第一章 信息与计算机

大学计算机应用基础泉州纺织服装学院计算机系郭学超教材、参考书教材大学计算机应用基础董正雄主编厦门大学出版社大学计算机应用基础学习指导参考书计算机文化基础李秀清华大学出版社计算机应用教程卢湘鸿清华大学出版社大学计算机技术基础教程谭浩强科学出版社计算机文化基础杨振山高等教育出版社序言课程简介学时：22（理论课）＋40（上机课）

考核形式：福建省高校计算机等级考试课程内容计算机软硬件基础知识

WindowsXP操作计算机网络基础与Internet应用

OfficeXP综合应用（Word/Excel/Powerpoint）

多媒体应用技术数据库基础及Access应用第1章微机系统概论1.1信息与信息科学1.2计算机的发展及应用1.3基于计算机的信息表示1.4微机计算机系统1.5计算机的软件系统目录信息（Information）一直在发挥着重大的作用，是人类生存和社会发展的基本资源。半个多世纪以来，以计算机技术、通信技术和控制技术为核心的信息技术飞速发展并得到了广泛的应用，推动着经济发展和社会进步，对人类的工作和生活产生了巨大的影响，人类社会正在全面进入信息社会。1.1信息与信息科学1.1.1信息什么是信息？1．信息的概念信息是在自然界、人类社会和人类思维活动中普遍存在的一切物质和事物的属性。信息同物质和能源一样，是人们赖以生存与发展的重要资源。人类通过信息认识各种事物，借助信息的交流沟通人与人之间的联系，互相协作，从而推动社会前进。1948年，美国科学家香农（ClandeShannon）发表了著名的“通讯的数学理论”一文，成为信息论的奠基人。信息：目前尚无统一的定义，研究角度不同，其定义也不一样。信息，数据之间的联系2．信息与数据数据（Data）是指客观世界中记录下来的各种各样的物理符号及其组合，是信息的具体表现形式或含义，它反映了信息的内容。

数据是信息的载体，数据中有信息。信息是数据中有用的知识，需要去挖掘，即处理加工。信息是数据所表达的含义，信息是有意义的。电子计算机和现代通信手段实现获取信息、传递信息、存储信息、处理信息、显示信息、分配信息等的相关技术。

1.1信息与信息科学1.1.2信息技术具体包括：感测技术，通信技术，计算机技术，控制技术感测技术：获取信息技术通信技术：传递信息的技术计算机技术：处理信息的技术控制技术：利用信息的技术处于基础和核心的地位五次信息技术革命语言的使用文字的创造印刷术的发明电报，电话，广播，电视的发明计算机作为处理信息工具信息科学：以信息为主要研究对象，以信息的运动规律和应用方法为主要研究内容，以计算机等技术为主要研究工具，以扩展人类的信息功能为主要目标的一门新兴的综合性学科。信息科学由信息论，控制论，计算机科学，仿生学，系统工程与人工智能等学科互相渗透，互相结合而形成的。信息和控制是信息科学的基础和核心1.1信息与信息科学1.1.3信息科学信息化：以信息为主的社会演进过程，它包括：信息资源、信息网络、信息技术、信息产业、信息化人才、信息化政策法规和标准等六大要素。信息社会的主要特征：信息成为重要的战略资源，信息业上升为最重要的产业，信息网络成为社会的基础设施。信息素养：主要包括文化素养（知识层面）、信息意识（意识层面）、信息技术（技术层面）三个层面。1.1信息与信息科学1.1.4信息社会化与信息素养1.2计算机的发展及应用1.2.1计算机发展概论

什么是电子计算机？

计算机是一种可以接受输入信息、处理数据、存储数据和产生输出的装置。由于计算机在计算、数据和信息管理等方面比人类做得更快、更精确，使得它已经迅速地进入到人们的工作和生活之中。图灵机：不是一种具体的机器，而是一种抽象的计算机模型。用来精确定义可计算函数，即凡是可计算的函数都可以用图灵机来实现。1.2.1计算机的产生与发展1.2计算机的发展和应用第一台电子计算机（ENIAC）1946年在美国宾夕法尼亚大学研制成功

5000次加法/秒体重28吨占地170m218000只电子管1500个继电器功率150KW1.1.1计算机的产生与发展1.1计算机的发展和应用存储程序的设计思想是将计算机要执行的指令和要处理的数据都采用二进制数表示，将要执行的指令和要处理的数据按照顺序编写程序存储到计算机内部让它自动执行。根据这一思想设计的EDVAC(ElectronicDiscreteVariableAutomaticComputer)计算机解决了程序的“内部存储”和“自动运行”的两大难题，从而大大提高了计算机的运算速度，它的运算速度相当于ENIAC的240倍。这就是人类第一台使用二进制数制、能存储程序的计算机。EDVAC确立了构成计算机的五个基本组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。从EDVAC问世到今天，计算机的基本体系结构和基本作用机制采用的都是冯·诺依曼所提出的存储程序设计思想冯·诺依曼的程序设计方案：第一代（1946~1956）电子管5千~4万（次/秒）第二代（1955~1964）晶体管几十万~百万（次/秒）第三代（1964~1970）中小规模集成电路百万~几百万（次/秒）第四代（1971~至今）(超)大规模集成电路几百万~几亿（次/秒）1.2.1计算机的发展史计算机发展的几个阶段

1.2计算机的发展和应用2电子计算机的发展过程第一代1946～1956第二代1955～1964第三代1964～1970第四代1971～至今主要逻辑元件电子管晶体管中、小规模集成电路大规模、超大规模集成电路内存汞延迟线磁芯存储器半导体存储器半导体存储器外存穿孔卡片，纸带磁带磁带、磁盘磁盘、磁带、光盘等大容量存储器处理速度每秒指令数几千条几百万条几千万条数亿条以上程序设计语言机器语言或汇编语言高级语言，如FORTRAN、ALGOL、COBOL高级语言面象对象程序设计1.2计算机的发展和应用主机（mainframe）小型机个人计算机巨型机小巨型机工作站1.2.3计算机分类及基本特点1.2计算机的发展和应用计算机分类运算速度快计算精确度高存储量大具有逻辑判断能力高可靠性计算机特点3.计算机的发展趋势电子计算机的发展方向

