计算机一级辅导(理论部分)1

1、全国计算机等级考试理论知识第1章 计算机基础知识1.1 计算机概述1.2 计算机硬件系统1.3 计算机软件系统1.4 数制和编码1.5 多媒体技术1.6 计算机安全1.7 网络基础知识1.1 计算机概述1.1.1 计算机的发展第一台电子计算机1946年2月诞生于美国宾夕法尼亚大学，它的名字叫“ENIAC”(读作“埃尼阿克”，即Electronic Numerical Integrator and Calculator，中文意思是电子数字积分器和计算器)，是宾夕法尼亚大学摩尔电工学院的莫克利(John Mauchly)教授和他的学生埃克特(J.P.Eckert)博士为军事目的而研制的。它以电子管

2、为主要元件，其内存为磁鼓，外存为磁带，操作由中央处理器控制，使用机器语言编程，运算速度为每秒5000次。它使用了18800只电子管，1500多个继电器，重量30多吨，占地170平方米。第一台电子计算机ENIAC1946年6月，美籍匈牙利裔科学家冯诺依曼(John von Neumann)教授发表了电子计算机逻辑结构初探的论文，提出了“在机内存储程序”这一现代计算机思想，并为美国军方设计了第一台存储程序式的计算机EDVAC。与ENIAC相比，EDVAC有两点重要的改进：采用二进制，提高了运行效率；把指令存入计算机内部。但世界上第一台实现存储程序式的计算机是EDSAC，于1949年5月制成并投入运

3、营。第一代计算机以电子管为主要元件，其内存采用水银延迟线，外存有纸带、卡片、磁带和磁鼓等，操作由中央处理器控制，使用机器语言和汇编语言编程，运算速度从每秒几千次到几万次，内存容量仅几千个字节。1958年，第二代计算机出现，其特征是：以晶体管为主，内存为磁芯存储器，外存为磁盘或磁带，运算速度为每秒几万到几十万次，内存容量扩大到几十万字节。出现了操作系统，使用高级语言(如FORTRAN，COBOL等)编程。主要应用领域为数值计算、数据处理、工业过程控制。1965年，第三代计算机出现，其特征是：以中、小集成电路(SSI和MSI)为主，内存为半导体存储器，外存为磁盘，运算速度为每秒几十万次到几百万次，

4、机种成系列、可互换，采用积木式结构及标准输入输出接口，用高级语言编程。以操作系统来管理硬件资源，出现了分时操作系统和结构化设计语言(Pascal)。主要应用领域为信息处理。1971年左右，第四代计算机出现，其特征是：以大规模及超大规模集成电路(LSI和VLSI)为主(一个芯片上可集成数十到上百万个晶体管)，内存为半导体存储器，外存为磁盘，运算速度每秒几百万次到上亿次，应用领域扩展到各个方面。此时微型计算机也开始出现。微型计算机在20世纪80年代得到了迅速推广。20世纪80年代，日本首先提出了第五代计算机的研制计划，其主要目标是使计算机具有人类的某些智能，如听、说、识别对象，并且具有一定的学习和

5、推理能力。目前科学家正在研究的新一代计算机有：神经网络计算机、生物计算机等。表1-1计算机发展的四个阶段代次起止年份所用电子元器件数据处理方式运算速度应用领域第一代19461958电子管汇编语言、代码程序5千3万次/秒国防及高科技第二代19581964晶体管高级程序设计语言数十万几百万次/秒工程设计数据处理第三代19651971中、小规模集成电路结构化、模块化程序设计、实时处理数百万几千万次/秒工业控制数据处理第四代1971现在大规模、超大规模集成电路分时、实时数据处理、计算机网络上亿条指令/秒工业、生活等各方面3、我国的计算机发展我国于1958年8月1日诞生了我国第一台电子计算机103机，又

6、称八一型计算机。1964年推出了108乙、109乙等一批晶体管计算机。1971年研制成功我国第三代集成电路DJS系列计算机。1983年12月，亿次巨型向量机银河计算机由国防科技大学研制成功。1992年11月19日每秒10亿次的银河一计算机通过国家鉴定。1997年6月19日每秒130亿次的银河一计算机也通过国家鉴定，内存容量9.16G。1995年5月，我国独立研制的大规模并行机曙光1000研制完成。1998年，曙光2000I诞生，峰值运算速度达每秒200亿次浮点运算。1999年9月，曙光2000II超级服务器诞生，峰值运算速度达到每秒1117亿次，内存达到50G。1999年8月，神威并行计算机研

7、制成功，峰值运算速度达到每秒3840亿次浮点运算。4、计算机发展趋势计算机未来的发展方向：巨型化微型化网络化智能化多媒体化1.1.2 计算机的性能指标评价计算机的性能指标可以从主频、字长、内存容量、存取周期、运算速度等方面来衡量。1. 主频主频是指时钟频率，其单位是兆赫兹(MHz)。2. 字长字长是指计算机的运算器能同时处理的二进制数据的位数，它确定了计算机的运算精度，字长越长，计算机的运算精度就越高，其运算速度也越快。3. 内存容量内存储器中可以存储的信息总字节数称为内存容量。4. 存取周期把信息存入存储器的过程称为“写”，把信息从存储器取出的过程称为“读”。存储器的访问时间(读写时间)是指

