Ch1-计算机基础知识-1

计算机理论与应用主讲：姜兆亮88392737jiangzhaoliang@

第1章计算机基础知识第2章操作系统第3章办公自动化软件第4章多媒体技术及其应用第5章计算机网络基础第6章互联网及其应用第7章标记语言与网页制作第8章国民经济与社会信息化目录第1章计算机基础知识1.1计算机的产生与发展(课后作业)

1.2二进制与数据编码1.3计算机的硬件系统1.4计算机软件系统1.5数据存储1.6计算机与信息的安全第1章计算机基础知识1.1计算机的产生与发展1.2二进制与数据编码

1.3计算机的硬件系统1.4计算机软件系统1.5数据存储1.6计算机与信息的安全1.2二进制与数据编码最初计算机的设计目的仅用于数值计算，后来发展成可以处理文字数据、声音数据、图像数据等。现代数字计算机是以二进制为基础的，而数据编码则是实现信息的表示、运算和存储的基本方式。1.2.1数的进制与转换在日常生活中，我们习惯了十进制的记数方法，而在计算机中采用十进制的数据表示方式显然是不方便的：十进制的十个数码要用物质或物理上的十种状态表示出来。我们知道，数“量”的大小与表示它的进制无关。对于计算机中的数据也是这样，同一个数据，用一种与十进制相比更简单的进制表示，自然对数字的实际大小不会产生影响。1．数的进制数制（Numberingsystem）即表示数值的方法，有非进位数制和进位数制两种。表示数值的数码与它在数中的位置无关的数制称为非进位数制，如罗马数字就是典型的非进位数制。按进位的原则进行计数的数制称为进位数制，简称“进制”。对于任何进位数制，它有以下的基本特点：进位数制的特点(1)数制的基数确定了所采用的进位计数制。表示一个数字时所用的数字符号的个数称为基数（Radix）。如十进制数制的基数为10；二进制的基数为2。对于N进位数制。有N个数字符号。(2)逢N进一。如十进制中逢10进1；八进制中逢8进1；二进制中逢2进1；十六进制中逢16进1。如下表中所示。(3)采用位权表示法。0-16整数的四种常用表示位权表示法的数学描述二进制的运算规则0+0=0

0+1=1

1+1=10数据的进制尽管在计算机中数据一律用二进制表示，但是在数据的输入输出、数据处理程序的编写中仍然大量地采用其他进制，例如我们在屏幕上看到的数据及计算结果都是十进制数据。在输入输出数据时，可以用数据后加一个特定的字母来表示它所采用的进制：字母D表示数据为十进制（也可以省略）；字母B表示数据为二进制；字母O表示数据为八进制；字母H（或在数据前加“0x”）表示数据为十六进制。2．不同进制数之间的转换1）二进制数转换为十进制数2）十进制数转换为二进制数3）二进制转换为八进制、十六进制1）二进制数转换为十进制数对于一个二进制数，如果希望求出它对应的十进制数，可以写出该数的位权展开式，从而很容易地算出它所对应的十进制数。例如：11010101B=1×20+0×21+1×22+0×23+1×24+0×25+1×26+1×27=213D0.1101B=1×2-1+1×2-2+0×2-3+1×2-4=0.5+0.25+0.0625=0.8125D2）十进制数转换为二进制数一个十进制数转换为二进制数，需要整数部分和小数部分分别转换：(1)整数部分的转换可采用“除基数取余法”，即用基数2多次去除被转换的十进制数，记下余数的值，直到商为0。将每次所得到的余数按逆序排列，就是转换后的二进制数。(2)小数部分的转换可采用“乘基数取整法”，即用基数2多次乘十进制的小数部分，每次相乘后取整数部分按正序排列，就是所对应的二进制数。对于十进制转换为八进制、十六进制的方法，与上述转换为二进制的方法相同。各种进制之间的转换(整数)二进制、八进制、十六进制转换成十进制方法：按权相加十进制转换成二进制、八进制、十六进制原理：方法：连续除以基，从低到高记录余数，直至商为0例把十进制数59转换成二进制数5922921427232120(59)10=(111011)2110111111011余余余余余余例把十进制数159转换成八进制数1598198280(159)10=(237)8237余7余3余2例把十进制数459转换成十六进制数4591628161160(459)10=(1CB)161CB余11余12余13）二进制转换为八进制、十六进制我们知道，8=23、16=24，也就是说，1个八进制位等于3个二进制位，1个十六进制位等于4个二进制位。从二进制转换成八进制（十六进制）的方法是，从小数点开始，整数部分向左每3位（4位）一组划分，当不足3位（4位）时在前面补0；小数部分向右每3位（4位）一组划分，不足3位（4位）时在后面补0；然后每一组再转换成一个8位（16位）数符即可完成。1.2.2原码、反码与补码在计算机中数据的表示和运算都是以二进制的形式进行的。通常规定，一个数的最高位为符号位，用0表示正数，用1表示负数，称作数符。一个数在计算机内部表示称为机器数。机器数所真正表示数值称为真值。机器数常采用原码、反码和补码表示法。1．原码原码是机器数的一种简单的表示法。其符号用0表示正号，用1表示负号。例如以下的二进制数：X1=+1010101和X2=-1010101，其原码记作：[X1]原

