所在位置前的一个字符。Esc键：称取消键。常用来表示取消或中止某种操作。F1F12键：这个键在不同的软件中有不同的作用。其中，F1键常常为我们带来帮助信息。Power键：称电源键。在开机状态下单击此键可直接关机。Sleep键：称睡眠键。单击此键可使电脑转入休眠状态。Wake up键：称唤醒键。是在电脑处在休眠状态时唤醒电脑继续工作的。Print Screen SysRq键：屏幕打印键。单击此键可将当前屏幕中的内容复制到Windows的剪贴板中，或直接将内容打印出来。小技巧：按住Alt键再单击屏幕打印键可复制

31、出当前正在使用窗口的图片。Scroll Lock键：屏幕锁定键。此键的功能是停止显示长文件的屏幕滚动。Pause Break键：暂停键。在程序或者命令正在执行的情况下，单击此键可暂停它们的执行。若要继续执行，按任意键即可。Insert键：插入和改写键。输入时默认是“插入”状态，输入的字符将直接插入光标所在处。单击该键后，进入“改写”状态，这时输入的字符将覆盖光标光标的所在处后边的字符。若想返回插入状态，再单击该键即可。Delete键：删除键。在文字编辑状态下单击此键可删除光标后边的字符；在窗口状态下，可删除被选中的文件。小技巧：想要永久删除选中的文件或文件夹，只要按住Shift键，再单击Del

32、ete键即可。Home键：起始键。此键的功能是使光标移动到光标所在行的行首。End键：终点键。此键的功能是使光标移动到光标所在行的末尾。小技巧：想要将光标移动到正在编辑的文件首，只要按住Ctrl键再单击Home键就行了；而按住Ctrl键再单击End键，光标将被移动整篇文件的最后。Page Up键：前翻页键。单击此键可使屏幕的显示内容向翻一页。Page Down键：后翻页键。单击此键可使屏幕的显示内容向后翻一页。 Num Lock键：数字锁定键。数字锁定键的默认状态是数字锁定状态，这时状态指示灯是亮着的，可直接通过数字键输入数字；当按下Num Lock键时，位于右上角的状态指示灯关闭，这时数字键

33、盘处于光标控制状态，此时数字键区各键的下档所标的各项功能就可以使用了。（2）鼠标鼠标的功能和分类鼠标的主要功能用于移动显示器上的光标并通过菜单或按钮向主机发出各种操作命令，但不能输入字符和数据。常用的鼠标按其结构分为机械式和光电式两种。机械式鼠标价格便宜，但准确性较差，其底部有一个橡胶小球，当鼠标在水平面上滚动时，小球与平面发生相对转动而控制光标移动。光电式鼠标价格适宜，准确性较高，其对光标进行控制的是鼠标底部有一个光电探测器，当鼠标在特殊的光电板上移动时，光源发出的光经反向后转化为移动信号，控制光标移动。鼠标根据按钮的数目又分为三键鼠标和两键鼠标。各个键的功能由软件定义。通常，左按钮用作确定

34、操作；按钮用作特殊功能。还有一种滚轮式鼠标，通过旋动滚轮直接卷动滚动条，在浏览网页时非常方便。根据与主机的连接方式可分为两种：串行鼠标，将鼠标连接到主板的串行口上，俗称“方口鼠标”；总线鼠标，即鼠标连接到主板的PS/2接口上，俗称“圆头鼠标”。鼠标又可分为有线与无线两类。无线鼠标利用红外线或无线电波与计算机通信。红外无线鼠标必须对准红外接收器才能发挥作用，而无线电波鼠标随时都可以使用。无线鼠标的主要优点是不受桌面的限制。使用鼠标时的注意事项鼠标在使用中要注意接触面的平整和清洁。使用机械鼠标特别应保持滚动球的清洁。3）其他键盘和鼠标是微机中最常用的输入设备，此外还有图形扫描仪、条形码阅读器、光学