8、存储器进行一次读或写操作所需的时间；存取周期是指连续启动两次独立的读或写操作所需的最短时间。目前微机的存取周期约为几十到一百毫秒(ms)左右。5. 运算速度运算速度是一项综合的性能指标，用MIPS来衡量。主频和存取周期对运算速度的影响最大。1.1.3 计算机的分类1、按计算机性能分：巨型机：又称超级计算机，通常是指最大 、最快、最贵的计算机。生产巨型机的公司有美国的Cray公司、TMC公司，日本的富士通公司、日立公司等。我国研制的银河、曙光、神威系统也属于巨型机。小巨型机：又称桌上型超级电脑，它想使巨型机缩小成个人机的大小，或者使个人机具有超级电脑的性能。典型产品有美国Convex公司的C-1

9、，C-2，C-3等；Alliant公司的FX系列等。大型主机：它包括我们通常所说的大、中型计算机。这是在微型机出现之前最主要的计算模式，即把大型主机放在计算中心的机房中，用户要上机就必须去计算中心的客户端上工作。大型主机经历了批处理阶段、分时处理阶段，进入了分散处理与集中管理的阶段。IBM公司一直在大型主机市场处于霸主地位，DEC、富士通、日立、NEC也生产大型主机。不过随着微机与网络的迅速发展，大型主机正在走下坡路。我们许多计算中心的大机器正在被高档微机群取代。1.1.3 计算机的分类1、按计算机性能分：小型机：由于大型主机价格昂贵，操作复杂，只有大企业大单位才能买得起。在集成电路推动下，6

10、0年代DEC推出一系列小型机，如PDP-11系列、VAX-11系列。HP有1000、3000系列等。通常小型机用于部门计算。同样它也受到高档微机的挑战。工作站：工作站与高档微机之间的界限并不十分明确，而且高性能工作站正接近小型机、甚至接近低端主机。但是，工作站毕竟有它明显的特征：使用大屏幕、高分辨率的显示器；有大容量的内外存储器，而且大都具有网络功能。它们的用途也比较特殊，例如用于计算机辅助设计、图像处理、软件工程以及大型控制中心。微型机：这是目前发展最快的领域。根据它所使用的微处理器芯片的不同而分为若干类型：首先是使用Intel芯片386、486以及奔腾等IBM PC及其兼容机；其次是使用I

11、PM-Apple-Motorola联合研制的PowerPC芯片的机器，苹果公司的Macintosh已有使用这种芯片的机器；再次，DEC公司推出使用它自己的Alpha芯片的机器。1.1.3 计算机的分类2.按计算机中信息的表示形式和处理方式分按计算机中信息的表示形式和处理方式分，可将计算机分为模拟式、数字式、和数字模拟混合式三类。模拟式计算机中的信息形式是连续变化的量电压。速度快、但精度差、编排复杂、信息不易存储且通用性不强。数字式计算机中的所有信息都是由“0”和“1”这两个不连续的数字量构成的二进制形式，精度高，信息便于大量存储。是通用性很强、目前普遍使用的一类计算机。数字模拟混合式电子计算机

12、是综合了上述两种计算机的长处设计出来的。既能处理数字量，也能处理模拟量。3.按计算机的用途分按用途可将计算机分为通用计算机和专用计算机。通用机配有通用的外围设备，功能较齐全的系统软件、应用软件，具有较强的通用性，能解决多种类型问题。一般数字式电子计算机属于此类。专用机是为解决某一特定问题而设计的。它的硬件和软件就是为解决该问题而配置的，速度快，精度高，效率高，但功能较为单一。1.1.4 计算机的特点运算速度快运算精度高存储容量大具有记忆功能和逻辑判断功能可靠性高通用性强1.1.5 计算机的应用1.数值计算(科学计算)这是计算机最早的应用领域。从尖端科学到基础科学，从大型工程到一般工程，都离不开

13、数值计算。例如，宇宙探测、气象预报、桥梁设计、飞机制造等都会遇到大量的数值计算问题。这些问题计算量大、计算过程复杂。像著名的“四色定理”的证明，就是利用IBM 370系列的高档机计算了1200多个小时才获得证明，如果人工计算，日夜不停地工作，也要十几万年；气象预报有了计算机，预报准确率大为提高，可以进行中长期的天气预报；利用计算机进行化工模拟计算，加快了化工工艺流程从实验室到工业生产的转换过程。2.数据处理(信息处理)这是目前计算机应用最为广泛的领域。数据处理包括数据采集、转换、存储、分类、组织、计算、检索等方面。例如人口统计、档案管理、银行业务、情报检索、企业管理、办公自动化、交通调度、市场

14、预测等都有大量的数据处理工作。1.1.5 计算机的应用3.过程控制(自动控制)计算机是生产自动化的基本技术工具，它对生产自动化的影响有两个方面：一是在自动控制理论上；二是在自动控制系统的组织上。生产自动化程度越高，对信息传递的速度和准确度的要求也就越高，这一任务靠人工操作已无法完成，只有计算机才能胜任。利用计算机对生产过程进行控制，尤其是在生产环境比较恶劣的工作场所利用计算机进行生产过程的控制，大大提高了生产自动化的水平，减轻了工作人员的劳动强度，提高了产品质量，降低了产品成本。1.1.5 计算机的应用4.计算机辅助工程(1)计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)