从类型上看，今天的电子计算机技术正在向巨型化、微型化、网络化、智能化和多媒体化这五个方向发展。未来的新型计算机从现有的情况看，可能的技术至少有三种：光技术、生物技术和量子技术。

1.1计算机的发展和应用1.2.3计算机的发展趋势计算机的应用数值计算（科学计算）信息处理（数据处理）过程控制（实时控制）辅助工程CAD/CAI/CAM/CAT等人工智能计算机网络通信娱乐1.1计算机的发展和应用1.2.4计算机在信息社会中的应用2计算机的应用科学与工程计算应用于完成科学研究和工程技术中所提出的数学问题（数值计算）如人造卫星轨迹的计算、水坝应力的计算、气象预报的计算等信息处理如，银行可用计算机来管理帐目；办公自动化系统（OA）；管理信息系统（MIS）；决策支持系统（DSS）等。过程控制指计算机实时采集检测数据，按最佳方法迅速地对被控制对象进行自动控制或自动调节计算机辅助系统计算机辅助设计（CAD），计算机辅助教育（CAE），计算机辅助制造（CAM），计算机辅助测试（CAT），计算机集成制造（CIMS）、计算机辅助软件工程（CASE）等多媒体技术应用计算机网络应用如，电子商务、电子政务、网络教育人工智能指使用计算机模拟人的某些智能，使计算机能像人一样具有识别文字、图像、语音，以及推理和学习等能力1.3信息在计算机中的表示与编码1.3.1数制与数制间的转换1.3.2计算机中的常用信息单位1.3.3数值信息的二进制表示1.3.4非数值信息的二进制表示数据在机器内采用二进制表示的原因

1.物理上容易实现

2.算术运算简单

3.易与实现逻辑运算和逻辑判断1.3.1信息在计算机中的表示1.3信息在计算机中的表示与编码信息存储单位字节：8个二进制位,即从0～255D（00～FFH）；字节是数据处理的基本单位，即以字节为单位解释信息；通常一个字节可存放一个西文字符或符号。用两个字节存放一个汉字；计算机的存储容量以字节来衡量。位（bit）：计算机存储的最小单位。计算机表示数据的单个1或0称之为“位”。一个二进制位只能表示两种状态。字长：计算机处理数据时，一次存取、加工和传送的数据长度称为字长。一个字由一个或多个字节组成，即计算机每次处理的二进制数字的位数，位数越多，处理能力越强。计算机字长通常为8、16、32、64。常用的度量单位有：B（字节）、KB（千字节）＝1024（210）字节、MB(兆字节）＝1024（210）KB、GB（吉字节）＝1024（210）MBTB（太字节）＝1024（210）GB1.3信息在计算机中的表示与编码什么是编码？用按一定规则组合而成的若干位二进制码来表示数或字符。目前编码主要有数字编码、字符编码、和汉字编码1.3.2信息编码数字编码BCD码用四位的二进制数表示等值的参与运算的1位十进制数十进制数0123456789BCD00000001001000110100010101100111100010011.数字编码字符包括字母、数字、符号及特殊控制字符

，目前国际上广泛使用的是ASCII码（AmericanStandardCodeforInformationInterchange，美国标准信息交换码）。ASCII码有标准ASCII码和扩展ASCII码两种。标准ASCII码用7位二进制编码，可表示128个字符，其中包括数码（0～9），以及英文字母等可打印的字符。微机中一个字节为8bit，在机中表示时，常将最高位认为0。如：2.字符编码010101111.3.2信息编码1.3计算机中信息的表示ASCII码表（部分）低4位\高3位0100111001011101110000空格0@P`P0001!1AQaq0010“双引号2BRbr0011#3CScs0100$4DTdt0101%5EUeu0110&6FVfv0111‘单引号7GWgw1000(8HXhx1001)9IYiy1010*:JZjz1011+;K[k{1100,逗号<L\l|1101-减号=M]m}1110.小数点>N^n~1111/?O_下划线oDEL表中前32个起控制作用的“功能码”（不可打印字符）未列出。由ASCII表中可查得：字母A的ASCII码为1000001B（65D，41H，101O）

ASCII码的基本排列规则：空格的编码<0~9的编码<A~Z的编码<a~z的编码

0100000，0110000，…1000001，…1100001，……32，48，…65，…97，……7位版ASCII码已被ISO（国际标准化组织）接受为国际标准。计算机中字符的表示1.3计算机中信息的表示计算机在我国应用时，要求计算机能够输入/输出和处理汉字。显然汉字在计算机中也只能表示成二进制编码。国家根据汉字的常用程序定出了一级和二级汉字字符集，并规定了编码，这就是中华人民共和国国家标准信息交换汉字编码，代号GB2312－80，即国标码。共收录汉字和图形符号7445个：3.汉字的表示一般符号202个序号60个数字22个英文字母52个日文假名169个希腊字母48个俄文字母66个汉语拼音26个汉语注音字母37个汉字6763个，第一级3755个，第二级3008个1.3计算机中信息的表示3.汉字编码区位码：国标规定汉字编码表有94行和94列，行号01－94称为区号，列号01－94称为位号，一个汉字由区号和位号两个字节组成简单的组合在一起。国标码（交换码）：不同汉字处理系统之间进行汉字交换时使用的编码。与区位码的关系是：国标码高位字节=（区号）16＋20H

国标码低位字节=（位号）16＋20H内码:是计算机内部表示汉字的代码。对于大多数计算机系统，一个汉字占两个字节，每字节最高位均为1（与ASCII区别）。它与区位码的关系是：

汉字内码高位字节=（区号）16＋A0H

汉字内码低位字节=（位号）16＋A0H例如：“啊”的区位码：区号16，位号01（即：1001H）

国标码：高字节30H，低字节21H（即：3021H）

内码：高字节B0H，低字节A1H（即：B0A1H）1.2计算机中信息的表示内码汉字在计算机中的存储、处理采用的是汉字内码。占两个字节，内码是将国标码的高、低位字节的最高二进制位改为1，这主要是为了和ASCII代码区别。例如，“中”字的国标码为：高位字节（区）

低位字节（位）

1010110101000011汉字编码机外码（输入码）：用户从键盘上输入汉字时,用来代表汉字的字母数字串。常见的输入码编码方案有区位码、拼音码、五笔字型码等等，用户可任选一种输入法。

