大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程課件

大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程云南財(cái)經(jīng)大學(xué)信息學(xué)院編著1大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程1第1章

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2第1章

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2本章提要：本章主要介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成；主板的功能；CPU的構(gòu)成部件、各部件功能、CPU主要性能指標(biāo)；ROM與RAM的功能、內(nèi)存的主要性能指標(biāo)、存儲(chǔ)容量的表示；顯卡、聲卡、網(wǎng)卡的主要功能；顯示器的種類及主要性能指標(biāo)；硬盤存儲(chǔ)容量的計(jì)算及主要性能指標(biāo)；光盤及U盤的特點(diǎn)；系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的特點(diǎn)；馮·諾依曼機(jī)型的主要特征；計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)程序工作原理；訪存的局部性原理；采用高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)的目的；三級(jí)存儲(chǔ)體系；數(shù)值數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)中的表示；西文字符在計(jì)算機(jī)中的表示（ASCII碼）；漢字在計(jì)算機(jī)中的表示等；3本章提要：31.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。如圖1.1所示。圖1.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖41.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)1.1.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)就是我們所看到的實(shí)際物理設(shè)備，由主機(jī)和外部設(shè)備組成。1.主機(jī)設(shè)備

主機(jī)設(shè)備是指電腦機(jī)箱內(nèi)所有的設(shè)備，它可以分為主機(jī)板部分、驅(qū)動(dòng)器部分、接口卡部分。（1）主機(jī)板部分主機(jī)板部分是微型計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)最重要的部分，包括主機(jī)電路板（主板）、CPU、內(nèi)存、機(jī)箱和電源。①主板：又叫主機(jī)電路板、系統(tǒng)板。它安裝在機(jī)箱內(nèi)，是微型計(jì)算機(jī)最基本的也是最重要的部件之一。它是一塊印刷電路板，其功能是將中央處理單元（CPU）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）、隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）、輸入輸出（I/O）控制電路、擴(kuò)充插槽、面板控制開(kāi)關(guān)和指示燈等部分有機(jī)地聯(lián)接在一起。主板示例圖如圖1.251.1.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)5圖1.2微型計(jì)算機(jī)主板圖片6圖1.2微型計(jì)算機(jī)主板圖片6

主板上一般有3-8個(gè)擴(kuò)展插槽，供微型計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備的控制卡插接。通過(guò)更換這些插卡，可以對(duì)微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行局部升級(jí)，使用戶在配置機(jī)型方面有更大的靈活性。主板在整個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中扮演著非常重要的角色，主板的類型和檔次決定著整個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的類型和檔次，主板的性能影響著整個(gè)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。目前生產(chǎn)主板的企業(yè)有多家,各廠家主板的構(gòu)成又不一致。有的用擴(kuò)展插槽外接聲卡和網(wǎng)卡，有的則將聲卡和網(wǎng)卡集成在主板上（圖1.2就是將聲卡和網(wǎng)卡集成在主板上）。有的主板只能使用特定的CPU，如帶有Intel芯片組的主板，只能使用Intel的CPU。帶有AMD芯片組的主板，只能使用AMD的CPU等。。

7主板上一般有3-8個(gè)擴(kuò)展插槽，供微型計(jì)算機(jī)外圍設(shè)

②中央處理器（CentralProcessingUnit）,簡(jiǎn)稱CPU。由運(yùn)算器和控制器組成，分別由運(yùn)算電路和控制電路實(shí)現(xiàn)。是任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中必備的核心部件。運(yùn)算器是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，它在控制器的作用下與內(nèi)存交換數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)進(jìn)行各類基本的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和其他操作。運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，ALU）、累加器、狀態(tài)寄存器和通用寄存器等組成。ALU是用于完成加、減、乘、除等算術(shù)運(yùn)算，與、或、非等邏輯運(yùn)算以及移位、求補(bǔ)等操作的部件?？刂破魇钦麄€(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指揮中心，負(fù)責(zé)對(duì)指令進(jìn)行分析，并根據(jù)指令的要求，有序地、有目的地向各個(gè)部件發(fā)出控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的各部件協(xié)調(diào)一致地工作。控制器由指令指針寄存器、指令寄存器、控制邏輯電路和時(shí)鐘控制電路等組成。寄存器是CPU的一個(gè)重要組成部分，是CPU內(nèi)部的臨時(shí)存儲(chǔ)單元。寄存器既可以存放數(shù)據(jù)和地址，又可以存放控制信息或CPU工作的狀態(tài)信息。8②中央處理器（CentralProcessing

CPU檔次的高低，直接決定了一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的檔次。反映CPU檔次的最重要指標(biāo)是主頻和數(shù)據(jù)傳送的位數(shù)（字長(zhǎng)）。主頻也叫時(shí)鐘頻率，單位是MHz，用來(lái)表示CPU的運(yùn)算速度。主頻說(shuō)明了CPU的工作速度，一般來(lái)說(shuō)，主頻越高，CPU的運(yùn)算速度越快。常用的CPU主頻有1.5GHz、2.0GHz、2.4GHz等。CPU傳送數(shù)據(jù)的位數(shù)是指計(jì)算機(jī)在同一時(shí)間能同時(shí)并行傳送的二進(jìn)制信息位數(shù)。人們常說(shuō)的16位機(jī)、32位機(jī)和64位機(jī)，是指該計(jì)算機(jī)中的CPU可以同時(shí)處理16位、32位和64位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。286機(jī)是16位機(jī)，486機(jī)是32位機(jī)，Pentium機(jī)是64位機(jī)。隨著型號(hào)的不斷更新，微型計(jì)算機(jī)的性能也不斷提高。9CPU檔次的高低，直接決定了一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的檔次。圖1.3CPU圖片(正反兩面)10圖1.3CPU圖片(正反兩面)10

雙核處理器計(jì)算機(jī)處理性能的提升依賴于處理器主頻的提升，隨著CPU主頻的不斷加大和工藝線寬的不斷縮小，使得處理器散熱等問(wèn)題日益嚴(yán)重，單純的主頻提升已經(jīng)遭遇瓶頸，而雙核心技術(shù)的引入是提高處理器性能另一個(gè)行之有效的途徑。雙核處理器就基于單個(gè)半導(dǎo)體的一個(gè)處理器上擁有兩個(gè)一樣功能的處理器核心，就是將兩個(gè)物理處理器核心整合在一個(gè)內(nèi)核之中。核心之間以芯片速度通信，降低了處理器之間的延遲。雙核CPU所具備的兩個(gè)物理核心是相對(duì)獨(dú)立的，每個(gè)核心都可以擁有獨(dú)立的高速緩存、寄存器、運(yùn)算單元，可以使兩個(gè)獨(dú)立進(jìn)程互不干擾。這將大大提升處理器的工作效率。雙核處理器典型的代表是AMD公司的雙核處理器。它是將兩個(gè)內(nèi)核做在一個(gè)晶元上，通過(guò)超傳輸技術(shù)讓CPU內(nèi)核直接跟外部I/O相連的直連架構(gòu)和集成內(nèi)存控制器技術(shù)，使得每個(gè)內(nèi)核都有自己的高速緩存和專用輸入輸出通道，沒(méi)有資源爭(zhēng)搶的問(wèn)題，集成度更高。11雙核處理器11