15、：利用计算机高速处理、大容量存储和图形处理功能，辅助设计人员进行产品设计。不仅可以进行计算，而且可以在计算的同时绘图，甚至可以进行动画设计，使设计人员从不同的侧面观察了解设计的效果，对设计进行评估，以求取得最佳效果，大大提高了设计效率和质量。(2)计算机辅助制造(Computer Aided Made，CAM)：在机器制造业中利用计算机通过各种数控机床和设备，自动完成离散产品的加工、装配、检测和包装等制造过程的技术，称为计算机辅助制造。近年来，各工业发达国家又进一步将计算机集成制造系统(CIMS一Computer Integrated Manufacturing System)作为自动化技术的

16、前沿方向，CIMS是集工程设计、生产过程控制、生产经营管理为一体的高度计算机化、自动化和智能化的现代化生产大系统。1.1.5 计算机的应用4.计算机辅助工程(3)计算机辅助教学(Computer Aided Instruction，CAI)：通过学生与计算机系统之间的对话实现教学的技术称为计算机辅助教学。对话是在计算机指导程序和学生之间进行的，它使教学内容生动、形象逼真，模拟其他手段难以做到的动作和场景。通过交互方式帮助学生自学、自测，方便灵活，可满足不同层次人员对教学的不同的要求。此外还有其他计算机辅助系统：如利用计算机作为工具辅助产品测试的计算机辅助测试(CAT)；利用计算机对学生的教学、

17、训练和对教学事务进行管理的计算机辅助教育(CAE)；利用计算机对文字、图像等信息进行处理、编辑、排版的计算机辅助出版系统(CAP)；计算机管理教学(CMI)等等。1.1.5 计算机的应用5.智能模拟人工智能(Artificial Intelligence，AI)是用计算机模拟人类的智能活动：判断、理解、学习、图像识别、问题求解等。它是计算机应用的一个崭新领域，是计算机向智能化方向发展的趋势。现在，人工智能的研究已取得不少成果，有的已开始走向实用阶段。例如，能模拟高水平医学专家进行疾病诊疗的专家系统，具有一定思维能力的智能机器人等等。1.2 计算机系统组成一个完整的计算机系统由硬件(Hardwa

18、re)和软件(Software)两个部分组成。硬件：也称为硬设备，指客观存在的物理实体，即由电子元件和机械元件构成的各个部件是计算机进行工作的物质基础。 如：CPU、主板、显示器、内存条、键盘、鼠标等。软件：指运行在硬件上的程序及运行程序所需的数据和相关文档的总和。即软件程序+数据+文档计算机系统结构计算机系统硬件系统主机中央处理器(CPU)运算器控制器内存储器随机存取存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器(Cache)外部设备外存储器输入设备输出设备软件系统系统软件操作系统DOSWindows 98/XPWindows 2000Unix/Linux语言处理程序汇编程序解释/编译程

19、序数据库系统服务程序应用软件通用软件MS Office/WPS Office专用软件1.2.1 通用计算机方案计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。采用二进制。存储程序控制的思想，即程序和数据一样，存放在存储器中。这个方案由冯诺依曼提出，所以现在的计算机架构被称为冯诺依曼架构。1.2.2 计算机硬件系统计算机主要由运算器、控制器、存储器、输出及输入设备组成。1. 运算器运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，其任务是对信息进行加工处理。运算器由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。ALU是对数据进行加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等

20、逻辑运算以及移位、求补等操作的部件。累加器用来暂存操作数和运算结果。状态寄存器(或称标志寄存器)用来存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。通用寄存器组用来暂存操作数或数据地址。ALU、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长。2. 控制器控制器根据程序的指令向各个部件发出控制信息，从而控制整个计算机的运行。因此控制器是计算机的神经中枢。在制造时，将运算器和控制器集成在一块集成电路芯片中，即为中央处理器(Central Process Unit，CPU)。CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等构成。寄存器组用于在指令执行过后存放操作数和中间数据，由运算器完成指令所规定的运算及操作。

21、3. 存储器存储器是用来存储程序和数据的记忆部件，是计算机中各种信息的存储和交流中心。存储器的主要功能是保存信息。它的功能与录音机类似，使用时可以取出原记录的内容而不破坏其信息(存储器的“读”操作)；也可以将原来保存的内容抹去，重新记录新的内容(存储器的“写”操作)。存储器分为内部存储器(内存，又称主存)、外部存储器(外存，又称辅存)。 内部存储器内存是电脑中的主要部件，它是相对于外存而言的。我们平常使用的程序，如Windows操作系统、打字软件、游戏软件等，一般都是安装在硬盘等外存上的，但仅此是不能使用其功能的，必须把它们调入内存中运行，才能真正使用其功能，我们平时输入一段文字，或玩一个游戏

22、，其实都是在内存中进行的。通常我们把要永久保存的、大量的数据存储在外存上，而把一些临时的或少量的数据和程序放在内存上。内存一般采用半导体存储单元，包括随机存取(读写)存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，以及高速缓存(Cache)。随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)表示既可以从中读取数据，也可以写入数据。当机器电源关闭时，存于其中的数据就会丢失，所以也可以把RAM看作是临时存储器。我们通常购买或升级的内存条就是用作电脑的内存，内存条(SIMM)就是将RAM集成块集中在一起的一小块电路板，它插在计算机中的内存插槽上，以减少RAM集成块占用的空间。目前市场上常见的