=[+1010101]原

=01010101[X2]原

=[-1010101]原

=11010101原码机器数的表示范围因字长而定，采用8位二进制原码表示时，其真值的表示范围为：[-127,127]，即二进制的取值范围为：[11111111，01111111]。应该注意的是：对数字0的表示有二种原码形式：00000000和10000000。2．反码机器数的反码可以由原码得到。如果机器数为正数，则该机器数的反码和原码相同；如果机器数为负数，则其反码是对原码除符号位以外的所有数位取反。例如以下的二进制数：X1=+1010101X2=-1010101其反码记作：[X1]反=[[+1010101]原

]反

=[01010101]反

=01010101[X2]反=[[-1010101]原

]反

=[11010101]反

=101010103．补码机器数的补码可以由原码得到，如果机器数是正数，则该机器数的补码与原码相同，如果机器数是负数，则该机器数的补码是对它的原码除符号位外的各位取反，并且在末位上加1得到的。例如以下的二进制数：X1=+1010101X2=-1010101，其补码记作：[X1]补=[[+1010101]原

]补

=[01010101]补

=01010101[X2]补=[[-1010101]原

]补

=[11010101]反

+1=10101010+1=10101011机器数的补码表示范围因字长而定，采用8位二进制补码表示时，其真值的表示范围为：[-128,127]，即二进制整数补码的取值范围为：[10000000，01111111]。而对于数字0的补码表示只有一种形式：00000000。【例】已知X1=+1010101和X2=+0011101，通过其补码表示法计算X1-X2的值。解：X1-X2

=X1+(-X2)

[X1]补=[[+1010101]原

]补

=[01010101]补

=01010101[-X2]补=[[-0011101]原

]补

=[10011101]反

+1=11100010+1=11100011[X1-X2]补=[X1]补

+[-X2]补

=01010101+11100011=00111000（超出字长的进位丢弃）因此，[[X1-X2]补

]原

=[00111000]原

=00111000得：X1-X2

=001110001.2.3数的定点表示和浮点表示一个作为整体来处理的二进制字串称为计算机字。表示数据的字称为数据字，表示一条指令的字称为指令字。这个二进制字所占的位数称为字长。字长的大小是由数据的处理设备和数据的类型所决定的，同类型的数据字长相同。一般来说，字长为8的倍数，如8位字长、16位字长、32位字长等。不同字长的数据字，取值范围差别很大，字长赿大，它可表示的数的范围也越大。对于数值数据，有定点表示和浮点表示两种表示方法，采用定点表示的数称为定点数，采用浮点表示的数称为浮点数。1．定点数数的定点表示是指数据字中小数点的位置固定不变。一般用来表示一个纯小数（不含整数位的数或者整数。当表示一个纯小数时，小数点固定在符号位之后。当表示一个整数时，小数点固定在数据字最后一位之后。例如字长为16时，数据“-2-15”和“+32767”表示如图所示。16位字长数据字的定点表示2．浮点数数的浮点表示法是指表示一个数时，其小数点的位置是浮动的。它实际上是数的指数记数法在计算机中的具体实现。从而解决定点表示中数的取值范围过窄的问题。在数的浮点表示中，一个数由两部分组成：其一是阶码部分（表示数的指数记数法中的指数，记为E）；其二是尾数部分（相当于指数记数法中的尾数，记为M），因此对于一个数N，通过浮点表示法可以表示（注意：E和M中都包含有各自的符号位）为：N=2E×M32位浮点数的结构N=2E×M双精度浮点数一般浮点数的机器字长为32位，则其阶码占8位，尾数占24位，各部分的规定如图1.2所示。此外还有双精度的浮点数：其字长为64位，其阶码占11位，尾数占53位，用来表示精度要求更高的数值。应该注意的是，数值采用浮点表示时，可能会产生一定的误差，这在多数的运算中是允许的。1.2.4数据的存储单位在计算机中，数据存储的最小单位为比特，1比特为1个二进制位。由于1比特太小，无法用来表示出数据的信息含义，所以又引入了“字节”（Byte，B；注意：这里B作为数据量大小的单位，不要和数的表示中表示为二进制数的‘B’混淆）作为数据存储的基本单位。在计算机中规定，1个字节为8个二进制位。除字节外，还有千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）、太字节（TB）。它们的换算关系是：1KB=1024B=210B1MB=1024KB=1048576B=220 B1GB=1024MB=1048576KB=1073741824B=230B1TB=1024GB=240B1.2.5