③內(nèi)部存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器按功能可分為主存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱主存或內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱輔存或外存）。主存是相對(duì)存取速度快而容量小的一類存儲(chǔ)器，輔存則是相對(duì)存取速度慢而容量很大的一類存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)器最主要的性能指標(biāo)有存取時(shí)間和存儲(chǔ)容量。數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器的操作叫寫(xiě)操作，從存儲(chǔ)器取出數(shù)據(jù)的操作叫讀操作，從存儲(chǔ)器接收到讀（或?qū)懀┥暾?qǐng)命令到從存儲(chǔ)器讀出（或?qū)懭耄?shù)據(jù)所需的時(shí)間稱為存儲(chǔ)器的存取時(shí)間，時(shí)間越短，速度就越快。一個(gè)存儲(chǔ)器中所包含的字節(jié)數(shù)稱為該存儲(chǔ)器的容量，簡(jiǎn)稱存儲(chǔ)容量。存儲(chǔ)容量通常用KB、MB、GB或TB表示，其中B是字節(jié)（Byte），并且1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB＝1024GB。例如，640KB就表示640×1024=655360個(gè)字節(jié)。12③內(nèi)部存儲(chǔ)器12

主存儲(chǔ)器，也稱為內(nèi)部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存），內(nèi)存直接與CPU相連接，是計(jì)算機(jī)中主要的工作存儲(chǔ)器，當(dāng)前運(yùn)行的程序與數(shù)據(jù)存放在內(nèi)存中。內(nèi)部存儲(chǔ)器按其工作方式的不同，可以分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱隨機(jī)存儲(chǔ)器或RAM）和只讀存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱ROM）。隨機(jī)存儲(chǔ)器。隨機(jī)存儲(chǔ)器允許隨機(jī)的按指定內(nèi)存單元的地址從內(nèi)存單元中取出或向該內(nèi)存單元寫(xiě)入數(shù)據(jù)（簡(jiǎn)稱對(duì)內(nèi)存單元的讀寫(xiě)），這一特性使得其對(duì)任何地址的存取時(shí)間都是相同的。由于信息是通過(guò)電信號(hào)寫(xiě)入RAM的，所以斷電時(shí)RAM中的信息就會(huì)丟失。13主存儲(chǔ)器，也稱為內(nèi)部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存），內(nèi)存直圖1.4內(nèi)存圖片14圖1.4內(nèi)存圖片14計(jì)算機(jī)工作時(shí)使用的程序和數(shù)據(jù)等都存儲(chǔ)在RAM中，所以在完成處理任務(wù)時(shí)，應(yīng)將這些工作的程序或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到外存儲(chǔ)器中，否則關(guān)機(jī)后信息就會(huì)丟失。我們通常所說(shuō)的內(nèi)存大小就是指RAM的大小，一般以MB為單位。只讀存儲(chǔ)器。只讀存儲(chǔ)器是只能讀出而不能隨意寫(xiě)入信息的存儲(chǔ)器。在制造ROM的時(shí)候，就將一些常規(guī)信息存入ROM并永久保存。這些信息只能讀出而不能寫(xiě)入。當(dāng)計(jì)算機(jī)斷電后，ROM中的信息不會(huì)丟失。當(dāng)計(jì)算機(jī)重新被加電后，其中的信息保持原來(lái)的不變，仍可被讀出。15計(jì)算機(jī)工作時(shí)使用的程序和數(shù)據(jù)等都存儲(chǔ)在RAM中，

④機(jī)箱和電源機(jī)箱是計(jì)算機(jī)的外殼，從外觀上分為臥式和立式兩種。機(jī)箱一般包括外殼、用于固定軟硬驅(qū)動(dòng)器的支架、面板上必要的開(kāi)關(guān)、指示燈和顯示數(shù)碼管等。通常在主機(jī)箱的正面都有電源開(kāi)關(guān)Power和Reset按鈕，Reset按鈕用來(lái)重新啟動(dòng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)（有些機(jī)器沒(méi)有Reset按鈕）。電源是微型計(jì)算機(jī)的供電系統(tǒng)，用來(lái)給主機(jī)及其他的外部設(shè)備提供電源。（2）驅(qū)動(dòng)器部分驅(qū)動(dòng)器部分是驅(qū)動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)的電路。是輔助存儲(chǔ)器的驅(qū)動(dòng)裝置。包括軟盤驅(qū)動(dòng)器，硬盤驅(qū)動(dòng)器，光盤驅(qū)動(dòng)器等。除了硬盤驅(qū)動(dòng)器與硬盤裝于一體外，其它驅(qū)動(dòng)器都是與存儲(chǔ)介質(zhì)分開(kāi)的。16④機(jī)箱和電源16（3）接口卡部分包括顯卡、聲卡、網(wǎng)卡。①顯卡顯卡又稱為視頻卡、圖形卡、顯示適配器等。它是主機(jī)與顯示器之間連接的部件，其作用是控制計(jì)算機(jī)的圖形輸出，將CPU送來(lái)的影像數(shù)據(jù)處理成顯示器認(rèn)識(shí)的格式，再送到顯示器形成圖像。顯卡主要由顯示主芯片(即圖形處理芯片GraphicProcessingUnit)、顯存、數(shù)模轉(zhuǎn)換器(RAMDAC)及其它附屬部件組成。顯示主芯片是顯示卡的核心，它負(fù)責(zé)了顯卡絕大部分的計(jì)算工作。在整個(gè)顯卡中，顯示主芯片負(fù)責(zé)處理由計(jì)算機(jī)發(fā)來(lái)的數(shù)據(jù)，最終將產(chǎn)生的結(jié)果顯示在顯示器上。顯示主芯片的處理速度越快，性能就越好。顯卡的另一個(gè)主要性能指標(biāo)是顯存的大小。顯存容量是顯卡本身存儲(chǔ)的容量數(shù)，這是選擇顯卡的重要參數(shù)之一。顯存容量的大小決定著顯存臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，在一定程度上也會(huì)影響顯卡的性能，從而影響顯示速度等。顯存容量從早期的512KB、1MB、2MB等，發(fā)展到8MB、12MB、16MB、32MB、64MB，一直到目前主流的128MB、256MB和高檔顯卡的512MB，某些專業(yè)顯卡甚至已經(jīng)具有1GB的顯存了。17（3）接口卡部分包括顯卡、聲卡、網(wǎng)卡。17圖1.5顯示卡圖片18圖1.5顯示卡圖片18