23、内存条有256M/条、512M/条、1G/条等。静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)静态RAM 用触发器作为存储单元存放1 和0，存取速度快，只要不掉电即可持续保持内容不变。一般静态RAM 的集成度较低，价格高，但存取速度快，常用来做高速缓冲存储器(Cache)。动态RAM 的基本存储电路为带驱动晶体管的电容。电容上有无电荷状态被视为逻辑1 和0。随着时间的推移，电容上的电荷会逐渐减少，为保持其内容必须周期性地对其进行刷新(对电容充电)以维持其中所存的数据，所以在硬件系统中也得设置相应的刷新电路来完成动态RAM 的刷新，动态RAM集成度高，存取速度慢，但价格低。RAM 内容的存取是以

24、字节为单位的，为了区别各个不同的字节，将每个字节的存储单元赋予一个编号，该编号就称为这个存储单元的地址，存储单元是存储的最基本单位，不同的单元有不同的地址。在进行读写操作时，可以按照地址访问某个单元。ROM表示只读存储器(Read Only Memory)，在制造ROM的时候，信息(数据或程序)就被存入并永久保存。这些信息只能读出，一般不能写入，即使机器掉电，这些数据也不会丢失。ROM一般用于存放计算机的基本程序和数据，如BIOS ROM。只读存储器（ROM）分为： 1.只读存储器（ROM） 2.可编程存储器（PROM） 3.可擦写可编程存储器（EPROM)高速缓冲存储器(Cache) ，位于

25、CPU与内存之间，是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入或读出数据时，这个数据也被存储进高速缓冲存储器中。当CPU再次需要这些数据时，CPU就从高速缓冲存储器读取数据，而不是访问较慢的内存，当然，如需要的数据在Cache中没有，CPU会再去读取内存中的数据。Intel从Pentium开始将Cache分开，通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。在早期，L1 Cache是集成在CPU中的，被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache（I-Cache）和指令Cache（D-Cache）。它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两个Cache可以同时被CPU访问，减少了

26、争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。以前的L2 Cache没集成在CPU中，而在主板上或与CPU集成在同一块电路板上，因此也被称为片外Cache。但从P开始，由于工艺的提高L2 Cache被集成在CPU内核中，以相同于主频的速度工作，结束了L2 Cache与CPU大差距分频的历史，使L2 Cache与L1 Cache在性能上平等，得到更高的传输速度。 外部存储器外部存储器也叫外存，用作内存的后备与补充。其特点是容量大、价格低、可长期保存信息。常用的外存有磁盘、光盘及可移动外存等。1）磁盘：磁盘包括磁盘驱动器、磁盘控制器和磁盘片3部分。磁盘分为软磁盘和硬磁盘两类，分别 简称为软盘和硬盘

27、。 软盘软盘驱动器称为FDD，软盘片是覆盖磁性涂料的塑料片，只有一个盘片，分两面存储信息。软盘片由外向里划分成许多的同心圆槽，这些圆槽称为磁道。软盘的磁道数通常为80，编号为079，最外面的磁道为0。各种信息都放在磁道上。磁道又被划分为多组圆弧区域，称为扇区。一个扇区含有512字节。 常见的3.5英寸双面高密度软盘划分为18个扇区，它的容量为：2面80道/面18扇区/道512字节/扇区=1474560字节=1.44MB使用软盘应特别注意远离磁铁，不要让太阳直接照晒，不要弯曲，不要落上灰尘，避免震动。软盘与软驱是分离的。格式化后的软盘片结构 软盘驱动器软盘驱动器是读写软盘的工具。其作用是把软盘中

28、的信息读到电脑中或把电脑中的信息存储到软盘上(通常把往软盘上存储信息称为“写”信息)。软盘驱动器通常也简称为“软驱”。读写信息时，软盘驱动器上的读写头朝着软盘片读写槽半径方向前前后后从一个磁道到另一个磁道，而盘片在转动。这样磁头可去寻找某一些信息读出或寻找一些空间去写入某些信息。 硬盘硬盘比软盘的容量大得多(数百甚至数千倍)。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。 所以，硬盘也叫“不可移动的磁盘”。硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外覆盖有铁磁性材料。在使用电脑时，我们一般把常用的软件存储在硬盘上，以便一开机就可以使用。硬盘通常

29、由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。磁盘的柱面数与一个盘面上的磁道数是相等的。由于每个盘面都有自己的磁头，因此，盘面数等于总的磁头数。所谓硬盘的CHS，即Cylinder（柱面）、Head（磁头）、Sector（扇区），只要知道了硬盘的CHS的数目，即可确定硬盘的容量。硬盘的容量=柱面数磁头数扇区数512B硬盘的结构硬盘的分区结构 光盘存储器光盘存储器简称光盘，它具有存储容量大、可长期保存等优点。光盘是用光学方式读写信息，主要分CD和DVD二类。CD的容量一般为650M或700M，DVD 的容量则从

30、4.7G到17.7G不等。光盘有只读型光盘(CD-ROM)、只写一次型光盘(WROM)、可重写型光盘(CD-RW)。世界上第一种光驱的速度为150KB/秒，后来光驱就以这个速度为计数来衡量，如2倍速光驱的速度为300KB/秒。现在一般的CD-ROM一般为52倍速。CD-ROM是只能读出而不能写入的光盘，它只是光盘家族中的一员，是当前最普遍的一种。由于声音、视频和图形文件的使用，CD-ROM的应用极为广泛。它的制作成本低、信息存储量大、保存时间长。CD-ROM只有一面有数据，在它的表面有一层保护膜，但它还是很容易被划伤，所以一定要注意。CDROM的印刷面不含数据，数据刻录在光滑的一面。在CDRO

