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1、從基礎(chǔ)學(xué)起,第一章:計(jì)算機(jī)概述 第二章:微型計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼 第三章:微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)組成 第四章:微型計(jì)算機(jī)的指令 第五章:計(jì)算機(jī)安全與病毒知識(shí),第一章:計(jì) 算 機(jī) 概 述,1.1 計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展 1946年2 月,世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生,名字叫埃尼阿克(ENIAC)。這臺(tái)計(jì)算機(jī)的主要元件是電子管,它由1.88萬(wàn)個(gè)電子管組成,體積龐大,占地約為170平方米,重達(dá)30噸,它能在一秒鐘內(nèi)完成5000次運(yùn)算,耗電總量超過(guò)174千瓦/小時(shí)。,圖1-1 第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC,依據(jù)計(jì)算機(jī)主要組成部件來(lái)分,它的發(fā)展經(jīng)歷了發(fā)下4個(gè)階段:,小常識(shí):計(jì)算機(jī)之父-馮諾依曼 馮諾依曼(

2、Von Neumann)(19031957),美籍匈牙利科學(xué)家,是計(jì)算機(jī)科學(xué)的創(chuàng)始人之一。他不僅在計(jì)算機(jī)方面,而且在教學(xué)、邏輯、物理等領(lǐng)域都做出了巨大的貢獻(xiàn),他的杰出成就成為科學(xué)上的巨人,被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)之父”。,1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類 1.計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn) (1)運(yùn)算速度快?,F(xiàn)在的電子計(jì)算機(jī)可以達(dá)到每秒上億次,甚至更高。 (2)有邏輯判斷能力。電子計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度是其他計(jì)算工具無(wú)法相比的。 (3)存儲(chǔ)容量大。電子計(jì)算機(jī)可以將大量的信息存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。 (4)程序控制下自動(dòng)操作。計(jì)算機(jī)與以前的所有計(jì)算工具本質(zhì)區(qū)別在于它 能擺脫人的干預(yù),自動(dòng)、連續(xù)地進(jìn)行各種操作。,2.計(jì)算機(jī)的分類 計(jì)算機(jī)的種

3、類很多,通常根據(jù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)規(guī)模的大小和功能強(qiáng)弱不同,將計(jì)算機(jī)分為:巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)等,如下圖所示:,圖1-2 巨型機(jī),圖1-3 大型機(jī),圖1-4 微型機(jī)(臺(tái)式機(jī)),圖1-5 便攜機(jī)(筆記本電腦),圖1-6 掌上電腦,1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域 (1)計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域:科學(xué)計(jì)算、信息處理、過(guò)程控制。 計(jì)算機(jī)最早應(yīng)用于科學(xué)計(jì)算,20世紀(jì)五六十年代,計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大到數(shù)據(jù)信息處理,并成為最大的應(yīng)用領(lǐng)域。由于計(jì)算機(jī)不僅能夠高速運(yùn)算,而且具有邏輯判斷能力,所以從20世紀(jì)60年代起,計(jì)算機(jī)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制;20世紀(jì)70年代起,過(guò)程控制技術(shù)又逐步應(yīng)用于軍事和家

4、電。 (2)計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代應(yīng)用領(lǐng)域:A.計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng):CAD、CAM、CAE、CIMS、CAT、CSa.計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD(Computer-Aided Design):是指通過(guò)計(jì)算 機(jī)幫 助各類設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。,b.計(jì)算機(jī)輔助制造CAM(Computer-Aided Manufaturing):是指用計(jì)算機(jī)進(jìn) 行生產(chǎn)設(shè)備的管理、控制 的操作的技術(shù)。 c.計(jì)算機(jī)輔助教育CAE(Computer-Aided Education):包括計(jì)算機(jī)輔助教學(xué) CAI,計(jì)算機(jī)管理教學(xué)CMI。 d.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS (Computer I ntergrated Manufacturing Sys

5、tem):是集設(shè)計(jì)、制造和管理3大功能于一體的現(xiàn)代化工廠生產(chǎn)系統(tǒng)。e.計(jì)算機(jī)輔助測(cè)試CAT (Computer-Aided Test):是利用計(jì)算機(jī)處理大批 量數(shù)據(jù),完成各種復(fù)雜的測(cè)試工作和系統(tǒng)。,f.計(jì)算機(jī)模擬CS(Computer Simulation):是利用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行工程、產(chǎn) 品、決策的試驗(yàn),模擬軍事演習(xí)以及模擬訓(xùn)練。B.辦公自動(dòng)化(OA) a.事務(wù)型OA系統(tǒng),又稱電子數(shù)據(jù)處理(EDP)系統(tǒng)或業(yè)務(wù)信息系統(tǒng),主要供 秘書和業(yè)務(wù)人員處理日常事務(wù)。 b.管理型OA系統(tǒng),又稱管理信息系統(tǒng),它是一個(gè)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ),對(duì)企、 事業(yè)單位或政府機(jī)關(guān)實(shí)行全面管理的信息系統(tǒng)。 c.決策型OA系統(tǒng),是在上