②聲卡聲卡(SoundCard)是多媒體技術(shù)中最基本的組成部分，是實(shí)現(xiàn)聲波／數(shù)字信號(hào)相互轉(zhuǎn)換的部件。聲卡的基本功能是把來(lái)自話筒、光盤等的原始聲音信號(hào)加以轉(zhuǎn)換，輸出到耳機(jī)、揚(yáng)聲器等聲響設(shè)備，或通過(guò)音樂(lè)設(shè)備數(shù)字接口(MIDI)使樂(lè)器發(fā)出美妙的聲音。聲卡的工作原理很簡(jiǎn)單，就是實(shí)現(xiàn)聲音設(shè)備處理的模擬信號(hào)與計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換，完成輸入的聲音數(shù)據(jù)存入到計(jì)算機(jī)內(nèi)和將計(jì)算機(jī)處理的聲音數(shù)據(jù)輸出到聲音設(shè)備。從結(jié)構(gòu)上分，聲卡可分為模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路兩部分,模數(shù)轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將麥克風(fēng)等聲音輸入設(shè)備采到的模擬聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為電腦能處理的數(shù)字信號(hào)；而數(shù)模轉(zhuǎn)換電路負(fù)責(zé)將電腦使用的數(shù)字聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換為喇叭等設(shè)備能使用的模擬信號(hào)。19②聲卡19圖1.6內(nèi)置獨(dú)立聲卡圖片20圖1.6內(nèi)置獨(dú)立聲卡圖片20③網(wǎng)卡網(wǎng)卡也叫“網(wǎng)絡(luò)適配器”，英文全稱為“NetworkInterfaceCard”，簡(jiǎn)稱“NIC”，它是使計(jì)算機(jī)相互聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備。網(wǎng)卡插在計(jì)算機(jī)主板插槽中，其作用主要有兩個(gè)：一是將計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)上去；二是接收網(wǎng)絡(luò)上其它設(shè)備傳過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，發(fā)送到所在的計(jì)算機(jī)中。它的基本功能為：并行與串行的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、包的裝配和拆裝、網(wǎng)絡(luò)存取控制、數(shù)據(jù)緩存等。它的主要技術(shù)參數(shù)為帶寬、總線方式、電氣接口方式等。目前主要是16位網(wǎng)卡。網(wǎng)卡具有網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序和I/O系統(tǒng)兩部分。驅(qū)動(dòng)程序使網(wǎng)卡和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)兼容，實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的通信。I/O系統(tǒng)可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和網(wǎng)卡之間的通信。網(wǎng)卡是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中最基本的元素。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的每臺(tái)計(jì)算機(jī)只有通過(guò)網(wǎng)卡才能與其它計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信。21③網(wǎng)卡21圖1.8內(nèi)置獨(dú)立網(wǎng)卡圖片22圖1.8內(nèi)置獨(dú)立網(wǎng)卡圖片222.外部設(shè)備

外部設(shè)備簡(jiǎn)稱外設(shè)，是指計(jì)算機(jī)所外接的設(shè)備，包括輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和輔助存儲(chǔ)器。（1）輸入設(shè)備計(jì)算機(jī)中常用的輸入設(shè)備是鍵盤、鼠標(biāo)。①鍵盤鍵盤是目前實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入的主要設(shè)備，鍵盤通過(guò)一根五芯電纜連接到主機(jī)的鍵盤插座內(nèi)，其內(nèi)部有專門的微處理器和控制電路，當(dāng)操作者按下任一鍵時(shí)，鍵盤內(nèi)部的控制電路產(chǎn)生一個(gè)代表這個(gè)鍵的二進(jìn)制代碼，然后將此代碼輸入主機(jī)內(nèi)部，操作系統(tǒng)就知道用戶按下了哪個(gè)鍵，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的輸入過(guò)程?，F(xiàn)在的鍵盤通常有101鍵鍵盤和104鍵鍵盤兩種，較常用的是104鍵鍵盤。232.外部設(shè)備23圖1.9鍵盤圖片

24圖1.9鍵盤圖片24②鼠標(biāo)鼠標(biāo)也是一種常用的輸入設(shè)備，鼠標(biāo)可以方便準(zhǔn)確地移動(dòng)光標(biāo)進(jìn)行定位，因其外形酷似老鼠而得名。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，鼠標(biāo)可分為機(jī)械式和光電式兩種：

機(jī)械式鼠標(biāo)：其底部有一個(gè)橡膠小球，當(dāng)鼠標(biāo)在水平面上滾動(dòng)時(shí)，小球與平面發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而控制光標(biāo)移動(dòng)。

光電式鼠標(biāo)：其對(duì)光標(biāo)進(jìn)行控制的是鼠標(biāo)底部的兩個(gè)平行光源，當(dāng)鼠標(biāo)在特殊的光電板上移動(dòng)時(shí)，光源發(fā)出的光經(jīng)反射后轉(zhuǎn)化為移動(dòng)信號(hào)，控制光標(biāo)移動(dòng)。25②鼠標(biāo)25圖1.10鼠標(biāo)圖片26圖1.10鼠標(biāo)圖片26（2）輸出設(shè)備計(jì)算機(jī)常用的輸出設(shè)備為顯示器和打印機(jī)。①顯示器顯示器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最常用的輸出設(shè)備，其作用是將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以顯示的方式提供給使用者。它的類型很多，根據(jù)顯像管的不同可分為三種類型：陰極射線管（CRT）、發(fā)光二極管（LED）和液晶（LCD）顯示器。陰極射線顯示器要用電子槍，在槍和屏幕之間需有一定距離，因此這種顯示器外形比大，故常用于臺(tái)式機(jī)；發(fā)光二極管顯示器常用于單板機(jī)；液晶顯示器使用液晶在背景屏幕上形成字符和圖像，體積相對(duì)較小，故常用于筆記本電腦，目前許多臺(tái)式機(jī)也配用液晶顯示器。27（2）輸出設(shè)備27圖1.11左圖為CRT顯示器圖片，右圖為液晶顯示器圖片28圖1.11左圖為CRT顯示器圖片，右圖為液晶顯示器圖片28

衡量顯示器好壞主要有兩個(gè)重要指標(biāo)：一個(gè)是分辨率；另一個(gè)是像素點(diǎn)距。每平方英寸上的像素?cái)?shù)的多少稱為分辨率,分辨率越高,圖像的清晰度就越好?，F(xiàn)在常用的分辨率有：800×600、1024×768、1280×1024、1600×1200等。1024×768(786432個(gè)像素點(diǎn))的屏幕就比800×600(480000個(gè)像素點(diǎn))的分辨率高。屏幕上相鄰像素間的距離稱像素點(diǎn)距。像素越密集、點(diǎn)距越小，則圖像的清晰度和分辨率越高。一般點(diǎn)距小于等于0.28毫米的屏幕性能較好。29衡量顯示器好壞主要有兩個(gè)重要指標(biāo)：一個(gè)是分辨率；②打印機(jī)打印機(jī)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中常用的輸出設(shè)備，其作用是將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以打印的方式提供給使用者。目前我們常用的打印機(jī)有點(diǎn)陣式打印機(jī)、噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)三種。