例：国------guo

智能全拼码

------lgyi

五笔字型码

------2590区位码

输入的汉字由键盘管理程序转换成机内码，以便保存、显示、打印和传输。字形码（输出码）：以点阵方式形成汉字，有16×16点阵、24×24点阵、32×32点阵等,用于显示和打印汉字。点阵中每个点用一位二进制数表示。例如：24×24点阵的字形码，是一串24×24=576位的二进制数码，需要用72个字节表示。汉字字形码的集合成为汉字字库。汉字编码

图1-14“英”的字模点阵及编码

图1-15外码、内码与字形模码的关系

数制是以表示数值所用的数字符号的个数来命名的，并按一定进位规则进行计数的方法。

1．常用数制

日常生活中人们采用十进制表示数值，计算机是一台电子设备，因此它并不会将它操作的数据写出来，它使用电脉冲信号来表示数据。在数字计算机中，每个数字和字符都是由一系列的电脉冲信号表示的。数字计算机使用0和1的二进制编码来表示数字、字母和符号。为书写方便常采用八进制和十六进制表示。二进制：由0，1组成，用B表示；八进制：由0，1，2，3，4，5，6，7组成，用O表示。十进制：

0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，用D表示十六进制：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F用H表示1.3.3数制与数制间的转换1.3计算机中信息的表示<>预备知识计算机中数的表示及进制转换数码、基与权数码：表示数的符号基数：数码的个数权：每一位所具有的值1.2计算机中信息的表示数制基数R位权Rk表示数码进位规则10k:10º，10¹，10²，…十进制数0~910逢十进一二进制数0~122k:2º，2¹，2²，…逢二进一八进制数0~788k:8º，8¹，8²，…逢八进一十六进制数0~9,A~F,a~f1616k:16º，16¹，…逢十六进一十进制：4956=410³+910²+510¹+610º二进制：1011B=12³+02²+12¹+12º十六进制：81AEH=816³+116²+1016¹+1416º＝33198八进制：4275O=48³+28²+78¹+58º＝2237(1)十进制（Decimal）：十进制的基数为“10”，有十个数字符号：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，各位权是以10为底的幂，进（借）位规则为：逢十进一，借一为十。例如：十进制：1998.215 ↓↓↓↓ ↓↓↓

各位权：数值为：

(1998.215)10=(2)二进制（Binary）：

二进制的基数为“2”，有两个数字符号：0，1，各位权是以2为底的幂，进（借）位规则为：逢二进一，借一为二。例如：二进制： 1011011.101↓↓↓↓↓↓↓↓↓↓

各位权:26252423222120

微机系统组成计算机中数值的转换二进制、八进制、十六进制转换成十进制十进制转换为二进制十进制转换为十六进制二进制与八进制转换二进制与十六进制转换二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加对于K进制数AnAn－1…A0.B1B2…Bm转换为十进制数其数值为：<>微机系统组成例：N＝117.8125D117/2=58(a0=1)58/2=29(a1=0)29/2=14(a2=1)14/2=7(a3=0)7/2=3(a4=1)3/2=1(a5=1)1/2=0(a6=1)所以整数部分117D＝1110101B；0.8125×2＝1.625(b1=1)0.625×2=1.25(b2=1)0.25×2=0.5(b3=0)0.5×2=1.0(b4=1)小数部分0.8125D=0.1101B；117.8125D＝1110101.1101B十进制转换为二进制原理：方法：要把十进制转换为二进制，整数部分不断除以2，并记下余数，直到商为0；小数部分不断乘以2，记下整数部分，直到结果的小数部分为0。注意：取数的顺序微机系统组成例：N＝48956.812D48956/16=3095(a0=12)3095/16=191(a1=3)191/16=11(a2=15)11/16=0(a3=11)所以整数部分48956D＝BF3CH；0.812×16＝12.992(b1=12)0.992×16=15.872(b2=15)0.872×16=13.952(b3=13)小数部分0.812D=0.CFDH；48956.8125D＝BF3C.CFDH十进制转换为十六进制要把十进制转换为十六进制进制，整数部分不断除以16，并记下余数，直到商为0；小数部分不断乘以16，记下整数部分，直到结果的小数部分为0。十进制转换为八进制与转换为二进制方法相同，只是乘以/除以81111010.1011B微机系统组成二进制与八进制转换二进制转换成八进制：整数部分从右向左，每3位一组（不足3位左补0），小数部分从左向右，每3位一组（不足3位右补0），转换成八进制八进制转换成二进制：用3位二进制数代替每一位八进制数000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~7001111010.101100B172.54O例(1101001.1101)2=(001,101,001.110,100)2=(151.64)8例(246.47)8=(010,100,110.100,111)2

=(10100110.100111)2000~0001~1010~2011~3100~4101~5110~6111~7二进制与八进制转换微机系统组成二进制与十六进制转换二进制转换成十六进制：从右向左，每4位一组（不足4位左补0），小数部分从左向右，每4位一组（不足4位右补0），转换成十六进制十六进制转换成二进制：用4位二进制数代替每一位十六进制数1110101011B0011

1010

1011

B3ABH0000~00001~10010~20011~30100~40101~50110~60111~71000~81001~91010~A1011~B1100~C1101~D1110~E1111~F例(11010101111101.11011)2=(0011,0101,0111,1101.1101,1000)2=(357D.D8)16例(4B9E.E)16=(0100,1011,1001,1110.1110)2=(100101110011110.1110)20000~00001~10010~20011~30100~40101~50110~60111~71000~81001~91010~A1011~B1100~C1101~D1110~E1111~F二进制与十六进制转换772523F5808610112.请计算下列数制转换值。2343=

O=H=B100001111101B=O=D=H(做完后，用“计算器”检验结果）

1.请问下列数可能是几进制的？1.2.3计算机中数值信息的二进制表示计算机中的任何数据都是由“0”和“1”组合而成的。这些数据分为数值型和非数据值型两类。数值型数据：123，-532.33.161*10-9等（整数、有符号数）非数值型数据：符号、运算符、字母、汉字、图形、图像、声音、视频等对于数值型数据存在：正负号的表示、小数点的表示等。1.正负号的表示：一般用“0”表示正号，用“1”表示负号，符号位放在数的最高位。例如：1000101B与-1100010B表示为：