字符编码计算机除进行数值计算以外，大多还是进行各种数据的处理。其中字符数据的处理占有相当大的比重。人们从键盘或其他途径输入的字符数据在计算机中怎样保存就成了问题。人们所看到的字符，实际上是一个个的图形符号，直接保存这些图形符号不但要占用大量的存储空间，而且也给数据的处理带来很大的麻烦。人们自然想到了为字符编码的方法，这样既可以节省存储空间，数据处理的过程也很容易完成。1．ASCII码在计算机中，最常用的是英文字符，它的编码为ASCII码（AmericannationalStandardCodeforInformationInterchange，美国信息交换标准码），它原为美国的国家标准，1967年确定为国际标准。在ASCII中，用7个二进制位表示1个字符，共可以表示128个字符，其中95个可打印或显示的字符，其他的则为不可打印或显示的字符。在ASCII码的应用中，也经常用十进制表示，如空格：32；数字0~9：48~57；大写字母A~Z：65~90；小写字母a~z：97~122。这样，英文中的每一个字符都有一个固定的编码，保存字符时只需保存它的ASCII码即可。ASCII码表2．汉字的编码汉字与西文字符相比，其特点是量多而且字形复杂。这两个问题的解决，也是依靠对汉字的编码来实现的。下面看汉字的编码问题。1）国标码为了解决汉字的编码问题，我国陆续公布了多个中文编码标准，其中GB2312－80是目前使用最多的汉字编码标准。该标准是基于区位码设计的，一个汉字的编码由它所在的区号和位号组成，称为区位码。其中共含有6763个简化汉字和682个汉字符号。在该标准的汉字编码表中，汉字和符号按区位排列，共分成了94个区，每个区有94个位。其中01-09区是符号、数字区，16-87区是汉字区，10-15和88-94是未定义的空白区。如“啊”字区位码为“1601”，“白”的区位码是“1655”。区位码的排列如下表所示。国标汉字区位码表2）汉字的机内码保存一个汉字的区位码要占用两个字节，区号、位号各占一个字节。区号、位号都不超过94，所以这两个字节的最高位仍然是“0”。为了避免汉字区位与ASCII码无法区分，汉字在计算机内的保存采用了机内码，也称汉字的内码。目前占主导地位的汉字机内码是将区码和位码分别加上数A0H作为机内码。如“啊”字的区位码的十六进制表示为1001H，而“啊”字的机内码则为B0A1H。这样汉字机内码的两个字节的最高位均为“1”，很容易与西文的ASCII码区分。以GB2312－80国家标准制定的汉字机内码也称为GB2312码。它和国标区位码的换算关系是：