點(diǎn)陣打印機(jī)：又稱為針式打印機(jī)，有9鐘和24針兩種。針數(shù)越多，針距越密，打印出來(lái)的字就越美觀。針打的主要優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜、維護(hù)費(fèi)用低，可復(fù)寫(xiě)打印，適合于打印蠟紙。缺點(diǎn)是：打印速度慢、噪聲大、打印質(zhì)量稍差。目前針式打印機(jī)主要應(yīng)用于銀行、稅務(wù)、商店等的票據(jù)的復(fù)寫(xiě)打印。噴墨打印機(jī)：它是通過(guò)噴墨管將墨水噴射到普通打印紙上而實(shí)現(xiàn)字符或圖形的輸出，主要優(yōu)點(diǎn)是：打印精度較高、噪聲低、價(jià)格便宜；缺點(diǎn)是：打印速度慢，由于墨水消耗量大，使日常維護(hù)費(fèi)用高。30②打印機(jī)30

激光打印機(jī)：激光打印機(jī)是近年來(lái)發(fā)展很快的一種輸出設(shè)備，由于它具有精度高、打印速度快、噪聲低等優(yōu)點(diǎn)，已越來(lái)越成為辦公自動(dòng)化的主流產(chǎn)品。其缺點(diǎn)是價(jià)格較高，但隨著激光打印機(jī)的普及，其價(jià)格也將大幅度下降。激光打印機(jī)的一個(gè)重要指標(biāo)就是DPI（每英寸點(diǎn)數(shù)），即分辨率。分辨率越高，打印機(jī)的輸出質(zhì)量就越好。

圖1.12左、中、右圖分別為針式、噴墨和激光打印機(jī)圖片

31激光打印機(jī)：激光打印機(jī)是近年來(lái)發(fā)展很快的一種輸出

（3）輔助存儲(chǔ)器也稱為外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存），內(nèi)部存儲(chǔ)器雖然速度快，但缺點(diǎn)是在斷電后存儲(chǔ)里面的數(shù)據(jù)就會(huì)丟失。因此，在關(guān)閉計(jì)算機(jī)前，必須將處理的數(shù)據(jù)存入外部存儲(chǔ)器。外部存儲(chǔ)器在斷電后仍能保持里面存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)。另一特點(diǎn)是容量大，缺點(diǎn)是速度慢。計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序和加工處理數(shù)據(jù)時(shí)，外存中的數(shù)據(jù)按數(shù)據(jù)塊或數(shù)據(jù)組先送入內(nèi)存后才能使用，即計(jì)算機(jī)通過(guò)外存與內(nèi)存不斷交換數(shù)據(jù)的方式使用外存中的數(shù)據(jù)。常用的輔助存儲(chǔ)器主要有軟磁盤、硬磁盤、光盤和微盤。外部存儲(chǔ)器既是輸入設(shè)備，也是輸出設(shè)備。①軟盤：目前使用的軟盤是3.5英寸盤（簡(jiǎn)稱3寸盤），屬于磁介質(zhì)。存儲(chǔ)容量一般為1.44M。一個(gè)完整的軟盤存儲(chǔ)系統(tǒng)是由軟盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器和軟驅(qū)適配卡組成。軟盤只能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，如果要對(duì)它進(jìn)行讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)的操作，還必須有軟盤驅(qū)動(dòng)器。由于軟盤容量小，速度慢，且易損壞等，現(xiàn)已較少使用。32（3）輔助存儲(chǔ)器32

圖1.13軟盤圖片33圖1.13軟盤圖片33②硬盤：從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理和存儲(chǔ)格式上看，硬盤與軟盤完全相同。但硬盤的磁性材料是涂在金屬、陶瓷或玻璃制成的硬盤基片上，而軟盤的基片是塑料的。硬盤相對(duì)軟盤來(lái)說(shuō)，主要是存儲(chǔ)空間比較大，現(xiàn)在的硬盤容量已在40GB以上。硬盤大多由多個(gè)盤片組成，此時(shí)，除了每個(gè)盤片要分為若干個(gè)磁道和扇區(qū)以外，多個(gè)盤片表面的相應(yīng)磁道將在空間上形成多個(gè)同心圓柱面。通常情況下，硬盤與硬盤驅(qū)動(dòng)器同為一體，安裝在計(jì)算機(jī)的主機(jī)箱中，但現(xiàn)在已出現(xiàn)一種移動(dòng)硬盤。這種移動(dòng)硬盤通過(guò)USB接口和計(jì)算機(jī)連接，方便用戶攜帶大容量的數(shù)據(jù)。34②硬盤：從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)原理和存儲(chǔ)格式上看，硬盤與軟盤圖1.14硬盤（與驅(qū)動(dòng)器合為一體）圖片35圖1.14硬盤（與驅(qū)動(dòng)器合為一體）圖片35硬盤是由若干個(gè)盤片疊加在一起構(gòu)成的，每個(gè)盤片有正反兩個(gè)存儲(chǔ)面，每個(gè)存儲(chǔ)面有若干個(gè)磁道，每個(gè)磁道有若干個(gè)扇區(qū)，如圖1.15所示。圖1.15硬盤的磁道與扇區(qū)示意圖36硬盤是由若干個(gè)盤片疊加在一起構(gòu)成的，每個(gè)盤片有正硬盤的每個(gè)存儲(chǔ)面對(duì)應(yīng)有一個(gè)磁頭進(jìn)行讀寫(xiě)。硬盤存儲(chǔ)容量計(jì)算公式為：硬盤容量＝磁頭數(shù)×每盤面上的磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512字節(jié)。例如，Maxtor6Y080L0硬盤的磁頭數(shù)為16、每盤面上的磁道數(shù)為158816、每磁道上的扇區(qū)數(shù)為63，則其總?cè)萘康挠?jì)算方法為：16×158816×63×512=81964302336字節(jié)。由于lKB=1024B、1MB=1024KB、1GB=1024MB，所以這個(gè)硬盤的容量為：81964302336字節(jié)/1024/1024/1024=76.33GB。硬盤的主要性能指標(biāo)有主軸轉(zhuǎn)速、高速緩存、全程訪問(wèn)時(shí)間和內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率等。主軸轉(zhuǎn)速：一般以每分鐘多少轉(zhuǎn)來(lái)表示（RPM）。硬盤的主軸轉(zhuǎn)速是決定硬盤內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率的決定因素之一，它在很大程度上決定了硬盤的速度，同時(shí)也是區(qū)別硬盤檔次的重要標(biāo)志。其值越大，速度越快。37硬盤的每個(gè)存儲(chǔ)面對(duì)應(yīng)有一個(gè)磁頭進(jìn)行讀寫(xiě)。硬盤存儲(chǔ)高速緩存：該指標(biāo)指在硬盤內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器。其值越大，速度越快。目前硬盤的高速緩存一般為512KB～2MB，SCSI硬盤的更大。全程訪問(wèn)時(shí)間：該指標(biāo)指磁頭開(kāi)始移動(dòng)直到最后找到所需要的數(shù)據(jù)塊所用的全部時(shí)間，單位為毫秒。其值越小，速度越快。內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸率：硬盤數(shù)據(jù)傳輸率分為內(nèi)外部傳輸率。外部傳輸率是指從硬盤的緩存中向外輸出數(shù)據(jù)的速度，目前采用SCSI技術(shù)的外部傳輸率已經(jīng)達(dá)到了160MB/s。內(nèi)部傳輸率是指硬盤在盤片上讀寫(xiě)數(shù)據(jù)的速度，現(xiàn)在的主流硬盤大多在30MB/s到60MB/s之間。由于硬盤的內(nèi)部傳輸率要小于外部傳輸率，所以只有內(nèi)部傳輸率才可以作為衡量硬盤性能的真正標(biāo)準(zhǔn)。其值越大，速度越快。38高速緩存：該指標(biāo)指在硬盤內(nèi)部的高速存儲(chǔ)器。其值越③光盤：與磁盤相比，光盤以其單位容量大、成本低、讀寫(xiě)無(wú)磨損（因光盤的讀寫(xiě)是通過(guò)光盤驅(qū)動(dòng)器中的光學(xué)頭用激光束來(lái)讀寫(xiě)的，所以，從理論上講是永無(wú)磨損讀寫(xiě)）等特點(diǎn)，很快受到人們的歡迎，普及相當(dāng)迅速。目前，用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光盤有三類：只讀光盤（CD-ROM）、一次寫(xiě)入光盤（CD-R）和可擦寫(xiě)光盤（CD-RW）。目前還有一種稱為DVD（DigitalVideoDisc）的光盤，其外形與CD光盤相似，但其存儲(chǔ)容量可達(dá)4.7GB，是CD的7倍左右。不僅如此，DVD的播放質(zhì)量也比CD好得多，是CD的替代產(chǎn)品。39③光盤：與磁盤相比，光盤以其單位容量大、成本低、圖1.16光盤圖片40圖1.16光盤圖片40④U盤：U盤是一種新型的隨身型移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，符合USB1.0（UniversalSerialBus，統(tǒng)一串行總線）標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)交換數(shù)據(jù)，支持即插即用，在WindowsMe/Windows2000及以后版本的操作系統(tǒng)下無(wú)須安裝任何驅(qū)動(dòng)程序，使用非常方便。U盤的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是它的讀寫(xiě)速度非?？?，其讀出速度大于1MB/S，寫(xiě)入速度大于600KB/S，大大快于軟盤的速度；另外，U盤采用Flash（Flash芯片是一種電子器件，類似于EPROM和EEPROM）作為存儲(chǔ)介質(zhì)，無(wú)機(jī)械讀寫(xiě)部件，所以不僅數(shù)據(jù)保持能力非常強(qiáng)，抗電磁干擾，而且抗震能力也非常強(qiáng)。U盤采用世界上最先進(jìn)的存儲(chǔ)和移動(dòng)傳輸技術(shù)，加上為方便使用而用心設(shè)計(jì)的造，是移動(dòng)辦公及文件交換的最佳選擇.41④U盤：U盤是一種新型的隨身型移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，符合