0100010111100010此方法称为原码表示法，此外常用的还有补码或反码表示法。1.2计算机中信息的表示正负号表示小结：对于正数，其原码、反码和补码是相同的，而对于负数则不同。在求负数反码的时候，除了符号位外，其余各位按位取反，即“1”都替换成“0”，“0”替换成“1”。负数的补码是其反码加1。例如，+75的二进制表示为：01001011-75表示成原码：11001011

反码：10110100

补码：10110101在计算机中表示小数点的位置有两种方法：定点表示法和浮点表示法。定点表示法（固定在一个位置上）例如，11001000B即(-0.5625)720100100011001000符号位符号位小数点小数点小数点阶码部分尾数部分浮点表示法例如，1101B=0.1101B×24

0阶符100E0数符1101M2.小数点的表示图

信息在计算机内的表示二进制数的原码、反码及补码表示正数的原码、反码和补码形式相同，即最高位为0，表示正数，其余位表示数值的大小负数的原码：最高位为1，表示负数，其余位表示数值的大小负数的反码：对其反码逐位取反（符号位除外）负数的补码：在其反码的末位加11.3.3计算机中数值信息的二进制表示1.3计算机中信息的表示1.3.2带符号数的表示在机器数中对数的表示有三种方法：原码、反码和补码。1．原码二进制数的原码与真值表示形式很相似，区别仅仅是在数值位前加了个符号位。例如，A＝+1101B＝-1101它们的原码为：

[A]原＝0,1101[B]原＝1,11011.3.3计算机中数值信息的二进制表示1.3计算机中信息的表示1.2.3带符号数的表示2．反码对于正数，反码同原码一样。而对于负数，反码的数值位是把原码的数值位变反，即把原码的1变成反码的0，原码的0则变成反码的1。例如，A＝+1101B＝-1101它们的反码为：

[A]反＝0,1101[B]反＝1,0010

1.3.3计算机中数值信息的二进制表示1.3计算机中信息的表示1.3.2带符号数的表示3．补码在补码的表示法中，对于正数同原码、反码是完全一样的。而对于负数就不一样了。负数的补码与反码表示仅是在反码基础上末尾加了个“1”。例如，A＝+1101B＝-1101它们的补码为：

[A]补＝0,1101[B]补＝1,00111.3.3计算机中数值信息的二进制表示1.3计算机中信息的表示1.3.5二进制的运算1二进制数的算术运算

加法规则：0＋0＝0；0＋1＝1；1＋0＝1；1＋1＝10（向高位有进位）减法规则：0-0＝0；10-1＝1（向高位有借位）；1-0＝1；1-1＝0乘法规则：0×0＝0；0×1＝0；1×0＝0；1×1＝1除法规则：0/1＝0；1/1＝12数制及编码2.1.4二进制数的逻辑运算

逻辑与运算（AND）：0∧0＝0；0∧1＝0；1∧0＝0；1∧1＝1逻辑或运算（OR）：

0∨0＝0；0∨1＝1；1∨0＝1；1∨1＝1逻辑异或运算（XOR）：0⊕0＝0；0⊕1＝1；1⊕0＝1；1⊕1＝0逻辑非运算（NOT）：＝0；＝11.4微型计算机系统计算机系统的组成硬件：计算机中看得见，摸得着的物理装置任何冯·诺依曼型计算机的硬件都是由“输入设备，储存器，运算器，控制器，输出设备”五大部件组成。

软件：程序和有关文档的总称裸机：没有装配任何软件的计算机计算机的工作过程微机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成输入设备输出设备控制流数据流程序或数据处理结果外存储器内存储器运算器控制器微机系统简介外部设备输入设备输出设备I/O设备运算器控制器中央处理器（CPU）硬件系统软件系统系统软件网络及通信系统数据库管理系统语言处理程序操作系统应用软件用户程序应用软件包微（型）机系统主机存储器只读存储器随机存储器内存储器软盘硬盘优盘光盘等外存储器1.3.2

计算机系统的基本组成

硬件系统主机外部设备中央处理器存储器运算器控制器只读存储器（ROM）随机存储器（RAM内存储器外存储器高速缓存软盘硬盘光盘优盘等输入设备输出设备硬件系统中央处理器：简称CPU，计算机的核心，又称微处理器（MPU）运算器是执行算术运算和逻辑运算的部件，对信息进行加工处理，由算术逻辑单元、累加器、状态寄存器、通用寄存器等组成。控制器：计算机的“神经中枢”，由指令寄存器、指令译码器、程序计数器、操作控制器组成。硬件系统是指构成计算机的所有物理实体，包括计算机系统中的电子、机械、光电设备等存储器：计算机的记忆部件，计算机中的全部信息都存放在存储器中。衡量存储器的主要指标有：存储容量、存取速度和价格。内存（储器）保存正被CPU使用的数据和程序，速度快，可以直接与CPU交换数据。内存一般按字节分为许多单元，每个存储单位有一个编号，称为内存地址。为了提高CPU从内存读写数据地速度，在内存和CPU之间增加了高速缓存（Cache）。在Cache中保存着内存常用内容地部分副本，CPU在读数据时，首先访问Cache。外存可以永久脱机保存程序和数据，存储容量大，存储成本低，存取速度慢。外存不能与CPU直接交换数据。ROM的内容由厂家一次性写入，在微机使用中只能读出，不能写入，其内容是非易失性的。RAM的内容可以随机地读出和写入，当计算机断电时，RAM中地信息丢失。输入设备是指向计算机输入信息的部件，如键盘、鼠标等。输出设备是指将计算机的处理结果以人们或其他机器能识别的形式输出，如显示器、计算机系统的基本组成计算机各部件的主要功能

1.运算器（ALU:ArithmeticalandLogicalUnit）运算器的主要功能就是对二进制数据进行算术运算和逻辑运算，所以也称算术逻辑单元。

2.控制器（CU：ControlUnit）控制器是整个计算机的控制枢纽，用于控制计算机各部件协调地工作。

3.存储器（Memory）存储器是计算机用来存放程序和数据的记忆装置。

4.输入设备（InputDevice）

常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、触摸屏等。

5.输出设备（OutputDevice）常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音响等。

CPU是计算机的心脏，在很大程度上CPU的性能决定了微机系统的档次。衡量CPU性能的主要技术指标是：字长

外频

主频

CPU的生产工艺技术

高速缓存的数量和容量指CPU在单位时间内能一次处理的二进制数的位数。它是由CPU对外的数据总线的位数决定的。数据总线的宽度就是字长，即每次交换的数据的位数。数据总线的宽度越宽，微机的性能越高。指CPU总线频率，是由主板为CPU提供的基准时钟频率。正常情况下CPU总线频率和内存总线频率相同，所以当CPU外频提高后，与内存之间的交换速度也相应得到了提高，对提高电脑整体运行速度影响较大。