6、述事務(wù)處理和信息管理的基礎(chǔ)上,增加了決策輔 助功能而構(gòu)成。 C.娛樂(lè)休閑 計(jì)算機(jī)游戲、計(jì)算機(jī)多媒體、網(wǎng)上沖浪等。,1.4 微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo) 1.字長(zhǎng) 字長(zhǎng)是指計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件能夠同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。字長(zhǎng)決定了計(jì)算機(jī)的精度、尋址速度和處理能力。一般情況下,長(zhǎng)越長(zhǎng),計(jì)算精度越高,處理能力越強(qiáng)。微型機(jī)按字長(zhǎng)可分為:8位,16位,32位和64位。 2.主頻 主頻是指CPU的時(shí)鐘頻率,通常以時(shí)鐘頻率來(lái)表示系統(tǒng)的運(yùn)算速度。 3. 運(yùn)算速度 運(yùn)算速度是指CPU每秒能執(zhí)行的指令條數(shù)。雖然主頻越高運(yùn)算速度越快。但它不是決定運(yùn)算速度的惟一因素。還在很大程度上取決于CPU的體系結(jié)構(gòu)以及其他技術(shù)措施。,4

7、. 存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量指微型機(jī)新配置的內(nèi)存總字節(jié)數(shù)。它決定計(jì)算機(jī)能否運(yùn)行較大程序,并直接影響運(yùn)行速度,在系統(tǒng)中直接與CPU交換數(shù)據(jù)。5系統(tǒng)總線的傳輸速率 系統(tǒng)總線的傳輸直接影響計(jì)算機(jī)輸入輸出的性能,它與總線中的數(shù)據(jù)寬度及總線周期有關(guān)。6外部設(shè)備配置 為主機(jī)配置合理的外設(shè),也是衡量一臺(tái)機(jī)器綜合性能的重要指標(biāo)。微型計(jì)算機(jī)的最基本外設(shè)包括鍵盤、顯示器、打印機(jī)、軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器、鼠標(biāo)等。,7. 軟件配置 軟件的配置包括操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信軟件、漢字軟件及其他各種應(yīng)用軟件等。 除以上性能指標(biāo)外,微型機(jī)經(jīng)常還要考慮的是機(jī)器的兼容性,兼容性有利于微型機(jī)的推廣;系統(tǒng)的可靠性也

8、是一項(xiàng)重要性能,它是指平均無(wú)故障工作時(shí)間;還有系統(tǒng)可維護(hù)性,它是指故障的平均排除時(shí)間;另外,微型機(jī)的售后服務(wù)等也是我們需要注意的地方,當(dāng)然,對(duì)于中國(guó)的用戶來(lái)說(shuō),微型機(jī)系統(tǒng)的漢字處理能力也是一個(gè)技術(shù)性要求,這些都需要我們綜合考慮,多而對(duì)微型計(jì)算機(jī)的性能和技術(shù)指標(biāo)有一個(gè)全面的了解。,第二章:微型計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼,2.1 數(shù)制及轉(zhuǎn)換2.1.1 數(shù)制的概念 數(shù)制是數(shù)的表示及計(jì)算方法。數(shù)值型數(shù)據(jù)是有大小的,人們習(xí)慣的是十進(jìn)制,但在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,各種信息都是以二進(jìn)制代碼形式表示的,設(shè)計(jì)研究計(jì)算機(jī)時(shí)又大都使用十六進(jìn)制數(shù)。 任何一種數(shù)制,都具有以下3子個(gè)要點(diǎn):1.數(shù)制使用的數(shù)碼。十進(jìn)制10個(gè)數(shù)碼:09;二進(jìn)