35、字符阅读器OCR、触摸屏、声音输入设备和手写输入设备等。插图4输出设备4输出设备输出设备将计算机处理的结果转换成人们能够识别的数字、字符、图像、声音等形式显示、打印或播放出来。常用的输出设备是显示器、打印机、绘图仪等。（1）显示器显示器由监视器和显示适配卡组成，是最常用的输出设备。显示适配器简称显示卡，它一般被插在主板的扩展槽内，通过总线与CPU相连。监视器的外形很像电视机，通常也称为显示器，常见的显示控制适配器有 MDA （单色适配器）、 CGA （彩色图形适配器）、 EGA （增强型图形适配器）、 VGA （视屏图形阵列适配器）、 CEGA （中文增强型适配器）、TVGA （增强型视屏图形

36、阵列适配器）和SVGA（超级视频图形适配器）等。显示器，按其结构可以分成阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）两种；按其显示效果，可以分为单色和彩色显示器。目前微机中的显示器以17#彩显为主流配置。显示器的主要技术指标：分辨率：显示器所显示的图形和文字是由许许多多的“点”组成的，这些点称为像素。分辨率是指显示器屏幕上所能显示的“点”数（像素数），分辨率超高，屏幕可以显示的内容越丰富，图像也越清晰。目前的显示器一般都能支持800×600、1024×768、1280×1024等规格的分辨率。扫描频率：指每秒钟完成扫描的次数，一般达到85Hz就不会使人感到闪烁

37、。（2）打印机打印机是一种常用的输出设备，它可以将计算机处理结果用各种图表、字符的形式打印在纸上。目前最普及的打印机按印字的工作原理可以分为击打式和非击打式两种。击打式以针式打印机为主要代表，非击打式以激光打印机和喷墨打印机为主流。图打印机示意图1）针式打印机针式打印头由若干排成一列（或两列）的打印针组成。击打时打印针通过色带打印到打印纸上，于是在打印纸上印出一个点。打印头从左到右移动，每次打印一列。有9针和24针两种。针数越多。针式打印机的主要优点是：价格便宜，维护费用低，可复写打印，适合于打印蜡纸。缺点是：打印速度慢，噪声大，打印质量稍差。目前针式打印机主要应用于银行、税务、商店等的票据打

38、印。2）喷墨打印机是通过喷墨管将墨水喷射到普通打印纸上而实现字符或图形的输出。主要优点是：打印精度较高、噪声低、价格适中。缺点是：打印速度慢，消耗品价格较高。常见的有 HP 和 CANON 喷墨打印机。喷墨打印机是普通家庭的首选。3）激光打印机是近年来发展很快的的一种输出设备，由于它具有精度高、打印速度快、噪声低等优点，已越来越成为打印机的主流产品，但价格相应也高。打印机的技术指标主要有打印速度、打字质量、打印噪声等。（3）其他外部设备1）声卡声卡主要用于声音的录制、播放和编辑，是多媒体计算机的核心设备。2）视频卡视频采集卡将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据

39、或者视频音频混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。是多媒体技术中最重要的一环。3）调制解调器俗称“猫”，是多媒体计算机联接互联网的专门设备。调制解调器（Modem）是调制器和解调器的简称，用于进行数字信号与模拟信号间的转换。5总线所谓总线，是一组连接各个部件的公共信线，即系统各部件之间传送信息的公共通道。（1）总线的组成按其传送的信息可分为数据总线、地址总线和控制总线3类。数据总线（Data Bus，BD）用来传送数据信息，是双向总线。CPU既可通过DB从内存或输入设备读入数据，又可通过DB将内部数据送至内存或输出设备。它决定了CPU和计算机

40、其他部件之间每次交换数据的位数。地址总线（Address Bus,AB）用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线。传送地址信息的目的是指明与CPU交换信息的内存单元和I/O设备。地址总线的宽度决定了CPU的最大寻址能力。控制总线（Control Bus,CB）用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。其中有的是CPU向内存或外部设备发出的信息，有的是内存或外部设备向CPU发出的信息。（2）总线的类型。ISA总线：ISA总线是工业标准总线，主要用于286和部分386机。MCA总线：主要用于IBM原装机中。EISA总线：主要用于386和486。VESA总线：主要用于奔腾机。PCI总线：主要用于奔腾机