圖1.17U盤圖片42圖1.17U盤圖片421.1.2計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬件是物質(zhì)基礎(chǔ)，軟件是指揮硬件工作的靈魂。軟件的功能與質(zhì)量在很大程度上決定了整個(gè)計(jì)算機(jī)的性能，故軟件和硬件一樣，是計(jì)算機(jī)工作必不可少的組成部分。所謂軟件，是指為解決問(wèn)題而編制的程序及其文檔。計(jì)算機(jī)軟件包括計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行所需要的系統(tǒng)軟件和用戶完成任務(wù)所需要的應(yīng)用軟件。計(jì)算機(jī)是依靠硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的協(xié)同工作來(lái)執(zhí)行給定任務(wù)的。計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。43431.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件是負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬件，使得它們可以協(xié)調(diào)工作的程序和相關(guān)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)軟件使得計(jì)算機(jī)使用者和其他軟件將計(jì)算機(jī)當(dāng)作一個(gè)整體而不需要顧及到底層每個(gè)硬件是如何工作的。一般來(lái)講，系統(tǒng)軟件包括操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和工具軟件等。（1）操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件，它直接與硬件接觸，管理和控制硬件資源，同時(shí)為上層軟件提供支持，也為用戶使用計(jì)算機(jī)提供了一個(gè)友好的界面。操作系統(tǒng)是用戶和計(jì)算機(jī)之間的接口，提供了軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境和運(yùn)行環(huán)境。目前，常用的操作系統(tǒng)主要有Windows、Linux、UNIX、XENIX、0S／2等。4444

（2）語(yǔ)言處理程序語(yǔ)言處理程序主要有匯編程序、編譯程序、連接程序和解釋程序等。計(jì)算機(jī)只能接受0和1組成的代碼，即機(jī)器語(yǔ)言程序。用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的程序必須經(jīng)過(guò)“翻譯”形成機(jī)器語(yǔ)言程序，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)行。語(yǔ)言處理程序就是完成這種翻譯的軟件。如C語(yǔ)言、Java語(yǔ)言處理程序等。（3）工具軟件是一些工具性的服務(wù)程序，便于用戶對(duì)計(jì)算機(jī)的使用和維護(hù)。主要有測(cè)試程序、診斷程序、調(diào)試程序和監(jiān)控程序等。如SpeedFan硬件監(jiān)控軟件、PCBooster計(jì)算機(jī)性能的診斷與調(diào)整軟件等。45（2）語(yǔ)言處理程序452.應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是針對(duì)某個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的具體問(wèn)題而開(kāi)發(fā)和研制的程序。應(yīng)用軟件一般包括用戶程序及其說(shuō)明性文件資料。應(yīng)用軟件必須在系統(tǒng)軟件的支持下才能工作。它具有很強(qiáng)的實(shí)用性和專業(yè)性，正是由于應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)和使用，才使得計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日益滲透到社會(huì)的各行各業(yè)。由于計(jì)算機(jī)軟件的迅速發(fā)展，軟件逐步標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，一般把解決各類特別問(wèn)題的應(yīng)用程序的組合稱為軟件包。（1）文字處理文字處理是對(duì)字、詞、文稿處理的總稱，文字編輯是文稿處理的基本內(nèi)容。用計(jì)算機(jī)編輯文稿，具有方便、快捷、靈活和可重用的優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的中文字處理軟件有WPS、中文Word等，它們都采用全屏幕編輯，并提供聯(lián)機(jī)幫助及豐富的圖文處理能力。462.應(yīng)用軟件46（2）表格處理表格處理指對(duì)文字?jǐn)?shù)據(jù)的表格進(jìn)行編輯計(jì)算、存儲(chǔ)、打印等處理。表格處理軟件可以在表格單元中填入字符、數(shù)字或公式，可進(jìn)行排序、統(tǒng)計(jì)、計(jì)算。常見(jiàn)的表格處理軟件有Lotus-1-2-3、Excel、CCED等。（3）圖形處理圖形處理指對(duì)各類圖形進(jìn)行修補(bǔ)、填色、投影、編輯等?？梢园岩环掌阑?，改變其背景、前景、光線而得到另外的效果，常見(jiàn)的有Photoshop、Paintshop等。（4）計(jì)算機(jī)輔助軟件計(jì)算機(jī)可以用于任何領(lǐng)域，代替人們做重復(fù)性的、繁重的工作，或者輔助人們以便更好、更快地完成任務(wù)。這種輔助人們完成某項(xiàng)任務(wù)的軟件稱為計(jì)算機(jī)輔助軟件。計(jì)算機(jī)輔助軟件種類很多，有用于教育的，有用于生產(chǎn)的，有用于設(shè)計(jì)的，也有用于日常生活的。各種計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件（CAD）、計(jì)算機(jī)輔助制造軟件（CAM）、計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試（CAT）等。47（2）表格處理471.2計(jì)算機(jī)基本工作原理及工作過(guò)程1.2.1