也叫工作频率，是CPU内核电路的实际运行频率。从486DX2开始，基本上所有的CPU主频都等于倍频系数乘以外频。

1CPU（中央处理器）内嵌在CPU内部的高速缓存大约有64K左右,大部分主板上还有Cache芯片或插槽，提供256K到1M或更多的高速缓存。通常用微米数字来描述，精度越高表示生产工艺越先进，所加工出的联接线也越细，则可以在同样体积的硅材料上集成更多的元件，CPU工作主频也可以做得很高1.4微机的硬件系统内存又称为主存。一般按字节分成许多存储单元，每个存储单元都有一个编号，称为（内存）地址。CPU通过地址可以找到所需的存储单元.通常，内存可分为随机（访问）存储器（RandomAccessMemory，RAM）、只读存储器（ReadOnlyMemory，ROM）和高速缓冲存储器（Cache）。通常RAM指计算机的主存，用于存储正在执行的程序和少量数据，CPU对它们既可以读出也可以写入，但关机断电后，RAM中的信息全部消失。ROM中的信息只能读出不能写入，断电后信息仍然存在，因此常用来存放计算机系统最基本的管理程序，如存储BIOS参数的CMOS芯片。Cache是在CPU与内存之间设置一级或二级高速小容量存储器，它是为了解决CPU速度与RAM的速度不匹配的问题。2内部存储器1.4微机的硬件系统2内存

数据写入DRAM后，经过一段时间，数据会丢失，因此要额外设计一个电路，对内存进行定期刷新操作.内存一般指随机存取存储器，简称RAM（Randomaccessmemory）。平常所说的内存指的是动态内存，即DRAM。存放用户正在运行的程序、待处理的数据及运行结果。常见的内存种类：FPMRAMEDORAMSDRAMDDRRAMRDRAM1.4微机的硬件系统2内存注意，除普通内存条外,还有各种特定用途的内存：显示卡中的VRAM存储系统设置信息的CMOSRAM高速缓存（cache）等高速缓存采用速度很高的半导体静态存储器SRAM。

当我们将一笔数据写入SRAM后，除非重新写入新数据或关闭电源，否则写入的数据保持不变。

免去刷新操作，静态内存的存取速度就比动态内存快很多。1.4微机的硬件系统高速缓存、主存、外存之间的关系衡量存储器的主要指标有：（1）存储容量；（2）是存取速度；（3）价格1.4微机的硬件系统软盘存储器硬盘存储器光盘存储器移动存储（优盘、移动硬盘）写保护口1外存储器1.4.2常用外部设备1软盘存储器软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘适配器组成

软盘是上的写保护口主要是用于保护软盘中的信息，一旦设置了写保护，就意味着只能从该软盘中读信息而不能将信息写入软盘磁盘格式化是指对磁盘按标准格式划分磁道、扇区，而且每个扇区按其格式填写地址信息及定义其容纳的字节数。格式化后的盘片被逻辑地划分成若干个同心圆，每个同心圆称为一个磁道，磁道又等分成若干段，每段称为一个扇区。1.4.2常用外部设备软盘3.5英寸软盘（3寸盘）的结构

软盘的写保护：将3寸盘右下角的写保护方孔敞开即写保护，此时只能读出盘片已有信息，不能写入；反之就是取消写保护，可对磁盘进行读、写操作。写保护可防止误写误删操作，也可避免病毒入侵软盘。

1.4.2常用外部设备软盘

软盘在使用前必须格式化，把软盘分成若干磁道，每个磁道又分为若干扇区，一个扇区存储512字节。一张3寸盘有80个磁道，每个磁道有18个扇区，两面都可存储数据，其容量是：80×18×512×2≈1.44MB软盘的格式化和

容量计算

1.4.2常用外部设备硬盘存储器是由多个磁盘盘片、磁头及控制电路等等组成，信息存储在磁盘上，由磁头负责读出或写入衡量硬盘性能的技术指标一般有存储容量、速度、访问时间及平均无故障时间等两级格式化：低级格式化和高级格式化硬盘容量＝柱面数×扇区数×每扇区字节数×磁头数例如，若已知磁头数为16，柱面数为4096，扇区数为63的硬盘容量为16*4096*63*512=2.1GB。2硬盘存储器1.4.2常用外部设备硬盘柱面扇区磁道硬盘容量＝磁头数×柱面数×扇区数×每扇区字节数

例如：某硬盘有15个磁头，柱面数（磁道数）8894个，每道63扇区，每扇区512B，其存储容量＝15×8894×63×512B＝4.3GB1.4.2常用外部设备光盘存储器主要由光盘、光盘驱动器（简称光驱）和光盘控制器组成目前，微机上使用的光盘存储器从读/写方式上分类：只读光盘、DVD数字视盘、一次性刻录光盘CD-R、可擦写的光盘等。

3光盘存储器1.4.2常用外部设备CD－ROM光驱：数据传输速度以150KB/秒为标准，现在的光驱为32倍速、50倍速或者更高。CD－ROM光盘：

只能读出而不能写入，主要用于存储音频、视频、软件等，制作成本低、信息存储量大、保存时间长。

CD-ROM有12厘米和8厘米两种尺寸。教材所配的光盘为12厘米，容量约为650MB。

光盘轨道是一条从中心开始的渐开线。光盘常用的几种光盘存储器1.CD－ROM1.4.2常用外部设备

DVD光驱：

外形上看和CD-ROM驱动器一样,但读盘速度比CD-ROM驱动器提高了近4倍。兼容现在流行的VCD、CD-ROM、CD-R、CD-AUDIO。

DVD光盘：

大小和普通的CD-ROM完全一样。DVD盘采用波长为635mm～650mm的红激光刻盘，使轨道的间距减少，存储容量大大增加，达到几千兆以上。

光盘2.DVD

1.4.2常用外部设备CD-R光驱：

也叫光盘刻录机，是一次写入多次读出的驱动器。一般有4种接口：SCSI，IDE、USB和并口。除了读取和写入速度外，缓冲区大小也是刻录机的重要指标，一般是512KB～2MB，越大越有利于刻盘。