31、M上，数据的读取靠激光来实现，表面的灰尘和划痕都会影响到读盘质量。CD-ROM的容量不是固定的，对一片CD来说，它有一个最大容量。CD-R74可存储650M字节的数据或74分钟的音乐，CD-R63可存储550M字节的数据或63分钟的音乐。一张CD-R74有333,000个扇区，每个扇区有2048个字节，则它可录制333,0002,048=681,984,000字节，即650M。DVD的全称，在诞生之初是Digital Video Disc(数字视频光盘)，目前则称为“Digital Versatile Disc”，即“数字通用光盘”。DVD光盘大小与CD光盘相同，但容量更大，一般在4.7G到1

32、7.7G之间。目前已经推出了新一代的“蓝光DVD”。 可移动外存优盘又称闪存盘，采用可读写、非易失的半导体存储器闪速存储器(Flash Memory)作为存储媒介，可擦写次次数在100万次以上，数据至少可保存10年，存取速度度快、容量大、支持热插拔、体积小，抗震防潮、耐高温。优盘的数据接口原来分USB 1.1和USB 2.0两种，现在统一称为USB 2.0。其中Full Speed对应原来的1.1，High Speed对应原来的2.0。4. 输入/输出设备输入/输出设备用来交换计算机与其外部的信息。常见的输入/输出设备有键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪、绘图机等。输入/输出设被备统称I/O设

33、备，键盘、鼠标和显示器是每一台电脑必备的I/O设备，其他设备可以根据需要由选择地配置。输入/输出设备属于外部设备，除I/O设备外，外部设备还包括外存储器设备、通信设备和外部设备处理机等。(1)键盘键盘属于电脑的标准输入设备，专门用于向主机发送信息。按其结构分为机械式、薄膜式及电容式。目前常用的键盘有三种：标准键盘(有83个按键)、增强键盘(有101个按键)、微软自然键盘(有104个按键)。(2)鼠标鼠标是一种光标移动及定位设备。鼠标可以分为机械式、光电式、半机械半光电式(光机式)。鼠标上的按键有两键的、也有三键的，网络鼠标上带有一个滚轮或按键，通过它们可以直接滚动网页。鼠标一般通过串行口、PS

34、/2口和USB接口与主机连接。(3)显示器显示器属于标准输出设备，用于显示主机的运行结果。它以可见光的形式传递和处理信息。显示器按所采用的显示器件可分为阴极射线管(CRT)显示器、液晶显示器(LCD)、等离子显示器等。目前常用的显示器类型有：球面、柱面、平面直角、纯平面等，尺寸有14英寸、15英寸、17英寸、20英寸等。显示器的分辨率表示为水平分辨率和垂直分辨率的乘积，如1024768。分辨率越高，图像就越清晰。点距是彩色显示器的另一项重要的技术指标，它指的是屏幕上相邻两个相同颜色的荧光点之间的最小距离。点距越小，显示器的分辨率就越高。点距的单位为：mm；目前显示器的点距在0.240.28之间

35、。(4)打印机打印机属于输出设备，用于打印主机发送的信息。打印机分为两大类：击打式与非击打式。击打式的有：针式打印机；非击打式的有：激光打印机、喷墨打印机等。针式打印机靠打印头上的打印针撞击色带而在纸上留下字迹。 其优点是造价低，耐用，可以打蜡纸和多层压感纸等。其缺点是精度低，噪声大，体积也较大而不易携带。LQ-1600K是目前常用的针式打印机。喷墨打印机的打印头没有打印针，而是一些打印孔。从这些孔中喷出墨水而在纸上印上字迹。喷墨打印机的优点是：宁静无噪声，精度比针式打印机高(一般为360DPI、720DPI、1200DPI等)。它的价格介于针式打印机与激光打印机之间。其缺点是：不能打印蜡纸和

36、压感纸。常见的喷墨打印机有：HP Desk Jet Plus、Canon BJ10e等。激光打印机把电信号转换成光信号，然后再把字迹印在复印纸上。其工作原理与复印机相似。激光打印机的优点是：印字精度很高、宁静。激光打印机的缺点是：价格高，并且不能打蜡纸。常见的激光打印机有HP Laser Jet 4、5、6系列。(5)扫描仪扫描仪可以把图形图像信息输入到计算机中，形成数据文件。(6)绘图机绘图机可以绘制计算机处理好的图纸。其绘制速度快、绘制质量高，因而常使用在计算机辅助设计(CAD)等领域中。扫描仪绘图机5、总线总线是连接计算机各个部件的通讯线路。共有三类总线：数据总线、地址总线及控制总线。数

37、据总线(DB)：是CPU与内存、输入/输出接口之间传输数据的通道，其位数的多少代表了CPU一次可接收数据的能力，分为8位、16位及32位、64位等多种。地址总线(AB)：用于传送内存、输入/输出接口的地址数据，CPU按此地址寻找数据，分为8，16，20及32、64位等多种。地址总线决定了寻址能力。例如，16位地址总线的CPU可寻址的范围为65536B(即216)。控制总线(CB)：传送CPU发出或接收的控制信号。6、接口接口是CPU(或主机)与外部设备交换信息的部件，起“桥梁”作用。 显示适配卡显示适配卡也叫“显示卡”，用于主机与显示器之间的连接。 硬盘适配器接口用于硬盘与主机之间的数据交换。