馮·諾依曼機(jī)型的主要特征馮·諾依曼機(jī)型主要有以下三個(gè)特征：第一，采用二進(jìn)制代碼表示數(shù)據(jù)和指令計(jì)算機(jī)中被處理的信息統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)的具體工作表現(xiàn)為執(zhí)行程序（指令的有序集合）。在計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)和指令都采用二進(jìn)制代碼表示，雖然它們?cè)谕庑紊喜o(wú)差別，但它們各自約定的含義不同。第二，采用存儲(chǔ)程序的工作方式馮·諾依曼提出了將程序中的指令與指令所處理的數(shù)據(jù)一起存入存儲(chǔ)器中的思想。這個(gè)著名的存儲(chǔ)程序的工作模式成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)工作基本機(jī)理。第三，計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由五大部分組成，即由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成。481.2計(jì)算機(jī)基本工作原理及工作過(guò)程481.2.2

計(jì)算機(jī)工作原理（存儲(chǔ)程序工作原理）存儲(chǔ)程序工作原理：(1)事先編寫(xiě)程序。為了用計(jì)算機(jī)求解問(wèn)題，需要事先編寫(xiě)程序，由它告訴計(jì)算機(jī)需要做那些事，按什么步驟去做，并提供加工處理的數(shù)據(jù)。一個(gè)任務(wù)往往要通過(guò)許多步驟去完成，每一步驟要求由計(jì)算機(jī)執(zhí)行操作的命令來(lái)完成。計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序就是由這些指令序列和有關(guān)的原始數(shù)據(jù)組成的。(2)將程序存入計(jì)算機(jī)的內(nèi)存中。(3)計(jì)算機(jī)在運(yùn)行程序時(shí)自動(dòng)地、連續(xù)地從存儲(chǔ)器中依次取出指令加以執(zhí)行。這是計(jì)算機(jī)中有兩股信息在流動(dòng)：數(shù)據(jù)流和控制流。傳統(tǒng)的馮·諾依曼機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)，始終是控制流驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)流。為了控制指令的執(zhí)行次序，設(shè)置了一個(gè)程序計(jì)數(shù)器PC。用PC指定指令在存儲(chǔ)器中的位置。491.2.2計(jì)算機(jī)工作原理（存儲(chǔ)程序工作原理）491.2.2

計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程

計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程如圖1.18所示：

圖1.18計(jì)算機(jī)工作過(guò)程示意圖501.2.2計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程圖1.18計(jì)算機(jī)工作過(guò)程示意圖1.18中實(shí)線為程序和數(shù)據(jù)，虛線為控制命令。計(jì)算步驟的程序和計(jì)算中需要的原始數(shù)據(jù)，在控制命令的作用下通過(guò)輸入設(shè)備送入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器。當(dāng)計(jì)算開(kāi)始的時(shí)候，在取指令的作用下把程序指令逐條送入控制器。控制器向存儲(chǔ)器和運(yùn)算器發(fā)出取數(shù)命令和運(yùn)算命令，運(yùn)算器進(jìn)行計(jì)算，然后控制器發(fā)出存數(shù)命令，計(jì)算結(jié)果存放回存儲(chǔ)器，最后在輸出命令的作用下通過(guò)輸出設(shè)備輸出結(jié)果。51圖1.18中實(shí)線為程序和數(shù)據(jù)，虛線為1.3計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體系1.3.1

訪存的局部性原理

從大量的統(tǒng)計(jì)中得到的一個(gè)規(guī)律是，程序中對(duì)于存儲(chǔ)空間90%的訪問(wèn)局限于存儲(chǔ)空間的10%的區(qū)域中，而另外10%的訪問(wèn)則分布在存儲(chǔ)空間的其余90%的區(qū)域中。這就是通常說(shuō)的訪存的局部性原理。訪存的局部性規(guī)律包括兩個(gè)方面：一是時(shí)間局部性，如果一個(gè)存儲(chǔ)項(xiàng)被訪問(wèn)，則可能該項(xiàng)會(huì)很快被再次訪問(wèn)；二是空間局部性，如果一個(gè)存儲(chǔ)項(xiàng)被訪問(wèn)，則該項(xiàng)及其鄰近的項(xiàng)也可能很快被訪問(wèn)。521.3計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)體系521.3.2

高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）高速緩存是位于CPU和主存之間的高層存儲(chǔ)子系統(tǒng)，其訪問(wèn)速度與CPU的速度接近。采用高速緩存是基于訪存的局部性原理，其主要目的是提高存儲(chǔ)器的平均訪問(wèn)速度，從而使存儲(chǔ)器的速度也CPU的速度相匹配。Cache的基本工作原理是：處理機(jī)按主存地址訪問(wèn)存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)器地址的高段通過(guò)主存-Cache地址映象機(jī)構(gòu)借助查表判定該地址的存儲(chǔ)單元是否在Cache中，如果在，則Cache命中，按Cache地址訪問(wèn)Cache。否則Cache不命中，則需要訪問(wèn)主存，并從主存中調(diào)入相應(yīng)數(shù)據(jù)塊到Cache中，若Cache中已寫(xiě)滿，則要按某種算法將Cache中的某一塊替換出去，并修改有關(guān)的地址映象關(guān)系。目前，Cache通常被集成到CPU內(nèi)以提高訪問(wèn)速度。531.3.2高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）531.3.3

三級(jí)存儲(chǔ)體系人們?yōu)榱私鉀Q存儲(chǔ)器速度、價(jià)格和容量的矛盾，應(yīng)用了訪問(wèn)局部性原理，把存儲(chǔ)體系設(shè)計(jì)成為層次化的結(jié)構(gòu)以滿足使用要求。在這個(gè)層次化存儲(chǔ)系統(tǒng)中，一般由寄存器、高速緩存(Cache)、主存(內(nèi)存)、外存(硬盤等)組成。由于寄存器是在CPU內(nèi)部，因此，通常將高速緩存、主存、外存稱為三級(jí)存儲(chǔ)體系。計(jì)算機(jī)對(duì)存儲(chǔ)器的要求是高速度、大容量、低價(jià)格。存取速度由快到慢的順序是CPU內(nèi)部的寄存器、一級(jí)緩存和二級(jí)緩存、內(nèi)存、外存。單位存儲(chǔ)器價(jià)格也按此順序由高到低。容量也按此順序由小到大。541.3.3三級(jí)存儲(chǔ)體系541.4計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示1.4.1