机内码=区位码+A0A0H3）汉字输入码由于汉字具有字量大、同音字多的特点，怎样实现汉字的快速输入也是应解决的重要问题之一。为此，不少个人或团体发明了多种多样的汉字输入方法，如全拼输入法、双拼输入法、智能ABC输入法、表形码输入法、五笔字型输入法等。汉字输入码实际上是输入汉字时所使用的代码。因此，汉字输入码不是汉字在计算机内部的表示形式，只是一种快速有效地输入汉字的手段。目前已经出现了汉字的语音输入法，实际上是以录音设备所采集到的声音数据作为汉字输入码的。4）汉字字形码汉字字形码又称汉字字模，它是指一个汉字供显示器和打印机输出的字形点阵代码。要在屏幕上或打印机上输出汉字，汉字操作系统必须输出以点阵形式组成的汉字字形码。汉字点阵有多种规格：简易型16×16点阵、普及型24×24点阵、提高型32×32点阵、精密型48×48点阵，点阵规模越大，字形也越清晰美观，在字模库中所占用的空间也越大。此外，现在经常使用的还有多种轮廓字模库，这种汉字的字模保存的是采用抽取特征的方法形成字的轮廓描述。这种字形的好处是字体美观，可以任意地放大缩小甚至变形。如PostScript字库，TrueType字库就是这种字形码。汉字处理的过程计算机对汉字的输入、保存和输出过程中这样的：在输入汉字时，操作者在键盘上键入输入码，通过输入码找到汉字的国标区位码，再计算出汉字的机内码后内码保存。而当显示或打印汉字时，则首先从指定地址取出汉字的内码，根据内码从字模库中取出汉字的字形码，再通过一定的软件转换，将字形输出到屏幕或打印机上。其他中文编码为了统一地表示世界各国的文字，1992年6月国际标准化组织公布了“通用多八位编码字符集”的国际标准ISO/IEC10646，简称UCS（UniversalMultiple–OctetCodedCharacterSet）。UCS的基本多文种平面与另一工业标准Unicode（美国的一个民间团体制订的一个16位编码的多文种字符集，1990年推出）相一致。Unicode用两个字节编码一个字符，可以容纳65536个不同的字符，目前已经包括了日文、拉丁文、俄文、希腊文、希伯来文、阿拉伯文、韩文和中文的共约29000个字符（其中汉字有27484个），ASCII字符集只是其中的一个小小的子集。为了适应这一趋势，我国于1994年正式公布了与ISO/IEC10646相一致的国家标准GB13000，不久又提出了“扩充汉字机内码规范（GBK）”，即GBK标准，能统一地表示21886个汉字及汉字符号。目前微软公司销售的Windows2000/XP/Vista操作系统都支持国标编码、GBK编码和Unicode编码。本节结束谢谢大家第1章计算机基础知识1.1计算机的产生与发展1.2二进制与数据编码1.3计算机的硬件系统

1.4计算机软件系统1.5数据存储1.6计算机与信息的安全1.3计算机的硬件系统计算机（Computer）也称为“电脑”，是一种具有计算功能、记忆功能和逻辑判断功能的机器设备。使用它能接收数据，保存数据，按照预定的程序对数据进行处理，并提供和保存处理结果。与其他工具和人类自身相比，有高速度、通用性、具有记忆能力、数据处理过程自动化的特点。计算机的分类因着眼的角度不同，对计算机的分类也是多样的：从工作原理的角度上来说，计算机分为数字计算机和模拟计算机；从用途上来说计算机可以分为专用计算机和通用计算机；从计算机的规模上可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、笔记本电脑、掌上电脑等；另外从网络应用的角度上可以分为客户机和服务器。在本书中所讨论的计算机都是电子数字计算机，而实际操作主要针对PC系列的微型计算机。1.3.1微型计算机系统的三个层次“微电脑”、“微机”是日常俗语，准确的称谓应是——微型计算机系统。微型计算机系统从局部到全局存在三个层次：(1)中央处理器（CPU）：中央处理器也称微处理器（Microprocessor）或微处理机，它是微型计算机的核心部件。后面将对CPU进行详细介绍。(2)微型计算机：微型计算机（MicroComputer）是以中央处理器为核心，加上由大规模集成电路制作的存储器M（ROM和RAM）、I/O（输入／输出）接口和系统总线组成的。该层次即微型计算机的主机。(3)微型计算机系统：微型计算机系统（MicroComputerSystem）是以微型计算机为核心，再配以相应的外围设备,电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算系统。1.3.2微型计算机系统的硬件结构目前的各种微型计算机系统产品，无论是简单的单片机、单板机系统，还是较复杂的个人计算机（PC机）系统，从硬件体系结构来看，采用的基本上是计算机的经典结构——冯．诺依曼结构，如图所示。这种结构的特点是：(1)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；(2)数据和程序以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也为二进制形式；(3)控制器是根据存放在存储器中的指令序列即程序来工作的，并由一个程序计数器（即指令地址计数器）控制指令的执行。控制器有判断能力，能按计算结果选择不同的动作流程。冯·诺依曼计算机体系结构1.3.3微型计算机硬件的各个组成部分一台微型计算机的硬件部分由中央处理器、存储器、输入设备和输出设备组成。中央处理器中包含了运算器和控制器；RAM和ROM为存储器；I/O外设及接口是输入、输出设备的总称。各组成部分之间通过系统总线：包括地址总线AB、数据总线DB、控制总线CB联系在一起，通过主板固定在主机机箱中。1.中央处理器中央处理器（CPU，CentralProcessUnit）是微型计算机的核心部件。它包括算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit），控制部件CU（ControlUnit）和寄存器组R（Registers）三个基本部分和内部总线。不同型号的微型计算机，其性能的差别首先在于其微处理器性能的不同，而微处理器性能又与它的内部结构、硬件配置有关。每种微处理器有其特有的指令系统。但无论哪种微处理器，其内部基本结构总是相同的，都有控制器、运算器和内部总线及缓冲器几大部分。CPU图片AMD