38、 软盘适配器接口用于软盘与主机之间的数据交换。 并行接口拥有多条并行线路，一次可以传送多个二进制位。适合近距离传送。打印机使用此接口与主机通讯。 串行接口一次只能传送一二进制位，只要一条通讯线路。适合远距离传送。鼠标器、调制解调器(MODEM)使用此接口与主机通讯。1.3 计算机软件基础知识1.3.1 指令和程序1. 指令计算机要完成一项工作，是按照人们预先编制好的程序进行工作的。如两个数相加的计算机解题过程，可分解为下列的解题过程(假定要运算的数据已存在存储器中)：第1步：把第一个数从它的存储单元中取出来，送到运算器中。第2步：把第二个数从它的存储单元中取出来，送到运算器中。第3步：两数相加

39、。第4步：将计算结果送到存储器指定的单元中。第5步：停机。上面的取数、相加、存数等操作都是计算机中执行的基本操作。将这些基本操作用命令的形式写下来就是计算机的指令。通常一条指令对应一种基本操作。指令通常由一串二进制数码组成，因此也称为机器指令。一条指 令通常包括操作码和地址码两部分。操作码：指出机器要执行的操作。地址码：又称操作数，指出要操作的数据在存储器中的存放地址，以及操作结果要存放的地址。每类计算机都规定了一定数量的基本指令。这批指令的集合称为计算机的指令系统。不同机器的指令系统是不相同的。2. 程序程序是一系列指令组成的，是为解决某一具体问题而设计的一系列排列有序的指令的集合。设计及书

40、写程序的过程称为程序设计。1.3.2 存储程序原理计算机要执行程序中每一条指令才能完成任务。计算机要完成自动连续运算，必须在开始工作后自动地按程序中规定的顺序取出要执行的指令，然后执行其操作。计算机可以自动完成运算或处理过程的基础是存储程序原理。存储程序原理的要点有：为解决某个问题，要事先编制程序(可以用高级语言或机器语言编写)；程序输入到计算机中，存储在内存储器中(存储原理)；运行时，控制器按地址顺序取出存放在内存储器中的指令，然后分析指令，执行指令，若遇到转移指令，则转移到转移的地址，再按地址顺序访问指令(程序控制)。1.3.3 软件系统软件是计算机系统重要的组成部分，没有软件计算机就无法

41、工作。一、计算机软件的分类1. 计算机软件的定义计算机软件是指在计算机硬件上运行的各种程序和有关的文档资料。这里所说的程序是指用某种特定的符号系统(语言)对被处理的数据和实现算法的过程进行的描述，也就是用于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令的集合。在程序的编制和维护中，必须对程序作必要的说明，并整理出有关的资料。在运行程序时，有时还需要输入必要的数据。因此计算机软件就是可以指挥计算机进行工作的程序和程序运行时所需要的数据，以及与这些程序和数据有关的文字说明和图表资料，其中的文字说明和图表资料就是文档。2. 系统软件系统软件是计算机系统必备的软件，它的主要功能是管理、监控和维护计算机资

42、源(包括硬件资源和软件资源)，以及开发应用软件。系统软件可以看作为用户与硬件系统的接口，为用户和应用软件提供了控制和访问硬件的手段。系统软件包括操作系统、语言处理程序、支持服务程序、数据库管理系统。(1)操作系统(Operating System )操作系统是用户使用计算机的界面，是实现人与计算机交互的接口，它是最底层的系统软件，其他系统软件和应用软件都是在操作系统上运行的。它主要用来对计算机系统中的各种软硬件资源进行统一的管理和调度。因此可以说操作系统是计算机软件系统中最重要、最基本的系统软件。操作系统的主要作用是管理系统资源，这些资源有中央处理器、主存储器、I/O设备数据文件和网络等；使用

43、户可以共享系统资源，并对资源进行合理的调度；提供输入输出管理，简化用户的输入/输出工作；规定用户的接口，并对出现的各种错误进行处理。操作系统的主要功能有：处理机管理、存储管理、设备管理、文件管理、作业管理。 UNIX操作系统UNIX操作系统是多用户、多任务交互式的分时操作系统。具有结构紧凑、功能强、效率高、使用方便及移植性好的特点，因此它可广泛地使用在微型机、工作站、中小型机、大型机和巨型上。 MS-DOS操作系统MS-DOS操作系统是微软公司(Microsoft)在1981年为IBM-PC微型机所设计的操作系统。它是单用户、单任务的操作系统。它非常适合于作为PC机的操作系统，为用户提供了良好

44、的接口，具有交互的字符界面，有很强的文件和磁盘管理功能。 Windows操作系统Windows操作系统是微软公司开发的图形用户界面的操作系统，具有了多任务处理、大内存管理、具有统一的用户界面和一致的操作方式。Windows分单用户版和服务器版，单用户版有Windows 98/Windows 2000 professional，它们是单用户多任务的；服务器版有Windows 2000 Server/Advance Server/Data Server/2003等，它们是多用户多任务的，一般用于服务器，是重要的网络操作系统。 (2) 语言处理程序用机器语言以外其它语言如汇编语言、FORTRAN、P

45、ASCAL、C、BASIC等开发的程序，计算机是不能直接执行的，必须经过翻译(对汇编语言源程序是汇编，对高级语言源程序则是编译或解释)，将它们翻译成机器可执行的二进制语言程序(也就是机器语言)。这些翻译程序就是语言处理程序，它包括汇编程序(Assembler)、编译程序和解释程序。 (3) 系统支持服务程序系统支持服务程序又称为实用程序(Utilities)，如系统诊断程序、调试程序、排错程序、编辑程序、查杀病毒程序等。这些程序都是用来维护计算机系统的正常运行，或进行系统的开发。 (4) 数据库管理系统数据库管理系统用来建立存储各种数据资料的数据库，并对其进行操作和维护。3. 应用软件为解决各