基本概念1.編碼計(jì)算機(jī)要處理的數(shù)據(jù)除了數(shù)值數(shù)據(jù)以外，還有各類符號(hào)、圖形、圖像和聲音等非數(shù)值數(shù)據(jù)。而計(jì)算機(jī)只能識(shí)別0和1兩個(gè)數(shù)碼。要使計(jì)算機(jī)能處理這些信息，首先必須將各類信息轉(zhuǎn)換成“0”和“1”表示的代碼，這一過(guò)程成為編碼。2.數(shù)據(jù)能被計(jì)算機(jī)接受和處理的符號(hào)的集合都稱為數(shù)據(jù)。3.比特比特（Bit：BinaryDigit——二進(jìn)制數(shù)位）是指1位二進(jìn)制的數(shù)碼（即0或1）。比特是計(jì)算機(jī)中表示信息的數(shù)據(jù)編碼中的最小單位。551.4計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的表示554.字節(jié)

字節(jié)表示被處理的一組連續(xù)的二進(jìn)制數(shù)字。通常用8位二進(jìn)制數(shù)字表示一個(gè)字節(jié)，即一個(gè)字節(jié)由8個(gè)比特組成。字節(jié)是存儲(chǔ)器系統(tǒng)的最小存取單位。1.4.2

數(shù)值數(shù)據(jù)的表示

數(shù)值數(shù)據(jù)有大小和正負(fù)之分。通常在微型計(jì)算機(jī)中，用兩個(gè)字節(jié)表示一個(gè)整數(shù)，用四個(gè)字節(jié)表示一個(gè)實(shí)數(shù)。在二進(jìn)制數(shù)的最前面規(guī)定一個(gè)符號(hào)位：“0”表示正數(shù)，“1”表示負(fù)數(shù)。數(shù)據(jù)表示方法通常有定點(diǎn)數(shù)表示和浮點(diǎn)數(shù)表示兩種。1.定點(diǎn)數(shù)的表示

①定點(diǎn)整數(shù)：小數(shù)點(diǎn)的位置在最低數(shù)值位的后面，用于表示整數(shù),如下所示。數(shù)符數(shù)值564.字節(jié)數(shù)符數(shù)值56

②定點(diǎn)小數(shù)：小數(shù)點(diǎn)的位置約定在最高數(shù)值位的前面，用于表示小于1的純小數(shù)，如下所示。2.浮點(diǎn)數(shù)的表示浮點(diǎn)數(shù)的表示來(lái)源于數(shù)學(xué)中的指數(shù)形式：

式中R表示進(jìn)制數(shù)的基數(shù)。N可以用下面兩個(gè)部分表示。①尾數(shù)M。尾數(shù)為小于1的小數(shù)。②階碼c。階碼相當(dāng)于數(shù)學(xué)中的指數(shù)。如下所示給出了浮點(diǎn)數(shù)的表示方法。階符階碼尾符尾數(shù)57②定點(diǎn)小數(shù)：小數(shù)1.4.3

字符的表示

字符是人與計(jì)算機(jī)交互過(guò)程中不可缺少的重要信息。要使計(jì)算機(jī)能處理、存儲(chǔ)字符信息，首先也必須用二進(jìn)制“0”和“1”代碼對(duì)字符進(jìn)行編碼。1.西文字符的表示西文字符用ASCII碼表示。ASCII編碼是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)制定的一種包括數(shù)字、字母、通用符號(hào)和控制符號(hào)在內(nèi)的字符編碼集，全稱叫美國(guó)國(guó)家信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼（AmericanStandardCodeforInformationInterchange）。ASCII碼是一種7位二進(jìn)制編碼，能表示27＝128種國(guó)際上最通用的西文字符，是目前計(jì)算機(jī)中，特別是微型計(jì)算機(jī)中使用最普遍的字符編碼集。581.4.3字符的表示582.漢字字符的表示（1）漢字交換碼《國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)信息交換用漢字編碼字符集基本集》（GB2312-80），簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼，是為了在不同的漢字系統(tǒng)之間交換信息而制定的編碼。該國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)漢字編碼集共收集和定義了7445個(gè)基本漢字。其中，使用頻度較高的3755個(gè)漢字定義為一級(jí)漢字。使用頻率較低的3008個(gè)漢字定義為二級(jí)漢字，共有6763個(gè)漢字。另外還定義了拉丁字母、俄文字母、漢語(yǔ)拼音字母、數(shù)字和常用符號(hào)等682個(gè)。GB2312－80規(guī)定每個(gè)漢字用2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制編碼，每個(gè)字節(jié)最高位為0，其余7位用于表示漢字信息。例如，漢字“啊”的國(guó)標(biāo)碼的2個(gè)字節(jié)的二進(jìn)制編碼00110000B和00100001B，對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為30H和21H。592.漢字字符的表示59（2）漢字輸入碼漢字輸入方法很多，如區(qū)位、拼音、五筆字型等。不同輸入法有自己的編碼方案，所采用的編碼方案統(tǒng)稱為輸入碼。輸入碼進(jìn)入機(jī)器后必須轉(zhuǎn)換為機(jī)內(nèi)碼進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。如，以全拼輸入方案鍵入“tong”，或以五筆字型輸入方案“xycq”，都能得到“統(tǒng)”這個(gè)漢字所對(duì)應(yīng)的機(jī)內(nèi)碼。這個(gè)工作由漢字代碼轉(zhuǎn)換程序依靠事先編制好的輸入碼對(duì)照表完成轉(zhuǎn)換。（3）漢字機(jī)內(nèi)碼漢字輸入到計(jì)算機(jī)后，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)要把各種不同的漢字輸入碼在機(jī)內(nèi)轉(zhuǎn)換成唯一的機(jī)內(nèi)碼。是計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)及處理漢字所用的漢字代碼。60（2）漢字輸入碼60漢字機(jī)內(nèi)碼的標(biāo)準(zhǔn)方案是將漢字國(guó)標(biāo)碼的2個(gè)字節(jié)二進(jìn)制代碼的最高位置為1，從而得到對(duì)應(yīng)的漢字機(jī)內(nèi)碼。如漢字“啊”的機(jī)內(nèi)碼為10110000B、10100001B（即B0H、A1H）。計(jì)算機(jī)處理字符數(shù)據(jù)時(shí)，當(dāng)遇到最高位為1的字節(jié)，便可將該字節(jié)連同其后續(xù)最高位也為1的另一個(gè)字節(jié)看作1個(gè)漢字機(jī)內(nèi)碼；當(dāng)遇到最高位為0的字節(jié)，則可看作一個(gè)ASCII碼西文字符，這樣就實(shí)現(xiàn)了漢字、西文字符的共存與區(qū)分。（4）漢字字形碼漢字字形碼是一種用點(diǎn)陣表示字形的碼，是漢字的輸出形式。它把漢字排成點(diǎn)陣。常用的點(diǎn)陣由16×16、24×24、32×32、48×48或更高。一個(gè)16×16點(diǎn)陣的漢字字形要占32個(gè)字節(jié)，24×24點(diǎn)陣要占72個(gè)字節(jié)等等。所有不同的漢字字體的字形構(gòu)成漢字庫(kù)，一般存儲(chǔ)在硬盤上，當(dāng)要顯示輸出時(shí)，才調(diào)入內(nèi)存，檢索到要輸出的字形送到顯示器輸出。61漢字機(jī)內(nèi)碼的標(biāo)準(zhǔn)方案是將漢字國(guó)標(biāo)碼的2個(gè)字節(jié)二進(jìn)1.4.4

