計算機基礎(chǔ)知識

計算機基礎(chǔ)知識2計算機的發(fā)展

1946年，在美國賓西法尼亞大學(xué)世界上第一臺電子數(shù)字計算機ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator——電子數(shù)值積分和計算機）誕生了（如圖所示），它標(biāo)志著計算機時代的到來。人們根據(jù)計算機的性能和使用主要元器件的不同，將計算機的發(fā)展劃分成四個階段。3計算機的發(fā)展階段⑴第一代計算機

1946-20世紀(jì)50年代末，電子管時代計算機。主要特點：采用電子管作為計算機的主要邏輯部件體積大，耗電量大，壽命短，可靠性差成本高。電子管如圖所示。這一時期的典型機器：國外的：ENIAC、UNIVAC。國內(nèi)的：103、104等。

電子管4⑵第二代計算機

1958~1964年，晶體管計算機時代。主要特點：采用晶體管作為計算機的主要邏輯部件，體積減小，重量減輕，成本下降，能耗降低。晶體管如圖1-3所示。這一時期的典型機器：國外的：IBM7090等，如圖所示。國內(nèi)的：441B等。

晶體管計算機的發(fā)展階段5⑶第三代計算機

1964~1972年，集成電路計算機時代。

主要特點：采用中、小規(guī)模集成電路做主要邏輯部件，從而使計算機體積更小，重量更輕，耗電更省，壽命更長，成本更低，運算運算速度有了更大的提高。集成電路如圖所示。這一時期的典型機器：國外的：IBM-360等。國內(nèi)的：709等。

計算機的發(fā)展階段6⑷第四代計算機

1972年至今，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路計算機時代。

主要特點：采用大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路作基本邏輯部件，使計算機體積、重量和成本大幅度的降低，運算速度和可靠性大幅度的提高。大規(guī)模集成電路如圖所示。這一時期典型機器：國外：IBM-370等。國內(nèi)：銀河等。計算機的發(fā)展階段7計算機的典型應(yīng)用計算機應(yīng)用可以分為數(shù)值處理和非數(shù)值處理兩大類。數(shù)值數(shù)據(jù)是指能夠進行數(shù)值運算并能得到確定的數(shù)值概念的信息。除數(shù)值數(shù)據(jù)以外的其余所有信息均稱為非數(shù)值數(shù)據(jù)。如文字、表格、圖形、聲音、控制方法、決策思想等信息處理都屬于非數(shù)值處理范疇。8計算機的典型應(yīng)用科學(xué)計算數(shù)據(jù)處理過程控制計算機輔助設(shè)計(CAD)/計算機輔助制造(CAM)計算機網(wǎng)絡(luò)人工智能9計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)通常由五大基本部件組成。10輸入設(shè)備鍵盤掃描儀鼠標(biāo)、手寫1運算器/控制器(CPU)2內(nèi)存儲器半導(dǎo)體存儲器3外存儲器軟盤光盤與驅(qū)動器硬盤4輸出設(shè)備音頻輸出文字打印影像輸出5計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)現(xiàn)代計算機之父：

約翰·馮·諾依曼11數(shù)學(xué)家馮·諾依曼的設(shè)計思想在計算機發(fā)明過程中起到了關(guān)鍵作用，所以馮·諾依曼被稱為現(xiàn)代計算機之父。計算機科學(xué)之父、人工智能之父：