Athlonx2IntelXeon时钟频率和运算速度CPU的运算速度是和时钟频率基本上是成正比的。时钟频率是指时钟脉冲发生器输出周期性脉冲的频率。早期主要通过提高时钟频率来提高CPU运算速度，因此时钟频率从早期的16MHz发展到了Pentium4的最高4GHz。但由于制造工艺的限制，时钟频率的提高已经到达了极限。因此在最新的高性能CPU中，为了保证功耗、稳定性和性能的平衡，一般将时钟频率固定在2G~3GHz之间。而通过采用更高效的CPU构架来提高处理能力。字长字长是CPU构架的一个重要方面，它是指微处理器可以同时处理的数据的二进制位数，它也决定了通用寄存器、内存储器、ALU的位数和内部数据总线的宽度。常用的x86处理器有16位、32位、64位三种。字长越大，在一个周期内处理的数据位数就越多。近两年流行的大多数为64位微处理器。双核与多核构架双核、多核构架也逐渐开始流行。所谓双核、多核结构就是在一个CPU中集成多个单独的CPU单元。这种技术的好处是可以在一个时钟周期内执行多条指令，因而理论上可以成倍提高CPU的处理能力。双核CPU包括“假”双核和“真”双核两种。“假”双核(IntelPentiumD系列)在一个封装中有两块晶片（Die）；而“真”双核（AMDAthlonx2系列和IntelCoreDue系列）都采用了一个封装一块晶片的设计。2.内存储器内存储器简称内存，是微型计算机的主要存储和记忆部件，用以存放即将使用或正在使用的数据（包括原始数据、中间结果和最终结果）和程序。目前微型机的内存都是采用半导体存储器。如果按内存的位置分，又可分为系统内存、显示内存等。这里所要讨论的是指系统内存，它被插在主板上的内存插槽中。不同型号的内存条(1)内存单元的地址和内容内存中存放的数据和程序，从形式上看都是二进制数。内存是由一个个内存单元组成的，每个内存单元中一般存放一个字节（8位）的二进制信息。内存单元的总数目称为内存容量。微型机通过给各个内存单元规定不同地址来管理内存。这样，CPU便能识别不同的内存单元，正确地对它们进行读写操作。注意，内存单元的地址和内存单单元的内容是两个完全不同的概念，与旅馆中的房间号码和房间中的房客相类似，不应混淆。(2)内存操作CPU对内存的操作有读、写两种。读操作是CPU将内存单元的内容读入CPU内部，而写操作是CPU将其内部信息传送到内存单元保存起来。显然，写操作的结果改变了被写单元的内容，而读操作则不改变被读单元中原有内容。(3)内存分类按工作方式不同，内存可分为两大类：只读存储器ROM（ReadOnlyMemory）和随机存取存储器RAM（RandomAccessMemory）。ROM中的信息只能被CPU随机读取，而不能由CPU任意随机写入。机器断电后，信息并不丢失，显然ROM应属于非易失性存储器。所以，这种存储器主要用来存放计算机启动的引导程序、基本I/O程序、监控程序、标准子程序以及相关的数据，ROM中的内容一般是由生产厂家或用户使用专用设备写入固化的。ROM的空间大小一般都不大，在2KB到256KB之间，但有的系统可扩充到32M或者更大。RAM可以被CPU随机地读写，又称随机读写存储器，为内存的主要部分。这种存储器用于存放当前正在执行的系统程序、用户装入的应用程序、数据及部分系统信息。当机器断电后所存信息消失，因此RAM归于易失性存储器。内存容量内存容量也是微型计算机的一个重要性能指标，目前流行的微型计算机内存容量一般在512M到16GB之间。关于“虚拟内存”的概念前面我们所说的系统内存称为物理内存，当系统运行的程序数据量过大，或者进程数量过多时，经常会发生物理内存资源不足的情况，这时系统将把一些暂时不用的数据放到硬盘上保存，这样虽然降低了一些运行速度（这是由于硬盘的存取速度远低于内存），但是却保证了系统的正常运行，在硬盘上开辟的用来保存内存数据的这块空间就称这虚拟内存。目前的操作系统都支持虚拟内存技术。