46、种计算机应用问题而编制的应用程序称为应用软件，它具有很强的实用性和针对性。 (1) 通用软件为解决某一类问题而开发的软件，这类问题大部分人都会遇到，具有通用性，如文字处理、表格处理、制作演示文稿等。(2) 专用软件专用软件是为实现某种特殊功能或特殊计算而设计的软件，可以满足同类应用的许多用户。一般来讲对各种行业都有适合自己使用的专用软件。1.3.4 计算机语言知识1、程序设计语言使用计算机解决问题就需要编写程序，编写计算机程序就必须掌握计算机的程序设计语言。程序设计语言分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言。 (1) 机器语言一台计算机中所有指令的集合称为该计算机的指令系统，这些指令就是机器语

47、言，它是一种二进制语言。由于计算机的机器指令和计算机的硬件密切相关，所以用机器语言编写的程序具有充分发挥硬件功能的特点、程序简洁、运行速度快。其缺点是编写的程序不直观、难懂、难记、难写，并且难以修改和维护。另外机器语言是每一种计算机所固有的，不同类型的计算机其指令系统和指令格式不同的，因此机器语言程序没有通用性，是“面向机器”的语言。机器语言编写的程序是唯一不需要翻译，能够被机器直接执行的程序。(2) 汇编语言鉴于机器语言的缺点，人们用符号(称为助记符)来代替机器语言中的二进制代码，设计了“汇编语言”。汇编语言与机器语言基本上是一一对应的，但采用助记符来代替操作码，用符号来表示操作数地址(地址

48、码)。这些助记符通常使用命令功能英文单词的缩写，便于记忆。用汇编程序编写的程序具有质量高、执行速度快、占用内存少的特点，因此常用来编写系统软件、实时控制程序等。汇编语言同样是“面向机器”的语言。(3) 高级语言高级语言与汇编语言相比，具有下面的优点：接近于自然语言，一般用英语单词表达语句，便于理解、记忆和掌握；语句与机器指令不存在一一对应的关系，一条语句通常对应多个机器指令；通用性强，基本上与具体的计算机无关，编程者无需了解具体的机器指令。2. 语言处理程序用汇编语言和高级语言编写的程序称为源程序，源程序不能被机器直接执行，必须经过翻译，转换成机器语言才能执行。汇编语言通过汇编程序，以汇编的方

49、式进行翻译。高级语言则采用二种翻译方式：解释和编译。(1) 汇编程序(Assemble)把汇编语言编写的源程序翻译成机器可执行的目标程序是用汇编程序程序来翻译的，其翻译过程称为汇编。(2) 解释程序(Interpreter)解释程序接受源程序后对源程序的每条语句逐句进行解释并执行，最后得出结果。也就是说对源程序一边翻译一边执行，因此不产生目标程序。与编译程序相比，解释程序的速度要慢得多，但它占用的内存少，对源程序的修改比较方便。(3) 编译程序(Compiler)编译程序将高级语言源程序全部翻译成与之等价的用机器指令表示的目标程序，然后执行目标程序，得出运算结果。编译过程：源程序经过编译生成目

50、标程序(.OBJ文件)，目标程序与库文件连接，最后生成可执行文件(.EXE文件)。解释方式和编译方式各有优缺点。解释方式的优点是占用内存少、灵活，但与编译方式相比要占用更多的机器时间，每次运行都必须重新翻译，效率低，并且执行过程也离不开翻译程序。编译方式的优点是执行速度快，但占用较多的内存，并且不灵活，若源程序有错的话，必须修改后重新编译，从头执行。早期的Basic采用解释，Pascal/C/C+等采用编译。1.4 计算机内的信息表示在计算机中，各种信息都是以二进制数的形式表示的。采用这种表示方法具有运算简单、电路实现方便、成本低的特点。1.4.1 数制及其特点各种进位计数值都可统一表示为下列

51、的形式：式中：R 表示进位计数制的基数，在十进制、二进制、八进制、十六进制中R的值分别为10、2、8、16；i 为序号，个位为0，向高位(左边)依次加1，向低位(右边) 依次减1；ai 第i位上的一个数符，其取值范围为0R-1；Ri 表示第i位上的权；m,n 最低位和最高位的位序号一切进位计数制都有两个基本特点：即按基数进、借位；用位权值来计数。所谓按按基数进、借位，就是在执行加法或减法时，要遵循“逢R进一，借一当R”的规则。因此R进制的最大数符为R-1，而不是R，每个数符只能用一个字符表示。n位无符号R进制数能表示的最大值为：Rn-1，最多能表示Rn种状态。1. 十进制(Decimal Sy

52、stem)十进制的基数为10，它有10个数符：0，1，2，8，9。逢十进一，十进制数各位的权是以10为底的幂。书写时在数字后加D，表示使用十进制。对十进制，通常省略不写。例：345.56=345.56D=3102+4101+5100+510-1+610-22. 二进制(Binary System)二进制的基数为2，只有2个数符：0，1。逢二进一，二进制数各位的权是以2为底的幂。书写时在数字后加B，表示使用二进制，如110.1B。3. 八进制(Octonary System)八进制的基数为8，它有8个数符：0，1，2，6，7。逢八进一，八进制数各位的权是以8为底的幂。书写时在数字后加Q，表示使用