9、制2個(gè)數(shù)碼:0、1等。2.進(jìn)位規(guī)則。十進(jìn)制逢十進(jìn)一;二進(jìn)制逢二進(jìn)一。,3.每一位數(shù)位上數(shù)碼所具有的權(quán)。二進(jìn)制數(shù)碼各位的權(quán)是以2為底的冪。 由于不同的位置的權(quán)值不同,因此同一數(shù)碼在不同的位置上,其表示的值也不同。每個(gè)數(shù)位上值等于該位置上的數(shù)碼與位置權(quán)值的乘積,相鄰數(shù)位中高位權(quán)與低位權(quán)之比即是該進(jìn)制的基數(shù)。每種進(jìn)制的基數(shù)即為該進(jìn)制的本身??捎孟旅娴耐ㄊ奖硎荆?上式中,R表示基數(shù)(或稱底),a表示某數(shù)制的數(shù)碼, 表示數(shù)位的權(quán),m和n為正整數(shù)。 只要按上式展開計(jì)算,可以將任意進(jìn)制轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。,十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制的3 種數(shù)制對(duì)照表:,2.1.2 數(shù)制轉(zhuǎn)換(1)二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)

10、制 轉(zhuǎn)換原則:按權(quán)展開,相加之和 例1.將二進(jìn)數(shù)10111轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。 例2.將八進(jìn)數(shù)136轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。 例3.將十六進(jìn)數(shù)35A轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。,(2)十進(jìn)制轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制、八進(jìn)制或十六進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則:整數(shù):除2(8,16)取余數(shù); 小數(shù):乘2(8,16)取整數(shù)。 例.將十進(jìn)制數(shù)(45.25)10轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。,45,22,2,2,2,2,11,5,2,2,2,1,0,余1( ),余0( ),余1( ),余1( ),余0( ),余1( ),取整0,取整1,(3) 二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制、十六進(jìn)制數(shù)的相互轉(zhuǎn)換 1.二進(jìn)制轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則:三位一組法 例: 將二進(jìn)制數(shù)(11101110.0

11、0101011)2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù) 011 101 110 001 010 110 3 5 6 1 2 6 即 (11101110.00101011)2=(356.126)8,2. 二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則:四位一組法,例:將二進(jìn)制數(shù)(10111100101.00011001101)2轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù) 0101 1110 0101 0001 1001 1010 5 E 5 l 9 A 即 (10111100101.00011001101)2=(5E5.19A)16,3. 八進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則:一分為三法例:將八進(jìn)制數(shù)(714.431)8轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù) 7 1 4 4 3 1

12、111 001 100 100 011 001 即 (714.431)10=(111001100.100011001)2,4.十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制 轉(zhuǎn)換原則:一分為四法 例:將十六進(jìn)制數(shù)(1AC0.6D)16轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制數(shù) l A C 0 6 D 0001 1010 1100 0000 0110 1101 即 (lAC0.6D)16=(1101011000000.01101101)2,(4)八進(jìn)制與十六進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換 八進(jìn)制與十六進(jìn)制之間不能直接轉(zhuǎn)換,它們之間是通過(guò)二進(jìn)制間接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。,2.2 數(shù)的編碼 2.2.1 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)單位 數(shù)據(jù)泛指一切可以被計(jì)算機(jī)接受并處理的符號(hào),包括數(shù)

13、值、文字、圖形、圖像、聲音、視頻等各種信息。計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的常用單位有位、字節(jié)和字。 1.位(Bit) 位又稱比特,是計(jì)算機(jī)表示信息的數(shù)據(jù)編碼中的最小單位。1位二進(jìn)制的數(shù)碼用0或1來(lái)表示。 2.字節(jié)(Byte) 字節(jié)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的最基本單位,因此也是信息數(shù)據(jù)的基本單位。一個(gè)字節(jié)用8位進(jìn)制數(shù)表示。通常計(jì)算機(jī)以字節(jié)為單位來(lái)計(jì)算內(nèi)存容量。,*計(jì)算機(jī)中字節(jié)與容量的換算: lB=8bit lKB=210 B=l024B lMB=220 B=l024KB lGB=230 B=l024MB 3.字(Word) 計(jì)算機(jī)一次存儲(chǔ)、傳輸或操作時(shí)的一組二進(jìn)制數(shù)稱為字。一個(gè)字由若干個(gè)字節(jié)組成,用于表示數(shù)據(jù)或信息的長(zhǎng)

14、度。 2.2.2 計(jì)算機(jī)中數(shù)的編碼 計(jì)算機(jī)中的數(shù)的編碼是數(shù)在字節(jié)中的存放形式。以8位編碼(一個(gè)字節(jié))為例,規(guī)定最高位為符號(hào)位(正數(shù)的最高位為0,負(fù)數(shù)的最高位為1)其余為數(shù),值位,這種符號(hào)被數(shù)值化后的數(shù)可以在計(jì)算機(jī)中表示,稱為機(jī)器數(shù),機(jī)器數(shù)的編碼有原碼、反碼和補(bǔ)三種。正數(shù)的3 種碼與該數(shù)的二進(jìn)制數(shù)的形式一致,而負(fù)數(shù)的3種碼的最高位總是1,數(shù)值位則按原、反(0變1,1變0)、補(bǔ)(加1)的規(guī)則。 當(dāng)計(jì)算機(jī)處理減法運(yùn)算時(shí),把減號(hào)連同其后的數(shù)一起當(dāng)作負(fù)數(shù),使用補(bǔ)碼“做加法”。 例:十進(jìn)制運(yùn)算 8+(-8)=0 而使用補(bǔ)碼運(yùn)算:0001000 +1111000 1 0000000 計(jì)算結(jié)果超過(guò)8 位產(chǎn)生溢