3.高速缓冲存储器高速缓冲存储器（Cache）也称高速缓存，是CPU与内存之间设立的一种高速缓冲器。由于和高速运行的CPU数据处理速度相比，内存的数据存取速度太慢，为此在内存和CPU之间设置了高速缓存，用来保存下一步将要处理的指令和数据，以及在CPU运行的过程中重复访问的数据和指令，从而减少CPU直接到速度较慢的内存中访问。高速缓存芯片一级Cache和二级CacheCache采用的是SRAM，一般由L1和L2两级构成。通常L1Cache的速度最快，使用频率约占全部CPU缓存的80%，但容量较小。而L2Cache速度稍慢，但容量较大。一级Cache（PrimaryCache）嵌在CPU芯片内部，容量较小，一般在32KB~128KB之间；二级Cache（SecondaryCache）有的嵌在CPU中，有的则设置在主板上，通过64位的高速总线与CUP连接，一般有128KB~2MB的大小。而目前流行的双核CPU处理器中，每个核都有自己的L1Cache和L2Cache，如IntelCore2DueE6550双核处理器在每个核中分别由有32KBL1数据Cache和32KBL1指令Cache，另外两个核共享4MBL2Cache。4．主板主板（Mainboard）是安装在微型计算机主机箱中的印刷电路板，是连接CPU、内存储器、外存储器、各种适配卡、外部设备的中心枢纽。主板上集成有如下部件：扩充插槽、BIOS芯片、I/O控制芯片、CPU插槽、控制芯片组、内存条插槽、跳线开关、键盘接口、指示灯接口、主板电源插座、软驱接口、硬盘IDE接口、串行并行接口等。不同型号的主板TG31-A7主板昂达/ONDATA斯巴达克黑潮P45LH-945DVR主板主板的基本结构(1)芯片组（Chipset）①北桥芯片②南桥芯片(2)CPU插座(3)内存插槽(4)BIOS芯片(5)ATA接口(6)电源插口及主板供电部分(7)扩充插槽主板的中心任务主板的中心任务是维系CPU与外部设备之间能协同工作，不出差错。在控制芯片组的统一调度之下，CPU首先接受各种外来数据或命令，经过运算处理，再经由PCI或AGP等总线接口，把运算结果高速、准确地传输到指定的外部设备上。5．总线总线（Bus）实际上是一组导线，是各种公共信号线的集合，用于作为微型计算机中所有各组成部分传输信息共同使用的“公路”。根据传送的信号不同，总线又分为数据总线、地址总线和控制总线：(1)数据总线DB（DataBus）：数据总线用来传输数据信息，是双向三态（1，0，高阻）总线。当其他主设备使用DB时，CPU将其设为高阻。(2)地址总线AB（AddressBus）：地址总线用于传送CPU发出的地址信息，是单向三态（1，0，高阻）总线。当其他主设备使用DB时，CPU将其设为高阻。(3)控制总线CB（ControlBus）：控制总线用来传送控制信号、时序信号和状态信息等。按总线位置分类根据总线所处的位置不同，总线又可以将分为下列几类：(1)系统总线：微机系统内部各各部件之间进行连接和传输信息的一组信号线。(2)局部总线：在一块卡上连接多个芯片的总线，或称片总线、元件级总线。(3)片内总线：也称内部总线，芯片内部各部件的连接总线。它位于微处理器芯片内部，用于ALU及各种寄存器等功能单元之间的相互连接。(4)通信总线：微机之间、微机与仪器、设备之间的连接总线。6．输入输出设备接口输入输出（I/O）设备接口设备是微型计算机系统的重要组成部分，微型机通过它与外部交换信息，完成实际工作任务。常用输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪等。常用输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。磁带、磁盘、光盘的驱动器既是输入设备，又是输出设备。通常，把它们统称为外围设备，简称外设。