阿蘭·麥席森·圖靈美國計算機協(xié)會（ACM）設(shè)立的的“圖靈獎”是計算機界最負(fù)盛名和最崇高的一個獎項，有“計算機界的諾貝爾獎”之稱。12計算機工作原理馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)構(gòu)成的計算機，必須具有如下功能：把需要的程序和數(shù)據(jù)送至計算機中。必須具有長期記憶程序、數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終運算結(jié)果的能力。能夠完成各種算術(shù)、邏輯運算和數(shù)據(jù)傳送等數(shù)據(jù)加工處理的能力。能夠根據(jù)需要控制程序走向，并能根據(jù)指令控制機器的各部件協(xié)調(diào)操作。能夠按照要求將處理結(jié)果輸出給用戶。13計算機工作原理每一條指令的執(zhí)行過程可以分成四個基本操作：取出指令：從存儲器某個地址中取出要執(zhí)行的指令。分析指令：在取出的指令送到指令譯碼器中，譯出與指令對應(yīng)的操作。執(zhí)行指令：向各個部件發(fā)出控制操作，完成指令要求。為下一條指令做好準(zhǔn)備。14微型計算機的主要性能指標(biāo)字長字長是計算機內(nèi)部一次可以處理的二進制數(shù)碼的位數(shù)。字長越長，數(shù)據(jù)處理的速度越快。然而，字長越長，計算機的硬件代價相應(yīng)也增大。目前微型計算機的字長以32位為主，小型機、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器和大中型機以64位為主。15微型計算機的主要性能指標(biāo)速度速度是衡量計算機性能的一項重要指標(biāo)。通常所說的計算機運算速度（平均運算速度），是指每秒鐘所能執(zhí)行的指令條數(shù)，一般用“百萬條指令／秒”（mips，MillionInstructionPerSecond）來描述。同一臺計算機，執(zhí)行不同的運算所需時間可能不同，因而對運算速度的描述常采用不同的方法。常用的有CPU時鐘頻率（主頻）、每秒平均執(zhí)行指令數(shù)(ips)等。微型計算機一般采用主頻來描述運算速度，例如，Pentium/133的主頻為133MHz，PentiumⅢ/800的主頻為800MHz，Pentium41.5G的主頻為1.5GHz。一般說來，主頻越高，運算速度就越快。16微型計算機的主要性能指標(biāo)存儲器的容量可靠性可維護性性能價格比17計算機軟、硬件系統(tǒng)18CPU中央處理器簡稱CPU(CentralProcessingUnit)，它是計算機系統(tǒng)的核心，是計算機中執(zhí)行處理數(shù)據(jù)指令的器件，包括運算器和控制器兩大部分。

CPU是微機硬件系統(tǒng)的核心，一般由高速電子線路組成。目前的CPU都集成在一塊芯片上，稱為微處理器，如圖所示。微處理器不等于微型計算機，它只是組成微機的一個核心器件。19CPU的速度與主頻CPU執(zhí)行指令的速度與系統(tǒng)時鐘有著密切的關(guān)系。所謂CPU的主頻即CPU能夠適應(yīng)的時鐘頻率，或者說是CPU產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)工作頻率，它等于CPU在一秒鐘內(nèi)能夠完成的工作周期數(shù)。CPU的主頻是以MHz(兆赫)、GHz(千兆赫)為單位。1MHz為每秒100萬周期。主頻越高就表明CPU運算速度越快。下表列出了各種奔騰級CPU的主頻。奔騰級CPU的分類主頻(隱含單位是MHz)奔騰Pentium60，…，166MMXPerltium166，…，233高能奔騰PentiumPro150，…，200奔騰ⅡPentiumⅡ233，…，400奔騰ⅢPentiumⅢ1GHz奔騰4Pentium42GHz20CPU的字長字長是指CPU在一次操作中能處理的最大數(shù)據(jù)單位，它體現(xiàn)了一條指令所能處理數(shù)據(jù)的能力。能夠處理的數(shù)據(jù)的位數(shù)是中央處理器性能高低的一個重要標(biāo)志。例如，一個CPU的字長為16位，則每執(zhí)行一條指令可以處理16位二進制數(shù)據(jù)。早期的微處理器都是8位機和16位機，32位機的代表就是PC486，而目前的奔騰機已是64位。

21存儲器存儲器是計算機的記憶和存儲部件，用來存放信息。對存儲器而言，容量越大，存取速度越快，其性能越好。對于存儲器主要從以下四個方面來衡量其性能：容量——可以存儲的最大數(shù)據(jù)量，通常使用KB、MB、GB和TB來計量

持久性——持久性強的技術(shù)就是不容易出現(xiàn)數(shù)據(jù)丟失和破壞的技術(shù)多功能性——存儲設(shè)備可以訪問多種類型介質(zhì)上的數(shù)據(jù)。

訪問速度——是由訪問時間和數(shù)據(jù)傳輸速率決定的。22存儲器1Byte=8bit1KB=1024Byte1MB=1024KB1GB=1024MB1英文字符=1Byte1漢字=2Byte存儲容量的單位23內(nèi)存儲器

內(nèi)存儲器，又叫內(nèi)存或者主存儲器，它與CPU一起構(gòu)成計算機主機。內(nèi)存可以被CPU直接訪問。內(nèi)存儲器按其工作特點可分為只讀存儲器ROM(Read—OnlyMemoy)和隨機存取存儲器RAM(RandomAccessMemory)。半導(dǎo)體存儲器

盒裝的內(nèi)存條

24外存儲器

外存儲器又稱為輔助存儲器，它的容量一般都比較大，且容易移動，便于不同計算機之間進行信息交流。

軟盤

軟盤

軟驅(qū)

25硬盤

硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)