CD-R光盘：

一种可录式光盘，只能使用光盘刻录机写入一次，光盘录制完后，和一般的CD-ROM没有两样。录制CD-R必须有专门的软件，如Easy-CD等。光盘3.CD-R刻录机

1.4.2常用外部设备光盘4.CD-RW刻录机

允许用户在同一张可擦写的CD-RW光盘上反复进行数据擦写操作的光盘驱动器，采用相变技术来存储信息。

CD-R驱动器所记录的资料是永久性的，刻成就无法改变。若刻录中途出错，则既浪费时间又浪费CD-R光盘；而CD-RW驱动器一旦遭遇刻录失败或须重写，可立即通过软件下达清除数据的指令，重新写入数据。

1.4.2常用外部设备基于USB接口小巧、轻便、价格低廉的特点被广泛使用，正逐渐取代传统1.44M软盘在Windows9X下需安装驱动程序，WindowsME/XP/2000无需装驱动程序。4优盘与移动硬盘1.4.2常用外部设备键盘：主要由其内置的微处理器（单片机）负责控制。单片机控制加电自检，扫描码的解释和缓冲区及键盘与主机之间的通讯。键盘的布局字符键区功能键区数字键区键盘和鼠标最常用的输入设备

1.4.2常用外部设备字符健区数字键区功能键区鼠标：为取代键盘的光标移动键而使光标移动更加方便、准确的一种输入设备。按接口类型可分为五种：串行鼠标、PS/2鼠标、USB鼠标、红外鼠标和无线鼠标。键盘和鼠标

Windows中常用的鼠标操作：单击、右击、双击、拖动左键可以选择和单击项目、在文档中定位光标以及拖动项目

右键可以显示根据单击位置不同而变化的任务或选项的菜单，中央的鼠标轮可以使得滚动文档更容易实现

1.4.2常用外部设备

显示器是计算机主要的输出设备,常见的类别有CRT显示器和液晶显示器LCD。

CRT显示器主要技术指标：扫描方式点距屏幕分辨率刷新频率带宽显示面积点距：屏幕上相邻两个同色点的距离。点距越小，在高分辨率下越容易取得清晰的显示效果。常见点距规格有0.31mm、0.28mm、0.25mm等。分辨率：指屏幕上象素的数目，象素是组成图像的最小单位。比如，640×480的分辨率指在水平方向上有640个象素，垂直方向上有480个象素。

每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能达到较高分辨率的显示器的性能较好。参见“显示属性”窗口。刷新频率：电子束必须在荧光屏上作周期性扫描，将只有很短暂的发光时间的荧光点不断地重新点亮，我们才能感受到持续稳定的画面。这个过程称为屏幕刷新。

如果一秒钟对一个画面扫描60次，称该显示器的刷新频率为60Hz。分辨率较高的画面其扫描频率要75Hz以上才能保证不闪烁。

带宽：每秒钟电子枪扫描过的图像点的个数，以MHz(兆赫兹)为单位，表明显示器电路可以处理的频率范围。

比如，在标准VGA方式下，若分辨率为640×480，刷新频率为60Hz，则需要的带宽为640×480×60＝18.4MHz。带宽的值越大，显示器性能越好。

显示面积：指显像管可见部分的面积，显像管的大小通常以对角线的长度来衡量，以英寸为单位。常见的有15英寸、17英寸、20英寸等。显示器和显示适配卡

扫描方式：在显示器的荧光屏上，电子束从左到右、从上到下不停地作周期性扫描，扫描的方式有逐行扫描和隔行扫描。逐行扫描效果较好。1.4.2常用外部设备显卡的作用是控制显示器的显示方式。PentiumⅡ以上的电脑使用AGP显卡。显卡有VGA输出端口、图形处理芯片、显示内存（VRAM）及BIOS芯片。VGA输出端口：输出视频图形阵列。图形处理芯片：具有一定的图形处理功能，可以减少CPU的工作压力。显示内存:存储显示数据的内存芯片，它的大小直接影响到显卡能显示多少种颜色和最高分辨率。显示器和显示适配卡

1.4.2常用外部设备显示器和显示适配卡

若VGA卡要实现640×480分辨率、显示真彩色：

真彩色显示要求每个象素用3个字节即24位的存储量，颜色种类为2的24次方即1670万种。显示一屏画面需要的最少视频存储容量是：640×480×3=922KB，约为1MB的VRAM若VGA(视频图形阵列)卡要实现640×480分辨率、显示16种颜色：

一个象素有16(2的4次方)种颜色，至少需要4位的存储量。要显示一屏画面需要的最少视频存储容量是：640×480×4÷8=153600B=150KB显示内存的最小容量：1.4.2常用外部设备声卡是多媒体电脑的主要部件之一，它包含记录和播放声音所需的硬件：