53、八进制，如156.47Q。4. 十六进制(Hexadecimal System)十六进制的基数为16，它有16个数符：0，1，2，8， 9,A,B,C,D,E,F。逢十六进一，十六进制数各位的权是以16为底的幂。书写时在数字后加H，表示使用十六进制，如1A3C.7EH。遵循每个数符只能用一个字符表示的原则，在十六进制中对值大于9的6个数(即1015)分别借用AF等6个字母来表示。1.4.2 不同数制之间的转换二、八、十六进制转换为十进制给出一个二、八、十六进制转换为十进制，可以按照求和的形式容易地计算出相应的十进制数。1二进制与十进制的相互转换二进制数要转换成十进制数非常简单，只需将每一位数字

54、乘以它的权2n，再以十进制的方法相加就可以得到它的十进制的值(注意，小数点左侧相邻位的权为20，从右向左，每移一位，幂次加1)。【例1】10110.011B=124+023+122+121+020+02-1 +12-2+12-3=22.375D2十进制转换为二进制十进制数据转换成二进制采用的是倒除法，即“除2取余”的方法。具体过程介绍如下：(1)将十进制数除2，保存余数。(2)若商为0，则进行第三步，否则，用商代替原十进制数，重复第1步。(3)将所有的余数找出，最后得到的余数作为最高位，最先得出的余数作为最低位，由各余数依次排列而成的新的数据就是转换成二进制的结果。3. 二进制与八进制、十六进

55、制之间的转换从23=8、24=16我们可以看出每位八进制数可用3位二进制数表示，每位十六进制数可用4位二进制数表示，利用这一特点可以很容易地进行二进制与八进制、十六进制之间的转换。 八进制、十六进制转换为二进制只要把每位的八进制数或十六进制数符展开为3位或4位二进制数符，最后去掉首尾的0即可。 二进制转换为八进制、十六进制以小数点为中心，分别向左、右每三位或四位分成一组，不足三位或四位的则以“0”补足，然后将每个分组用一位对应的八进制数符或十六进制数符代替即可，这就是转换为八进制或十六进制的结果。1.4.3 定点数和浮点数计算机中，数的表示分成定点数和浮点数。定点数是小数点固定的数。在计算机中

56、没有专门表示小数点的位，小数点的位置是约定默认的。一般固定在机器数的最低位之后，或是固定在符号位之后。前者称为定点纯整数，后者称为定点纯小数。定点数表示法简单直观，但是数值表示的范围太小，运算时容易产生溢出。浮点数是小数点的位置可以变动的数。为增大数值表示范围，防止溢出，采用浮点数表示法。浮点表示法类似于十进制中的科学计数法。在计算机中通常把浮点数分成阶码和尾数两部分来表示，尾数是总是小于1的数。阶码表示幂次，指明小数点的位置。N = 尾数基数阶码（指数）指数的符号位幂次尾数的符号位小数值1.4.4 计算机中字符的表示方法1ASCII码ASCII是被国际标准化组织所采用的计算机在相互通信时共同

57、遵守的标准。ASCII有两种：7位ASCII码和8位ASCII码，后者称为扩充ASCII码。ASCII码共包含有27=128个不同的字符。其中前32个和最后一个为控制码，是不可显示或打印的。主要用于控制计算机某些外围设备的工作特性和某些计算机软件的运行情况。其余95个为可打印/显示字符，它包括英文大小写字母52个，09共10个数字，标点符号、运算符号和其他符号共33个。常用字符排列顺序(从小到大)：空格数字(从0到9)大写英文字母(从A到Z)小写英文字母(从a到z)英文大小写字母的ASCII值之差为32，即大写字母+32相应的小写字母。ASCII码只有7位，在用一个字节保存时占该字节的低7位，

58、最高 位补0。表1-2 7位标准ASCII码表76543210000010100111001011101110000NULDLESP0Pp0001SOHDC1！1AQaq0010STXDC2”2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv76543210000010100111001011101110111BELETB7GWgw1000BSCAN(8HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIVS/?OoDEL2. 汉字的

59、编码 汉字交换码1981年我国政府颁布实施了GB2312-80信息交换用汉字编码字符集-基本集。该标准收入了6763个常用汉字(其中一级汉字3755个，按汉语拼音排序；二级汉字3008个，按偏旁部首排序)，以及英、俄、日文字母与其它符号682个，共计7445个符号。每个汉字或符号都用两个字节表示。其中每个字节的编码从21H7EH，即十进值的33126，这与ASCII码中的可打印字符的取值范围是相同的，都是94个。随着Internet的发展，国家信息标准化委员会于2000年3月17日公布了GB18030-2000信息技术、信息交换用汉字编码字符集-基本集的扩充。该标准共收录了27000多个汉字。

60、可以满足人们对信息处理的需要。BIG-5码：俗称“大五码”，是台湾、香港、新加坡等地区使用的繁体字编码方案。 汉字机内码为了避免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。机内码与国标码的关系为：汉字机内码=国标码+8080H汉字机内码每个字节的十六进制值 必定大于80H。 汉字区位码将GB231280的全部字符集组成一个9494的方阵，每一行称为一个“区”，编号为0l94；每一列称为一个“位”，编号为0l94，这样得到GB231280的区位