15、出。,2.3 字符編碼 計(jì)算機(jī)中,對(duì)非數(shù)值的文字和其它符號(hào)進(jìn)行處理時(shí),要對(duì)文字和符號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理,即用二進(jìn)制編碼來(lái)表示文字和符號(hào)。字符編碼就是規(guī)定用怎樣的二進(jìn)制編碼來(lái)表示文字和符號(hào)。 1BCD碼(二、十進(jìn)制編碼) 人們習(xí)慣于使用十進(jìn)制數(shù),而計(jì)算機(jī)內(nèi)部多采用二進(jìn)制數(shù)表示和處理數(shù)值數(shù)據(jù),因此在計(jì)算機(jī)輸入和輸出數(shù)據(jù)時(shí),就要進(jìn)行由十進(jìn)制到二進(jìn)制和從二進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換處理,這是多數(shù)應(yīng)用環(huán)境的實(shí)際情況。,BCD編碼方法很多,通常采用的是8421編碼。這種編碼較為自然、簡(jiǎn)單。其方法是用四位二進(jìn)制數(shù)表示一位十進(jìn)制數(shù),自左至右每一位對(duì)應(yīng)的位權(quán)分別是8,4,2,1。值得注意的是,四位二進(jìn)制數(shù)有00001111

16、十六種狀態(tài),這里我們只取了00001001十種狀態(tài)。而10101111六種狀態(tài)在這種編碼中沒(méi)有意義。 這種編碼的另一特點(diǎn)是書寫方便、直觀、易于識(shí)別。例如十進(jìn)制數(shù)864,其二、十進(jìn)制編碼為: 8 6 4 (1000) (0110) (0100),十進(jìn)制數(shù)與8421碼的對(duì)照表,2ASCII碼 在將用匯編語(yǔ)言或各種高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序輸入到計(jì)算機(jī)中時(shí),人與計(jì)算機(jī)通信所用的語(yǔ)言,已不再是一種純數(shù)學(xué)語(yǔ)言了,而多為符號(hào)式語(yǔ)言。因此,需要對(duì)各種符號(hào)進(jìn)行編碼,以使計(jì)算機(jī)能識(shí)別、存儲(chǔ)、傳送和處理。 最常見的符號(hào)信息是文字符號(hào),所以字母、數(shù)字和各種符號(hào)都必須按約定的規(guī)則用二進(jìn)制編碼才能在機(jī)器中表示。 ASCII碼有

17、7位版本和8位版本兩種。國(guó)際上通用的是7位版本。7位版本的ASCII碼有128個(gè)元素,其中通用控制字符34個(gè),阿拉伯?dāng)?shù)字10個(gè),大、小寫英文字母52個(gè),各種標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和運(yùn)算符號(hào)32個(gè)。 7位版本ASCII碼只需用7個(gè)二進(jìn)制位(27=128)。,8位ASCII碼需用8位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼。當(dāng)最高位為0時(shí),稱為基本ASCII碼(編碼與7位ASCII碼相同),當(dāng)最高位為1時(shí),形成擴(kuò)充的ASCII碼,它表示數(shù)的范圍為128255,可表示128種字符。通常各個(gè)國(guó)家都把擴(kuò)充的ASCII碼作為自己國(guó)家語(yǔ)言文字的代碼。 2.4 漢字編碼 我國(guó)用戶在使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理時(shí),一般都要用到漢字,因此,必須解決漢字的輸

18、入、輸出以及漢字處理等一系列問(wèn)題。當(dāng)然,關(guān)鍵問(wèn)題是要解決漢字編碼的問(wèn)題。,由于漢字是象形文字,數(shù)目很多,常用漢字就有30005000個(gè),加上漢字的形狀和筆畫多少差異極大,因此,不可能用少數(shù)幾個(gè)確定的符號(hào)將漢字完全表示出來(lái),或像英文那樣將漢字拼寫出來(lái)。每個(gè)漢字必須有它自己獨(dú)特的編碼。1)信息交換用漢字編碼字符集基本集 信息交換用漢字編碼字符集基本集是我國(guó)于1980年制定的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB231280,代號(hào)為國(guó)標(biāo)碼,是國(guó)家規(guī)定用于漢字信息交換使用的代碼依據(jù)。,2)漢字的機(jī)內(nèi)碼 漢字的機(jī)內(nèi)碼是供計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部進(jìn)行存儲(chǔ)、加工處理、傳輸統(tǒng)一使用的代碼,又稱為漢字內(nèi)部碼或漢字內(nèi)碼。 3)漢字的輸入碼(外碼)