实际应用中，凡在CPU执行指令之前或之后须对信息进行加工的设备均可称为外设。主板上外部接口的位置主板的外部接口都是统一集成在主板后半部的。目前的主板一般都按照规范用不同的颜色表示不同的接口，以免搞错。一般键盘和鼠标都是采用PS/2圆口，只是键盘接口一般为蓝色，鼠标接口一般为绿色，便于区别。而USB接口为扁平状，可接MODEM，光驱，扫描仪等USB接口的外设。而串口可连接Modem和方口鼠标等，并口一般连接打印机。USB接口在众多的I/O接口中，USB（UniversalSerialBus，通用串行总线，也称通用串联接口）接口已经成了计算机中使用最多的接口。它是随着计算机外围设备的日益增多而出现的。USB是一个使计算机周边设备连接标准化、单一化的接口。USB的规格是由Intel、NEC、Compaq、DEC、IBM、Microsoft、NorthernTelecom联合制定的。它理论上最多可以支持127个装置，并且支持热插拔。目前的计算机上一般都有多个USB接口，以方便用户连接不同的外部设备。USB规范USB1.1是较早的USB规范，USB接口就是从USB1.1开始普及的。其高速方式的传输速率为12Mbps，低速方式的传输速率为1.5Mbps。USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的发，它的传输速率达到了480Mbps，足以满足大多数外设的速率要求。USB2.0中的“增强主机控制器接口”（EHCI）定义了一个与USB1.1相兼容的架构。它可以用USB2.0的驱动程序驱动USB1.1设备。也就是说，所有支持USB1.1的设备都可以直接在USB2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB线、插头等等附件也都可以直接使用。目前销售的计算机基本都是使用USB2.0规范。7.外存储器外存储器也称辅存，也是计算机系统必备的存储设备，如硬磁盘、光盘等。我们知道，内存储器具有容量小、在RAM中的数据断电后会自动丢失的特点，内存储器中保存的是当前正在执行的程序及其相关的数据。而外存储器恰恰在这两个方面弥补了内存的缺陷。其一是外存可以为计算机系统提供充分大的存储空间，其二是外存上的数据可以长期保存。因此计算机系统的各种系统软件、应用软件以及相关的资料，以及用户个人的所有数据资料。外存储器中的数据不受通断电的影响。目前的计算机系统对不同外存支持的多寡以及外存容量的大小也是其重要的性能技术指标。1）硬磁盘硬磁盘（Harddisk）：硬盘中封装了一张或多张由硬质材料制成的圆盘，在圆盘的表面涂有一层磁性材料，通过磁化磁性材料来记录数据，具有很高的数据记录密度的和数据读写精度。硬盘盘片被密闭在外壳之中，与驱动系统、数据读写系统组成一个整体，固定于微型计算机机箱之内。硬盘的容量很大，目前出售的硬盘容量一般为40GB~500GB，有的甚至高达1TB。计算机的操作系统，常用的各种软件、程序、数据、注册的各种系统信息一般都保存在硬盘上。硬盘的数据传输速率硬盘的数据传输速率与硬盘接口类型有关：ATA硬盘（IDE硬盘）的传输速度在3.3MB/s~16.7MB/s；SATA硬盘的传输速度可以达到100MB/s或者150MB/s；而SCIS硬盘的传输速度最高可达320MB/s。磁盘阵列在一些需要保存大量数据的计算机系统中（如一些大规模的Internet站点），还经常使用磁盘阵列（RedundantArrayofInexpensiveDisks，简称RAID）。可以把RAID理解成一种使用多个硬盘驱动器的排列组合方式，构成逻辑上的一个磁盘驱动器。RAID的具体实现可以靠硬件，譬如磁盘阵列柜；也可以靠软件，WindowsNT操作系统就提供软件RAID功能。RAID具有成本低，功耗小，传输速率高；可以提供容错功能，可靠度高。RAID是获得大容量存储器的价廉物美、简单易行的好方法。