圖形與圖像的表示在計(jì)算機(jī)中的圖形數(shù)據(jù)有兩種常用的表示形式，一種稱為幾何圖形或矢量圖形，簡(jiǎn)稱圖形；另一種稱為點(diǎn)陣圖像或位圖圖像，簡(jiǎn)稱圖像。1.圖形圖形的元素是一些點(diǎn)、線、矩形、多邊形、圓和弧線等等，它們都是通過(guò)數(shù)學(xué)公式計(jì)算獲得的。其實(shí)質(zhì)上是用數(shù)學(xué)的方式來(lái)描述一幅圖形，在處理圖形圖像時(shí)根據(jù)圖元對(duì)應(yīng)的數(shù)學(xué)表達(dá)式進(jìn)行編輯和處理。在屏幕上顯示一幅圖形圖像時(shí)，首先要解釋這些指令，然后將描述圖形圖像的指令轉(zhuǎn)換成屏幕上顯示的形狀和顏色。矢量圖形文件一般較小。矢量圖形的優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論放大、縮小或旋轉(zhuǎn)等都不會(huì)失真；缺點(diǎn)是難以表現(xiàn)色彩層次豐富的逼真圖像效果，而且顯示時(shí)間較長(zhǎng)。常見(jiàn)的文件格式有AI、WMF、EMF等。621.4.4圖形與圖像的表示622.圖像

圖像是指用像素點(diǎn)來(lái)描述的圖。圖像一般是用攝像機(jī)、照相機(jī)或掃描儀等輸入設(shè)備捕捉實(shí)際場(chǎng)景畫(huà)面，離散化為空間、亮度、顏色（灰度）的序列值，把一幅彩色圖或灰度圖分成若干個(gè)像素點(diǎn)，每個(gè)像素點(diǎn)用若干個(gè)二進(jìn)制位來(lái)指定該像素的顏色、亮度和屬性。圖像在計(jì)算機(jī)內(nèi)存中由一組二進(jìn)制位組成，這些位定義圖像中每個(gè)像素點(diǎn)的顏色和亮度。屏幕上一個(gè)點(diǎn)也稱為一個(gè)像素，顯示一幅圖像時(shí)，屏幕上的一個(gè)像素也就對(duì)應(yīng)于圖像中的某一個(gè)點(diǎn)。圖像分為二值圖（黑白圖）和彩色圖兩大類，彩色圖還可以分為真彩色圖、偽彩色圖等。圖像適合于表現(xiàn)比較細(xì)膩、色彩較豐富的畫(huà)面。圖像占用存儲(chǔ)空間較大。常見(jiàn)的文件格式有BMP、GIF、TIFF、JPEG等。632.圖像631.4.5

聲音的表示聲音是一種連續(xù)的波，稱為聲波。要把聲音信號(hào)存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)之中去，必須把連續(xù)變化的波形信號(hào)（稱為模擬信號(hào)）轉(zhuǎn)換成為數(shù)字信號(hào)，因?yàn)橛?jì)算機(jī)中只能存儲(chǔ)數(shù)字信號(hào)。把模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)（A/D）一般由對(duì)聲音信號(hào)的采樣和轉(zhuǎn)換兩步來(lái)完成。所謂采樣就是采集聲音模擬信號(hào)的樣本，然后再轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)。計(jì)算機(jī)對(duì)聲音采樣能力的大小也用兩個(gè)參數(shù)來(lái)衡量：采樣頻率和聲音采樣信號(hào)的位數(shù)。它們不僅影響到聲音的播放質(zhì)量，還與存儲(chǔ)聲音信號(hào)所需要的存儲(chǔ)空間有直接的關(guān)系。641.4.5聲音的表示641.采樣頻率是指計(jì)算機(jī)每秒鐘采集多少個(gè)聲音樣本，是描述聲音文件的音質(zhì)、音調(diào)的重要指標(biāo)，也是衡量聲卡、聲音文件的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。采樣頻率越高，即采樣的間隔時(shí)間越短，則在單位時(shí)間內(nèi)計(jì)算機(jī)得到的聲音樣本數(shù)據(jù)就越多，對(duì)聲音波形的表示也越精確。當(dāng)前聲卡常用的采樣頻率一般為11KHz(每秒采集聲音樣本11千次)、22KHz、44.1KHz和48KHz。11KHz的采樣率獲得的聲音稱為電話音質(zhì)，基本上能讓你分辨出通話人的聲音；22KHz稱為廣播音質(zhì)；44.1KHz稱為CD音質(zhì)。采樣頻率越高，獲得的聲音文件質(zhì)量越好，占用磁(光)盤的空間也就越大。一首CD音質(zhì)的歌曲會(huì)占去40M左右的盤空間。651.采樣頻率652.聲音樣本的位數(shù)

也稱為采樣值的編碼位數(shù)，這個(gè)參數(shù)表示了計(jì)算機(jī)度量聲音波形幅度（音量）的精度，就是通常所說(shuō)的聲卡的位數(shù),目前多為16位聲卡，專業(yè)級(jí)的高檔聲卡有32位的。位數(shù)越多，度量的單位越小，計(jì)算機(jī)對(duì)聲音波形描述的精度越高，聲音的質(zhì)量越高。采樣到計(jì)算機(jī)內(nèi)的聲音信號(hào)經(jīng)過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換后生成數(shù)字信號(hào)就可以保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)介質(zhì)中，這樣的文件稱為聲音文件。常見(jiàn)的聲音文件的格式有WAV、MIDI、CD等。662.聲音樣本的位數(shù)66本章小結(jié)：本章共分4節(jié)。

第1節(jié)介紹了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成。是本章的重點(diǎn)。本節(jié)主要闡述了下列主要知識(shí)點(diǎn)：一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成。硬件系統(tǒng)就是我們所看到的實(shí)際物理設(shè)備，由主機(jī)和外部設(shè)備組成。主板是一塊印刷電路板，其功能是將中央處理單元、只讀存儲(chǔ)器、隨機(jī)存儲(chǔ)器、輸入輸出控制電路、擴(kuò)充插槽、面板控制開(kāi)關(guān)和指示燈等部分有機(jī)地聯(lián)接在一起。中央處理器由運(yùn)算器和控制器組成。運(yùn)算器是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件；控制器是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指揮中心，負(fù)責(zé)對(duì)指令進(jìn)行分