19、漢字輸入碼是為了將漢字通過(guò)鍵盤輸入計(jì)算機(jī)而設(shè)計(jì)的代碼。漢字輸入編碼方案很多,其表示形式大多用字母、數(shù)字或符號(hào)。 4)漢字的字形碼 漢字字形碼是漢字字庫(kù)中存儲(chǔ)的漢字字形的數(shù)字化信息,用于漢字的顯示和打印。,第三章:微型計(jì)算機(jī)和系統(tǒng)組成,3.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。微型機(jī)運(yùn)行一個(gè)程序,既需要必備的硬件設(shè)備支持,也需要軟件環(huán)境支持。硬件(包括主機(jī)、輸入輸出設(shè)備和電源等)系統(tǒng)是微型機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ),軟件系統(tǒng)是使微型機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的技術(shù)和知識(shí)資源。整個(gè)系統(tǒng)組成如圖3-1,微型機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)如圖3-2,在圖中最內(nèi)層是硬件(裸機(jī)),與裸機(jī)直接接觸的是操作系

20、統(tǒng),這意味著操作系統(tǒng)是直接控制和管理硬件的軟件。操作系統(tǒng)外層是其他軟件,最外層是用戶程序。,圖3-1 微型機(jī)系統(tǒng)的組成,高,低,圖3-2 微型機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)示意圖,3.2 微型機(jī)硬件基本組成 微型機(jī)即PC(Personal Computer),又稱電腦,是面向個(gè)人操作、使用最廣泛的計(jì)算機(jī)。它的硬件由運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備5個(gè)基本部分組成,相應(yīng)的組成微型機(jī)硬件基本部件是主機(jī)、鍵盤、顯示器。計(jì)算機(jī)鍵盤是系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備,顯示器是系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)輸出設(shè)備。如圖3-3所示是微型計(jì)算機(jī)的基本組成。 主機(jī)的外觀是矩形的鐵箱,它是微型計(jì)算機(jī)的生要部件,它的內(nèi)部裝有主板、CPU、內(nèi)存、外存儲(chǔ)器、擴(kuò)展槽及接口

21、和電源等,如圖3-4所示,是典型微型計(jì)算機(jī)主機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。,圖3-3 微型計(jì)算機(jī)的基本組成,圖 3-4 微型計(jì)算機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu),3.2.1 主板 主板又稱母板,是微型計(jì)算機(jī)中最大的一個(gè)集成電路板,主要有以下重要部件:CPU插槽、內(nèi)存插槽、各種總線插槽(如PCI、ISA、AGP)、主板芯片、BIOS芯片、CMOS芯片、IDE接口、軟驅(qū)接口、主板電源插座、電池、周邊設(shè)備接口(如COM、LPT、USB)、跳線等。下面我們就以圖35所示的Slot主板、圖36所示的Socket 370和圖37所示的Socket 478主板為例,詳細(xì)介紹主板的重要部件。,圖3-6 Socket 478架構(gòu)主板,圖3-5 Sl

22、ot 架構(gòu)主板,3.2.2 中央處理器(CPU) 運(yùn)算器、控制器和一組寄存器,合在一個(gè)芯片上稱之為CPU (Central Processing Unit),下圖是從8086到現(xiàn)在的各種類型的CPU。,圖3-8 8086,圖3-9 8088,圖3-10 80286,圖3-11 80386 CPU,圖3-12 80486 CPU,圖3-13 80586 CPU,圖3-14 K6 CPU,圖3-15 Cyrix 6X86,圖3-16 IDTC 6,圖3-17 Pentium CPU,圖3-18 K62 CPU,圖3-19 Slot1 Celeron CPU,圖3-20 Socket 370 Cel