便携式活动硬盘另外，便携式的活动硬盘也正在成为人们喜爱的外存设备，活动硬盘的容量一般在20GB~250GB之间，通过USB接口与计算机连接。2）光盘存储器光盘存储器是20世纪90年代中期开始广泛使用的外存储器，它采用与激光唱片相同的技术，将激光束聚焦成约1μm的光斑，在盘面上读写数据。写数据时用激光在盘面上烧蚀出一个个的凹坑来记录数据；读数据时则以激光扫描盘面是否是凹坑来实现，光盘存储器的数据密度很高，容量可达650 MB。目前使用的大多是只读光盘存储器（CompactDiskRead-OnlyMemory，CD-ROM），其中的信息已经在制造中写入。由于它体积小、重量轻、数据存储量大、易于保存，很受用户欢迎。计算机中用于只读光盘的驱动器称为CD-ROM驱动器，简称为光驱。而可读写的刻录光驱，以及一次性写入的光盘、可重复写入的光盘等也已经成为大众化的产品。DVD光盘新一代的数字视盘存储器（DigitalVideoDiskRead-OnlyMemory，DVD-ROM）于1998年春推出，容量为2.6GB（单面）和5.2GB（双面）。第一个DVD-RAM驱动器容量为4.7GB的于1999年末问世，双面的9.4GB盘在2000年才被投放市场，双面双层的最高容量可达17.8GB。目前DVD驱动器已经成为计算机系统的常用配置，可以写入的DVD光盘主要有：DVD±R（一次性可写光盘）和DVD±RW（可重写光盘）。4)优盘优盘又名U盘或者闪盘，用闪存（FlashMemory）制成的外存设备。为中国的朗科公司首创的存储技术，是中国在计算机存储领域的原创性发明专利成果。U盘的存储原理优盘通过USB接口与计算机连接。U盘的存储原理是：计算机把二进制数字信号转为复合二进制数字信号写入到USB芯片适配接口，通过芯片处理信号分配给闪存芯片的相应地址存储二进制数据，实现数据的存储。闪存的写入原理是这样的：闪存实际上是一种特殊的MOS管（Metal-OxideSemiconductor）阵列。这种MOS管的栅极有一个悬浮栅极夹层。闪存在写入时利用电压在悬浮栅极积累电荷，使悬浮栅极有一定的电位。如果数据是“1”，那么悬浮栅极就是高电位，如果是“0”，那么悬浮栅极就是低电位。数据读出的时候，由于MOS管的开关受栅-源电压控制。因此通过检测MOS管中有没有电流就可以提取数据。悬浮栅中的电荷不流失，数据也就可以长时间保存。这就是为什么USB断电后能保存数据的原因。优盘的优点不需要驱动器，无需外接电源；容量大（128MB~5GB，甚至可达20GB）；价格低廉，体积小，携带方便，即插即用并且允许热插拔，存取速度快，可靠性高（可擦写达100万次，数据至少可保存10年），不需要碎片整理，抗震、防潮、耐高低温，具有写保护功能和数据加密功能。8．输入设备输入设备是指数据和程序输入到计算机中的设备。在微型计算机系统中，常用的输入设备包括：键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪等。1）键盘键盘是计算机系统中最常用的输入设备，我们的文字编辑、表格处理以及程序的编辑调试等工作，绝大部分都是通过键盘完成的。2）鼠标器鼠标器目前已经成了微型机系统的标准配置，它是一种通过移动光标（Cursor）进而实现选择操作的输入设备。分机械式鼠标和光电式鼠标两种类型。机械式鼠标是通过移动鼠标，带动底部的滚动球滚动引发屏幕上鼠标指针的移动。光电式鼠标是利用发光－测量元件来测量鼠标位移，一旦鼠标移动，其中的发光－测量元件即刻测出水平方向和垂直方向上的位移，从而引发屏幕上的鼠标指针移动。在鼠标器上一般有二到三个按键，用于对指向的目标操作。常用的操作有：点击（单