從左到右依次為2.5in、1.8in、1in和0.85in硬盤

硬盤是由若干個硬盤片組成的盤片組，上面覆蓋著磁性氧化物。硬盤一般被固定在計算機箱內(nèi)。硬盤的存儲格式與軟盤類似，但硬盤的容量要大得多，存取信息的速度也快得多。外存儲器26外存儲器磁帶

磁帶在20世紀(jì)60年代是大型計算機上最為流行的存儲設(shè)備，微機出現(xiàn)以后，使用的磁帶是盒式磁帶，與今天的錄音磁帶類似，如圖。27外存儲器光盤

光盤具有容量大、存取速度快、不易受干擾等特點。光盤根據(jù)其制造材料和記錄信息方式的不同一般分為三類：只讀光盤(CD-ROM)、一次性寫入光盤(CD-R)和可擦寫光盤(CD-RW)。如圖。

CD-R、CD-RW和常見的DVD光盤

CD-ROM、CD-RW、DVD刻錄機、外置式光驅(qū)

28新型存儲設(shè)備U盤

移動硬盤MO：光磁盤

名片光盤

29輸入設(shè)備

輸入輸出設(shè)備是計算機的五大組成部分之一，統(tǒng)稱為外圍設(shè)備，也簡稱為外設(shè)。輸入設(shè)備的作用是將程序、數(shù)據(jù)、文本等內(nèi)容輸入計算機。

自然鍵盤、無線鍵盤、手寫鍵盤機械鼠標(biāo)光電鼠標(biāo)30掃描儀手持式掃描儀

平板式掃描儀滾筒式掃描儀名片掃描儀31數(shù)碼照相機32輸出設(shè)備

外設(shè)中，輸出設(shè)備的作用是將計算機的計算結(jié)果以圖形、圖像、文字等方式顯示出來。

陰極射線管顯示器(CRT)液晶顯示器(LCD/LED.)

顯示器的性能指標(biāo)：像素與分辨率

33顯卡

顯卡也稱為顯示適配器，是顯示器與主機通信的控制電路和接口。顯卡的主要作用是將計算機數(shù)據(jù)處理成顯示信息，并在顯示器上顯示出來。34打印機噴墨打印機

激光打印機針式打印機

35音響和聲卡

聲卡是將計算機的數(shù)字化聲音信息轉(zhuǎn)換為人的耳朵可以聽到的聲音，即把數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號。36鍵盤的使用37主鍵盤區(qū)主鍵盤區(qū)是鍵盤上使用最頻繁的鍵區(qū)，同時也是鍵盤中鍵位最多的一個區(qū)域，主要用于英文、漢字、數(shù)字和符號等的輸入，該區(qū)包括字母鍵、數(shù)字鍵、符號鍵、控制鍵和Windows功能鍵Windows功能鍵38功能鍵區(qū)功能鍵區(qū)位于鍵盤的頂端，排列成一行，包括F1~F12鍵、Esc鍵和最右側(cè)的用于控制電腦系統(tǒng)的3個控制鍵，如圖所示。其中Esc鍵和F1~F12功能鍵在不同的應(yīng)用軟件中有著各自不同的功能。通常情況下，按Esc鍵可以把已輸入的命令或字符串取消，在一些應(yīng)用軟件中可起到取消和退出的作用；在程序窗口中按F1鍵可以獲取該程序的幫助信息；按Power鍵將執(zhí)行關(guān)機操作；按Sleep鍵將使電腦轉(zhuǎn)入睡眠狀態(tài)以節(jié)約用電；按WakeUp鍵可將電腦從睡眠狀態(tài)喚醒。39鍵盤的使用小鍵盤區(qū)位于鍵盤的最右側(cè)，主要用于快速輸入數(shù)字及進行光標(biāo)移動控制，在銀行系統(tǒng)和財務(wù)會計等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。狀態(tài)提示燈區(qū)狀態(tài)提示燈區(qū)位于小鍵盤區(qū)上方，主要包括NumLock、CapsLock和ScrollLock3個提示燈，如圖1-50所示，分別用來提示小鍵盤工作狀態(tài)、大小寫狀態(tài)以及滾屏鎖定狀態(tài)。40擊鍵指法與姿勢手指的分工注意：初學(xué)者要養(yǎng)成良好的觸鍵習(xí)慣，即隨時保持雙手位于基準(zhǔn)鍵位，完成其他鍵的擊鍵動作后也應(yīng)迅速回到相應(yīng)的基準(zhǔn)鍵位。41手指的分工說明：只有進行手指分工后，操作鍵盤時才不會出現(xiàn)盲目、混亂輸入的