23、eron CPU,圖3-21 MCPU,圖3-22 Pentium CPU,3.2.3 主存儲(chǔ)器(內(nèi)存) 微型機(jī)的程序和數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制代碼存放在存儲(chǔ)器中的,在執(zhí)行程序和使用數(shù)據(jù)時(shí)必須先存放在內(nèi)存的隨機(jī)存儲(chǔ)器中,微型機(jī)中現(xiàn)在使用的內(nèi)存條主要有SDRAM、RDRAM等動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器。,圖3-23 常見的內(nèi)存,3.2.4 外存儲(chǔ)器 外存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù),外存儲(chǔ)器有磁存儲(chǔ)器、光存儲(chǔ)器、和U盤存儲(chǔ)器等。它們存儲(chǔ)容量大,訪問(wèn)時(shí)間相對(duì)內(nèi)存也要慢得多。,圖3-24 硬盤 圖3-25 光驅(qū) 圖3-26 U盤,3.2.5 外圍設(shè)備 外圍設(shè)備中顯示器、鍵盤和鼠標(biāo)是必須選擇的部件。除了這些還有其他的

24、一些設(shè)備如下圖:,圖3-27 顯示器 圖3-28 鍵盤 圖3-29 鼠標(biāo),圖3-30 打印機(jī) 圖3-31 音箱 圖3-32 攝像頭,圖3-33 聲卡 圖3-34 顯卡 圖3-35 網(wǎng)卡,3.3 微型機(jī)的軟件系統(tǒng) 3.3.1 軟件的概念及其分類 軟件是相對(duì)于硬件而言的。軟件和硬件有機(jī)地結(jié)合在一起就是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。脫離軟件或沒(méi)有相應(yīng)的軟件,計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)不可能完成任何有實(shí)際意義的工作。 為了使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目的,需編制程序來(lái)指揮計(jì)算機(jī)進(jìn)行工作。為使編制完畢的程序便于使用、維護(hù)和修改,需給程序?qū)懸粋€(gè)詳細(xì)的說(shuō)明,這個(gè)使用說(shuō)明就是程序的文檔,或稱軟件的文檔。 文檔一般包括以下的內(nèi)容:,(1) 功能說(shuō)明:

25、程序解決的問(wèn)題,要求輸入的數(shù)據(jù),產(chǎn)生輸出的結(jié)果,參考 文 獻(xiàn)等。 (2) 程序說(shuō)明:解決問(wèn)題方法的詳細(xì)說(shuō)明,流程圖,程序清單,參數(shù)說(shuō)明中 使用的庫(kù)和外部模塊,數(shù)值精確度要求等。 (3) 上機(jī)操作說(shuō)明:硬件要求,計(jì)算機(jī)類型,外圍設(shè)備等。 (4) 測(cè)試和維護(hù)說(shuō)明:測(cè)試數(shù)據(jù),用測(cè)試數(shù)據(jù)時(shí)的結(jié)果,程序中使用的模塊 的層次。 計(jì)算機(jī)軟件的內(nèi)容很豐富,要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格分類比較困難。如果按軟件的用途來(lái)劃分,則大致可以將軟件分為以下3類:,服務(wù)類軟件:這類軟件是面向用戶,為用戶服務(wù)的。 (2)維護(hù)類軟件:這類軟件是面向計(jì)算機(jī)維護(hù)的。它主要包括錯(cuò)誤診斷和檢查程序、測(cè)試程序以及各種調(diào)試用軟件等 (3) 操作管理類軟

26、件:這類軟件是面向計(jì)算機(jī)操作和管理的。 如果從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的角度來(lái)劃分,軟件又可以分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類: 系統(tǒng)軟件:指管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源(包括硬件和軟件)的軟件。它主要包括操作系統(tǒng)、各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言及其解釋和編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。,(2) 應(yīng)用軟件:除系統(tǒng)軟件以外的所有軟件都是應(yīng)用軟件,它是用戶利用計(jì) 算機(jī)及其提供的系統(tǒng)軟件為解決各類實(shí)際問(wèn)題而編制的計(jì)算 機(jī)程序。 3.3.2 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言與語(yǔ)言處理程序 1)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言 人們要利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題,一般首先要編制程序。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是用戶用來(lái)編寫程序的語(yǔ)言,它是人們與計(jì)算機(jī)之間交換信息的工具,實(shí)際上也是人們指揮計(jì)算機(jī)工作

27、的工具。 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是軟件系統(tǒng)的重要組成部分。一般它可分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言三類。,機(jī)器語(yǔ)言。 (2) 匯編語(yǔ)言。在機(jī)器語(yǔ)言中,每一條指令是由0和1組成的代碼串,因此, 由它編寫的程序不易閱讀,而且指令代碼不易記憶。 (3) 高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言都是面向機(jī)器的語(yǔ)言,一般稱為低級(jí)語(yǔ)言。 2)語(yǔ)言處理程序 對(duì)于用某種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言編寫的程序,通常要經(jīng)過(guò)編輯處理、語(yǔ)言處 理、裝配鏈接處理后,才能夠在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。,(1) 匯編程序。匯編程序是將用匯編語(yǔ)言編寫的程序(源程序)翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序(目標(biāo)程序),這一翻譯過(guò)程稱為匯編。下面是匯編程序功能的示意圖: (2) 編譯程序。編譯程序