模数转换芯片(ADC)：把模拟声音信号转换成数字信号。

数模转换芯片(DAC)：把数字化的声音信号转换成模拟信号。

音箱好比电脑的嘴，电脑通过声卡告诉音箱要说什么。音箱分为有源音箱：带电源插头，具有放大器功能，音量大效果好。无源音箱：无电源插头，由声卡直接输出到音箱，音量小音质差。声卡和音箱1.4.2常用外部设备扫描仪Modem数码相机移动硬盘麦克风打印机手写笔不间断断电源打印机是一种常用的输出设备，一般通过25针电路线连接到主机的并口，它使用自己的电源。常用的打印机有三类：针式打印机：价格最便宜，耐用，可打印多层纸，但噪音大，打印效果差。喷墨打印机：价格比较便宜，噪音小，图形质量较高。激光打印机：价格较高，操作简单，打印效果精美。Modem：中文名称为调制解调器，它把计算机的数字信号翻译成可沿电话线传送的脉冲信号发送出去，并把接受的脉冲信号解释成数字信号送给计算机。分为内置式和外置式两种扫描仪就是将照片、书籍上的文字或图片获取下来，以图片文字的形式保存的一种设备。分辨率是扫描仪的重要技术指标，分辨率越高，扫描出的图象越清晰。移动硬盘通常采用USB接口，容量大，体积小，便于携带，即插即用，支持热插拔，操作简单，适用于多种操作系统，与大多数计算机有很好的兼容性，可以作为计算机的第二硬盘使用。手写笔配以专门的手写识别软件，使用户可以很轻松地输入中文，同时手写笔有鼠标的作用。手写笔一般由两部分组成，一部分是与电脑相连的写字板，另一部分是写字板上的笔。写字板分为电阻式和压感式。麦克风：又称话筒，是提供录音功能的一个输入设备。数码相机就好比像普通照相机和扫描仪的结合体，可将拍摄的照片自动存储到相机内部的芯片和存储卡中，然后可以输入到计算机内部。不间断电源（UPS）可以保障计算机系统在停电之后继续工作一段时间以使用户能够紧急存盘，避免数据丢失。UPS按其工作方式可分为离线式、在线式和线上互动式。1.4.2常用外部设备1.4.2主板和BIOS主机部分的大多数部件在物理上主要安装在机箱的主机板上，外部设备通过输入/输出接口及系统总线与主机板相连。主机板，简称主板，集中了系统的主要核心部件，控制着整个系统中各部件之间信息的流动，能够根据系统的需要，有机地调度微机各个子系统，并为实现系统的科学管理提供充分的硬件保证。1.4微机计算机系统主板上主要有控制芯片组、CPU插座、内存插槽、高速缓存、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、外设接口插座、串行和并行端口等。主板性能的好坏对微机的总体指标将产生举足轻重的影响。主板（Mainboard）AGP插槽主板电源插座CPU插座内存插槽鼠标键盘接口PCI插槽IDE插槽CMOS电池芯片组USB接口并口、串口等音频接口等ATX电源插座芯片组芯片组1.4微机的硬件系统总线扩展槽用于扩展主板所支持功能以外的其它各种用途的适配卡，如显卡、声卡、网卡、解压卡等。常见类型有ISA、PCI、AGP等。外设接口插座用于连接软驱、硬盘和光驱，其标准主要有IDE、EIDE、SCSI、ULTRADMA/66等。串口和并口在微机中必不可少，串口用于连接鼠标及通信设备（如连接外置式MODEM）,并口即打印口，可接打印机、扫描仪等。总线扩展槽串行和并行接口外设接口插座USB接口由IBM、INTEL、NEC等著名厂商联合制定的一种新型串行接口。越来越多的外围设备(如键盘、鼠标、打印机、MP3播放器、数码相机等)使用USB接口。

常用接口外形图1-14USB接口并行接口PS/2接口USB接口串行接口1.4微机计算机系统计算机系统是通过总线将CPU、存储器及输入输出设备连接起来的。各功能部件之间传送信息的通路称为总线，它是多个功能部件相互通信的公共通路。借助于总线连接，计算机在各功能部件之间实现地址、数据及控制信息的交换，并完成程序规定的工作。总线（BUS）3总线与输入/输出接口系统总线1.4微机的硬件系统地址总线（AB,AddressBus):专门用来传送地址信息。地址总线决定了可以直接寻址的内存范围。如：80286的地址总线只有24位，所以286机允许的最大内存只能是224B，即16MB。

数据总线（DB,DataBus):专门用来传送数据。字长就是数据总线的宽度。数据总线的宽度越宽，每次数据交换的位数越多，微处理器的性能越高。数据总线是双向的。控制总线（CB,ControlBus):专门用来传送控制器的各种控制信号，其中包括CPU送往内存和输入/输出接口电路的读、写信号等，以及其它部件送到CPU的时钟信号、中断请求信号等。

总线是一组传送信息的公共信号线。所有的数据和指令信息、控制信息、地址信息都通过总线传送到有关的设备中，它相当于计算机内信息流通的总干线。根据传送的信息类型通常总线由三部分组成：地址总线、数据总线和控制总线。1.4微机的硬件系统这样，微机系统硬件组成如下图所示：1.4微机的硬件系统ISA（IndustryStandardArchitecture工业标准体系结构）：16位数据总线，传输速率8Mbps。PCI（PeripheralcomponentInterface周边元件扩展接口）：32位或64位数据总线，传输速率132～528Mbps。AGP（AcceleratedGraphicsPort加速图形接口）：Intel公司推出的新一代图形显示卡专用数据通道，可大幅度提高电脑对3D图形的处理和显示速度。USB（UniversalSerialBus通用串行总线）：不是一种新的总线标准，而是电脑系统接驳外围设备(如键盘、鼠标、优盘、数码相机等)的输入/输出接口标准。IEEE1394：也是一种串行接口标准，允许把电脑、电脑外部设备、各种家电简单地连接在一起。常见的总线和接口标准：1.4微机的硬件系统系统软件应用软件软件系统软件系统操作系统语言处理程序数据库管理系统网络及通信系统应用软件包用户程序计算机软件由程序、数据和有关的文档组成。系统软件是管理、控制和维护计算机资源的软件，支持应用软件的运行。应用软件是用户字自己开发或软件公司开发的软件，能满足用户的特定需要。操作系统管理和控制计算机系统软、硬件资源，合理地组织计算机地工作流程。微机系统简介2计算机的软件系统系统软件（SystemSoftware）操作系统（OS：OperatingSystem）操作系统是对计算机的硬件和软件资源进行控制和管理的程序，是系统软件的核心（见图）。图用户与计算机系统各层次之间的关系程序设计语言和语言处理程序人要使用计算机，就必须与计算机进行交流，要交流就必须使用“语言”，这种语言就称为计算机语言。

(1)机器语言（MachineLanguage）。

(2)汇编语言（AssemblyLanguage）。

图2.4汇编过程(3)高级语言（High-levelProgrammingLanguage）。编译方式是将高级语言源程序通过编译程序翻译成机器语言目标代码。解释方式是通过解释程序对高级语言源程序进行逐句解释，解释一句就执行一句，但不产生机器语言目标代码。(4)语言处理程序。将计算机不能直接执行的非机器语言源程序翻译成能直接执行的机器语言的语言翻译程序总称为语言处理程序。工具软件工具软件包括编辑、链接程序，计算机测试和诊断程序，数据库管理软件及网络软件等。