41、。（二）计算机的软件系统软件内容丰富、种类繁多，通常根据软件用途可将其分为系统软件和应用软件两类。系统软件操作系统（DOS、WINDOWS、UNIX）语言处理系统（汇编程序、编译程序、解释程序）程序设计语言（C、VB、VFP、SOL Server、Oracle.）数据管理系统（DBMS）应用软件应用软件包（Office、Wps、AutoCAD、游戏、学习软件）软件系统1系统软件 系统软件是用来控制计算机运行，管理计算机系统的各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。系统软件通常包括：操作系统、数据库管理系统、各种语言及其汇编、解释或编译程序等。（1）操作系统1）什么是操作系统应用程序操作

42、系统裸机用户操作系统是最基本的系统软件，是用于管理和控制计算机硬件和软件资源的一组程序。操作系统直接运行在裸机之上，是对计算机硬件系统的第一次扩充。在操作系统的支持下，计算机才能运行其他的软件。操作系统是计算机硬件与其他软件的接口，也是用户和计算机的接口，如图所示。2）操作系统的功能操作系统作为计算机系统的资源的管理者，它的主要功能对系统所有的软硬件资源进行合理而有效的管理和调试，提高计算机系统的整体性能。具体地说，操作系统具有如下5大功能：v CPU的控制与管理v 内存的分配和管理v 部设备的控制和管理v 文件的控制和管理v 作业的控制和管理3）操作系统的分类按与用户对话的界面分类v 命令行

43、界面操作系统在这类操作系统中，用户只能在命令提示符后（如C：DOS）输入命令才能操作计算机。典型的命令行界面操作系统有MSDOS、Novell等。v 图形用户界面操作系统在这类操作系统中，每一个文件、文件夹和应用程序都可以用图标来表示，所有的命令也都组织成菜单或以按钮的形式列出。因此，若要运行一个程序，无需知道命令的具体格式和语法，而只要使用鼠标对图标和命令进行单击或双击即可。如Windows 95/98、Windows NT、Windows 2000、网络版Novell等。按能够支持的用户数为标准分类v 单用户操作系统在单用户操作系统中，系统所有的硬件、软件资源只能为一个用户提供服务。如MS

44、DOS、Windows 95/98等。v 多用户操作系统多用户操作系统能够管理和控制由多台计算机通过通信口联结起来组成的一个工作环境并为多个用户服务的操作系统。如UNIX、Xenix等。按是否能够运行多个任务为标准分类v 单任务操作系统在这类操作系统中，用户一次只能提交一个任务，待该任务处理完毕后才能提交下一个任务。如MSDOS。v 多任务操作系统在这类操作系统中，用户一次可以提交多个任务，系统可以同时接受并且处理。如Windows 95/98、Windows NT、Windows 2000、UNIX、Novell Netware等。按系统的功能为标准分类v 单用户操作系统。在一个计算机系统内

45、，一次只能有一个用户作业运行，用户占用计算机的全部硬件资源和软件资源。一般微型计算机操作系统均属于此类操作系统。v 批处理操作系统。用户每次把一批经过合理搭配的作业（程序、数据、命令的集合），通过输入设备提交给系统，一但交给系统之后，就完全脱离用户的作业，直到运行完毕才能根据输出结果分析作业情况，批处理系统的优点是系统吞吐量大、资源利用率高。v 实时操作系统。实时操作系统分为实时控制和实时信息处理。实时是立即的意思，该系统对特定的输入在限定的时间内做出准确的响应。v 分时操作系统。分时操作系统的基本思想是基于人的操作和思考速度比计算机慢得多，如果将处理时间分成若干时间段，并规定每个作业在运行了