28、是將用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序(源程序)翻譯成機(jī)器語(yǔ)言程序(目標(biāo)程序)。這個(gè)翻譯過(guò)程稱為編譯。,(3) 解釋程序。解釋程序是邊掃描邊翻譯邊執(zhí)行的翻譯程序,解釋過(guò)程不產(chǎn) 生目標(biāo)程序。,第四章:微型計(jì)算機(jī)的指令,計(jì)算機(jī)的工作就是順序地執(zhí)行存放在存儲(chǔ)器中的一系列指令。為解決某一實(shí)際問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一系列指令稱為程序。 指令是一組二進(jìn)制代碼,規(guī)定由計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序的每一步操作。 一種計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并執(zhí)行的全部指令的集合,稱為該種計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。指令和指令系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)的硬件密切相關(guān),每一種計(jì)算機(jī)都有它們各自的指令系統(tǒng)。,4.1 指令的格式 在計(jì)算機(jī)內(nèi)部,指令和數(shù)據(jù)的形式是相同的,二者均以二進(jìn)制代碼的形式存于存儲(chǔ)器

29、中。它們的區(qū)別在于計(jì)算機(jī)工作時(shí),把指令送往控制器的指令寄存器和指令譯碼器中,而把數(shù)據(jù)送往運(yùn)算器的寄存器和算術(shù)邏輯單元中。 一條指令應(yīng)明確地指出是什么操作,并能用來(lái)編程序,因此它必須含有足夠的信息。這些信息包括: (1) 操作的種類。如:加、減、傳送、轉(zhuǎn)移等。指令中規(guī)定操作種類的部分稱為操作碼。 (2) 數(shù)據(jù)源。如:相加的兩個(gè)數(shù)、傳送的數(shù)等,或者是這些數(shù)的地址。這些被操作的數(shù)稱為操作數(shù),它們的地址稱為操作數(shù)地址或源地址。,(3) 結(jié)果的存放地址,簡(jiǎn)稱目的地址。 (4) 下一條指令的地址。要把上述全部信息都表示出來(lái),需要完整的指令。 一條完整指令有如下格式: 顯然,這樣的指令太長(zhǎng)了,不便于計(jì)算機(jī)處

30、理,也浪費(fèi)存儲(chǔ)空間。因此,必須縮短指令的長(zhǎng)度。有下列幾種縮短指令長(zhǎng)度的方法: (l) 用程序計(jì)數(shù)器(PC)保存指令的地址。CPU每使用一次程序計(jì)數(shù)器后,都使該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加1。這樣,下一條指令的地址可以從PC中得到,從而可以從指令格式中去掉“下一條指令的地址”這一代碼段。這就形成了所謂的三地址指令,其格式如下:,(2) 使目的地址與操作數(shù)之一的地址相同,即讓指令的操作結(jié)果取代操作數(shù)之一,從而可以從三地址指令中去掉“目的地址”這一代碼段,這就形成了所謂的二地址指令。其格式如下:,這種二地址指令的功能是:在目的操作數(shù)和源操作數(shù)完成操作碼規(guī)定的運(yùn)算后,把運(yùn)算結(jié)果存入目的操作數(shù)地址單元。,(3) 使目的

31、操作數(shù)地址隱含在指令操作碼中。這種隱含地址可以是累加器或其它寄存器。這就形成了所謂一地址指令。其格式如下: 這種一地址指令的功能是:在累加器中的數(shù)與操作數(shù)完成操作碼規(guī)定的運(yùn)算后,將運(yùn)算結(jié)果存入累加器中。 在計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)中,還有一些指令是不帶操作數(shù)的,如停機(jī)、關(guān)中斷、開中斷等,這種不需要地址的指令,稱為無(wú)地址指令或無(wú)操作數(shù)指令。其格式如下:,4.2 指令的分類 一種計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)能比較充分地說(shuō)明該種機(jī)器的運(yùn)算和處理能力。一般微型計(jì)算機(jī)有幾十條到幾百條不同的指令,這些指令可按其操作功能的不同分為以下四類: 1)數(shù)據(jù)處理指令 數(shù)據(jù)處理指令能以某種方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算、移位和比較。這些