图2.5编译过程

图2.6解释过程计算机程序设计语言软件程序必须用编程语言编写，编程语言按发展过程可分为机器语言、汇编语言和高级语言机器语言汇编语言高级语言高级语言用简单的英文单词和熟悉的数学表达式，并且用户不必了解计算机的指令系统，主要考虑解题算法的实现。高级语言编写的源程序可以在不同的计算机上使用，但是必须经过编译成机器语言才能执行。汇编语言用助记符代替机器语言的操作码，例如ADD加但是汇编语言还是面向机器的。而且因机而异机器语言的每一条语句都是二进制形式的指令代码，从属于硬件设备，一般随CPU的不同而不同。例如

10000000加

10010000减应用软件（ApplicationSoftware）应用软件是为解决某种专门问题而设计的软件。它包括应用软件包和面向问题的应用软件，如办公自动化软件包Office97中包含的Word、Excel和PowerPoint，CAD、CAM及CAI软件，网络应用软件（如Outlook），以及为解决科研及生产中的实际问题而由用户设计的应用程序，均属于应用软件。1.4.3计算机系统的层次结构计算机系统的层次结构

图1-19用户、软件系统和硬件之间的层次结构图1-20计算机系统层次结构计算机系统的物质基础,硬件维护人员、设计人员所关心的目标支撑着其他系统软件和应用软件，使计算机能够自动运行，发挥高效能的特性

提供了接近人类自然语言的编程符号和各种有用的例行子程序，方便用户和系统管理员编程及使用计算机

完全面向用户，是用户关心的目标程序员在第4层看到的计算机是高级语言机器系统操作员将第3层看作一个系统级的资源硬件设计人员在第1、2级看到是计算机的电子线路和逻辑2软件与硬件的逻辑等效性由于软、硬件紧密相关，软硬界面常常模糊不清。随着大规模集成电路技术的发展，软件硬化的趋势也得到迅速的发展。要明确划分计算机系统软件和硬件的界限也就更加困难了。事实上，软件与硬件的逻辑功能上的等效的。原理上，软件实现的功能完全可以用硬件或固件完成，硬件实现的功能也可以由软件的模拟来完成，只是其性能、价格、实现的难易程度等有所不同。2软件与硬件的逻辑等效性软件硬件只有最必需的硬件程序不可编目前的计算机系统功能分配比例%计算机系统的软、硬件功能分配图

1.5.4软件开发技术软件发展：分三个阶段，即高级语言出像之前属第一阶段，高级语言出现后到软件工程前属第二阶段，第三阶段是软件工程出现后迄今。软件开发：需求分析，设计，编程，调试和运行五个阶段思考题

1.完整的计算机系统包括

。（A）硬件系统和软件系统 （B）主机及外部设备（C）系统硬件和系统软件 （D）主机板和CPU2.计算机系统软件应包括

。（A）操作系统和编程软件 （B）程序和数据（C）系统软件和应用软件 （D）数据库软件和管理软件3.操作系统是一种

(1)，它是

(2)的界面，其主要功能是

(3)。

(1) （A）应用软件 （B）系统软件

（C）通用软件 （D）工具软件

(2) （A）主机与外设 （B）软件和硬件 （C）用户与计算机（D）高级语言与机器语言

(3) （A）对计算机的所有资源进行控制和管理 （B）对外部设备进行管理 （C）对汇编语言、高级语言进行翻译 （D）管理数据库文件4.计算机惟一能够直接识别和处理的语言是

(1)，能将汇编语言源程序变成可执行模块的方法是

(2)，能将高级语言源程序变成可执行模块的方法是

(2)。

(1) （A）机器语言 （B）汇编语言 （C）高级语言

(2) （A）汇编和链接 （B）编译和链接 （C）解释和汇编 （D）解释和编译5.计算机的硬件主要包括:中央处理器、存储器和

(1)，其中中央处理器也称

(2)，它由

(3)组成，其主要功能是

(4)。

(1) （A）输入输出设备 （B）显示器和打印机 （C）键盘和打印机 （D）鼠标和触摸屏

(2) （A）CPU （B）RAM

（C）ALU （D）CRT(3) （A）运算器和主存储器 （B）控制器和运算器 （C）控制器和寄存器 （D）控制器和主存储器

(4) （A）算术运算 （B）逻辑运算 （C）算术逻辑运算（D）算术逻辑运算及控制6.计算机的存储系统一般指

。（A）RAM和ROM （B）硬盘和软盘（C）内存和外存 （D）硬盘和光盘7.微机的性能指标中，内存容量是指

。（A）RAM的容量 （B）ROM的容量（C）硬盘的容量 （D）RAM和ROM的总容量8.MPC常用CD–ROM作为外存设备，它是

。（A）只读存储器 （B）只读光盘（C）只读硬盘 （D）只读大容量软盘

9.微机外存是

，它可以与

直接打交道，不可以与

直接打交道。（A）ROM （B）RAM

（C）硬盘 （D）CPU

（E）主机的一部分10.微机的运算器、控制器及内存的总称是

。（A）CPU （B）ALU

（C）主机 （D）MPU11.微机的发展是以

的发展为表征的。（A）主机 （B）软件（C）微处理器 （D）控制器1.5电脑的组装与日常维护1.5微机的组装组装电脑是件容易的事，只要把每个元件和连接线插入正确的位置，就行了。如何知道每个元件和连接线的安装位置呢？？微机的组装1主机的连接端口：用于连接电脑的相关设备如电源、键盘、鼠标、屏幕、打印机、调制解调器、音箱、麦克风等2主板接口微机的组装1安装工具十字螺丝刀，尖嘴钳子，散热膏和平口螺丝刀等。通常一把十字形的螺丝刀就可以了电源光驱软驱硬盘网卡声卡显卡内存条CPUCPU风扇主板平口螺丝刀十字螺丝刀尖嘴钳散热膏防止人体所带静电对电子器件造成损伤：在安装前，先消除身上的静电，比如用手摸摸自来水管等接地设备，如果有条件，可配戴防静电环；对各部件要轻拿轻放，不要碰撞，尤其是硬盘安装前板一定要稳固，同时要防止主板变形，不然会对主板的电子线路造成损伤。2安装前注意事项微机的组装微机的组