46、一个时间段后暂停，将处理器让给其他作业。经过一段时间后，所有的作业都被运行了一段时间，当处理器被重新分给第一个作业时，用户感觉不到其内部发生的变化，感觉不到其他作业的存在。分时操作系统使多个用户共享一台计算机成为可能。v 网络操作系统。网络操作系统用于对多台计算机的软件和硬件资源进行管理和控制，提供网络通信和网络资源共享功能。常用的网络操作系统有Windows NT Server、Netware等，这类操作系统通常用在计算机网络系统中的服务器上。（4）常用操作系统简介v DOS（Disk Operating System）DOS是Microsoft公司研制的配置在PC机上的单用户命令行界面操作

47、系统。DOS的特点是简单易学，硬件要求低，但存储能力有限。因为种种原因，现在已被Windows替代。v WindowsWindows是基于图形用户界面的操作系统。因其生动、形象的用户界面，十分简便的操作方法，吸引着成千上万的用户，成为是目前装机普及率最高的一种操作系统。v UNIXUNIX优点是具有较好的可移植性，可运行于许多不同类型的计算机上，具有较好的可靠性和安全性，支持多伤、多处理、多用户、网络管理和网络应用。缺点是缺乏统一的标准，应用程序不够丰富，并且不易学习，这些都限制了UNIX的普及应用。v LinuxLinux是一种源代码开放的操作系统。用户可以通过Internet免费获取Lin

48、ux及其生成工具的源代码，然后进行修改，建立一个自己的Lnux开发平台，开发Linux软件。现在主要流行的版本有：Red Hat Linun、Turbo Linux、S.u.S.E Linux等。我国自己开发的有：红旗Linux、蓝点Linux等。（2）计算机语言计算机语言，也称为程序设计语言，是人与计算机交流信息的一种语言。程序设计语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言。 计算机机器语言 机器语言是用二进制代码表示的语言，是计算机唯一可以直接识别和执行的语言。 机器语言程序具有计算机可以直接执行，简洁，运算速度快等优点。但是，用机器语言编写的程序，直观性差，非常容易出错，程序的检查和调试都

49、比较困难。此外，各种计算机都有自己的机器指令系统，也就是说对机器的依赖性很强，用户的程序难于相互交流。它只适合专业人员使用。 计算机汇编语言 汇编语言是指用能反映指令功能的助记符来代替难懂、难记的机器指令的语言。汇编语言的指令与机器语言指令基本上是一一对应的，只不过机器语言指令直接用二进制代码，而汇编语言指令是用助记符。汇编语言在编写、阅读和调度等方面比机器语言有了很大的进步，而且运行速度更快。但是，汇编语言仍然是一种面向机器的语言，它的助记符只是机器语言的符号化而已。因此，与机器语言相比，汇编语言除了较为直观、易理解和记忆外，通用性也不强，所以仍然属于低级语言。 计算机高级语言 为了解决机器

50、语言和汇编语言的种种缺陷，人们又创造了许多计算机“高级语言”。这种计算机高级语言为用户提供了一种既接近于自然语言，又可以使用数学算式表示方法，还相对独立于机器的工作方式，用户就在这种方式下按照给定的规则编写自己的源程序。 例如，在 BASIC 语言中的语句 IF B*B-4*a*c>=0 THENPRINT (-B+SQR(B*B-4*A*C)/(2*A) 表示了要在判别式 0 时打印输出一元二次方程 ax 2 +bx+c=0 的一个实根。 目前，比较流行的计算机高级语言有： FORTRAN （ Formula Translator 公式翻译，用于科学与工程计算）； COBOL （ Common Business Orieted Language 数据处理语言，用于事务处理）； PASCAL （结构程序设计语言，用于教学、科学计算、数据处理等）； BASIC （小型会话式语言，简单易学）； C （通用程序设计语言，适于编写系统软件）； PROLOG （一种逻辑程序设计语言，使用于人工智能领域）； 近几年来，随着面向对象和可视化技术的发展，出现 C + ， Java 等面向对象程序设计语言和 Visual Basic ， Visual C + ， Delphi 等语言。 （3）解释、编译和连接程序对于用某种程序设计语言编写的程序，计算机不能直接执行，必须要经过翻译