32、指令的操作功能一般由運(yùn)算器的算術(shù)邏輯單元(ALU)來(lái)完成。它們還可進(jìn)一步分為: (1) 算術(shù)運(yùn)算指令(如:加、減、加1、減1等指令);,(2) 邏輯運(yùn)算指令(如:“與”、“或”、“異或”、“取反”等指令); (3) 移位指令(如:各種左、右移位等指令); (4) 比較指令(如:根據(jù)兩數(shù)差的特征對(duì)標(biāo)志寄存器置位); (5) 其它專用指令(如:十進(jìn)制調(diào)整指令、浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換指令、奇偶校驗(yàn)指令等) 2)數(shù)據(jù)傳送指令 數(shù)據(jù)傳送指令的功能是將數(shù)據(jù)從一個(gè)地方傳送到另一個(gè)地方,而不改變數(shù)據(jù)的內(nèi)容。這類指令還可以進(jìn)一步分為: (1) 存儲(chǔ)器傳送指令(如:將一數(shù)據(jù)存入某存儲(chǔ)單元,或?qū)⒛炒鎯?chǔ)單元的內(nèi)容取出);,(2)

33、內(nèi)部傳送指令(如:把一寄存器的內(nèi)容送到另一寄存器); (3) 輸入輸出指令(如:將一數(shù)據(jù)從輸入端口輸入到CPU寄存器,或把一數(shù)據(jù)從CPU寄存器輸出到輸出端口); (4) 堆棧指令(如:把寄存器的內(nèi)容壓入堆?;?qū)⒍褩m數(shù)膬?nèi)容彈出送到寄存器)。 3)程序控制指令 程序控制指令能改變程序計(jì)數(shù)器PC的內(nèi)容,使程序改變正常的執(zhí)行順序。這類指令可進(jìn)一步分為: (1) 無(wú)條件轉(zhuǎn)移指令(如:跳過(guò)幾條指令繼續(xù)執(zhí)行程序);,(2) 條件轉(zhuǎn)移指令(如:結(jié)果為零轉(zhuǎn)移、有進(jìn)位轉(zhuǎn)移等); (3) 子程序調(diào)用指令(如:子程序調(diào)用、子程序返回等); (4) 停機(jī)和空操作指令。 4)狀態(tài)管理指令 這類指令一般數(shù)量較少,其功能只

34、改變CPU的工作狀態(tài),而不影響其它指令和數(shù)據(jù)。如:開放中斷指令、禁止中斷指令等。 并非所有的計(jì)算機(jī)都具有上述全部種類的指令。指令系統(tǒng)完備可以使程序較短,且運(yùn)行速度較快。但較大的指令系統(tǒng)必然會(huì)使指令變長(zhǎng),使機(jī)器結(jié)構(gòu)復(fù)雜。,第五章:計(jì)算機(jī)安全與病毒知識(shí),5.1 計(jì)算機(jī)的安全操作 1微型機(jī)的使用環(huán)境 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,特別是微電子技術(shù)的進(jìn)步,使得微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用日趨深入和普及。 一個(gè)良好的環(huán)境是計(jì)算機(jī)正常工作的基礎(chǔ)。微型機(jī)對(duì)環(huán)境條件的要求有如下幾條: 1)環(huán)境溫度 微型機(jī)在室溫1030之間一般都能正常工作。,2)環(huán)境濕度 相對(duì)濕度最高不能超過(guò)80%,否則會(huì)使微機(jī)內(nèi)各部件表面結(jié)露,使元器件受潮、變質(zhì),嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成短路而損壞機(jī)器。 3)潔凈要求 微機(jī)機(jī)房應(yīng)該保持潔凈。 4)電源要求 一是電壓要穩(wěn),二是在微機(jī)工作期間不能斷電。 2微型機(jī)的維護(hù) 微型機(jī)雖然在一般的辦公室條件下就能正常使用,但要注意防潮、防水、防塵、防火。在使用時(shí)應(yīng)注意通風(fēng),不用時(shí)應(yīng)蓋好防塵罩。機(jī)器表面要用軟布蘸中性清洗劑經(jīng)常擦拭。除了上述這些日常性的維護(hù)外,還應(yīng)注意以下幾個(gè)方面。,1)開關(guān)機(jī) 由于系統(tǒng)在開機(jī)和關(guān)機(jī)的瞬間會(huì)有較大的沖擊電流,因此開機(jī)時(shí)應(yīng)先對(duì)外部設(shè)備加電,然后再對(duì)主機(jī)加電;關(guān)機(jī)時(shí),應(yīng)先關(guān)主機(jī),然后再關(guān)外部設(shè)備。 2)軟盤 軟盤在讀寫時(shí),其磁頭與磁盤是摩擦式的,因此,室內(nèi)

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