第1章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)1.1計(jì)算機(jī)基本概念1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.4微型計(jì)算機(jī)日常維護(hù)常識(shí)

計(jì)算機(jī)對(duì)很多人來(lái)說(shuō)曾經(jīng)是那么的陌生，那么的神奇。而今天，計(jì)算機(jī)已經(jīng)遍及各個(gè)領(lǐng)域，進(jìn)入到尋常百姓家。特別是隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展和普及，計(jì)算機(jī)已成為人們工作和生活的得力助手。自1946年世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生至今，在短短的60多年時(shí)間里，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了飛速發(fā)展，有力地推動(dòng)了各門(mén)學(xué)科的發(fā)展，它的應(yīng)用已經(jīng)廣泛深入到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、金融、科技、軍事、衛(wèi)生、文教、家庭生活等各個(gè)領(lǐng)域，可以說(shuō)計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為人們生活中的一部分，是人類(lèi)社會(huì)活動(dòng)中不可或缺的智能工具，是20世紀(jì)的重大科技成果之一。圖1-1世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC本章將從計(jì)算機(jī)的起源開(kāi)始，介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程和未來(lái)可能的發(fā)展趨勢(shì)、計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能以及微型計(jì)算機(jī)的組成、組裝及使用安全等方面的基礎(chǔ)知識(shí)，使學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)有一個(gè)初步的了解，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

計(jì)算機(jī)(Computer)又稱(chēng)電腦，是指一種能快速、高效、準(zhǔn)確地對(duì)各種信息進(jìn)行處理和存儲(chǔ)的數(shù)字化電子設(shè)備。它能把程序存放在存儲(chǔ)器中，通過(guò)執(zhí)行程序可對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、處理、存儲(chǔ)和傳輸并獲得輸出信息，部分地代替了人的腦力勞動(dòng)。程序改變了，計(jì)算機(jī)的功能也將隨之改變，故其具有很好的通用性，已成為人們工作、學(xué)習(xí)和生活的有力幫手。1.1計(jì)算機(jī)基本概念1.1.1計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展

計(jì)算機(jī)的種類(lèi)繁多，可以從不同的角度進(jìn)行分類(lèi)，如根據(jù)計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的形態(tài)分為模擬電子計(jì)算機(jī)和數(shù)字電子計(jì)算機(jī)。模擬電子計(jì)算機(jī)是用連續(xù)變化的模擬量即電壓來(lái)表示信息的，其基本運(yùn)算部件是由運(yùn)算放大器構(gòu)成的微分器、積分器、通用函數(shù)運(yùn)算器等。數(shù)字計(jì)算機(jī)是用不連續(xù)的數(shù)字即“0”和“1”來(lái)表示信息的，其基本運(yùn)算部件是數(shù)字邏輯電路。數(shù)字電子計(jì)算機(jī)的精確度高、存儲(chǔ)量大、通用性強(qiáng)，能勝任科學(xué)計(jì)算、信息處理、實(shí)時(shí)控制、智能模擬等方面的工作。我們現(xiàn)在使用的計(jì)算機(jī)一般都是數(shù)字電子計(jì)算機(jī)，簡(jiǎn)稱(chēng)計(jì)算機(jī)。

1.計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)是1946年由美國(guó)賓州大學(xué)的約翰·莫克利(JohnMauchly)等人為軍事需要研制的，稱(chēng)之為ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator)，如圖1-1所示。該機(jī)器共用了18000多個(gè)電子管，占地面積167m2，重30t，功率達(dá)150kW，字長(zhǎng)有12位，每秒運(yùn)算5000次加減法。與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)相比，除了體積大、計(jì)算速度慢、能耗大外，ENIAC還有很多不足之處，如存儲(chǔ)容量太小等問(wèn)題。ENIAC雖然存在許多缺點(diǎn)，但卻是歷史上一次劃時(shí)代的創(chuàng)新，它奠定了電子計(jì)算機(jī)的基礎(chǔ)。對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)的代表人物有查爾斯·巴貝奇、艾蘭·圖靈和馮·諾依曼。

●查爾斯·巴貝奇(CharlesBabbage，1791—1871年)：英國(guó)數(shù)學(xué)家，于1811年和1834年先后設(shè)計(jì)了差分機(jī)和分析機(jī)，并試圖以蒸汽機(jī)為動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)。雖然這些設(shè)計(jì)因?yàn)楫?dāng)時(shí)技術(shù)和工藝的限制沒(méi)有最終實(shí)現(xiàn)，但是分析機(jī)已具備現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的輸入、處理、存儲(chǔ)、輸出及控制5個(gè)基本裝置的構(gòu)想，成為今天計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成的基本構(gòu)架。

●艾蘭·圖靈(AlanMathesonTuring，1912—1954年)：建立了圖靈機(jī)(TuringMachine，TM)的理論模型，對(duì)數(shù)字計(jì)算機(jī)的一般結(jié)構(gòu)、可實(shí)現(xiàn)性和局限性產(chǎn)生了意義深遠(yuǎn)的影響；同時(shí)提出了機(jī)器智能的圖靈測(cè)試(Turingtest)，奠定了“人工智能”的理論基礎(chǔ)。

●馮·諾依曼(VonNeumann，1903—1957年)：美籍匈牙利人，首先提出了在計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)程序的概念，使用單一處理部件來(lái)完成計(jì)算、存儲(chǔ)及通信工作。具有“存儲(chǔ)程序”功能的計(jì)算機(jī)成為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的重要標(biāo)志。

從1946年至今，按照計(jì)算機(jī)邏輯元件的種類(lèi)，可將其發(fā)展分為四個(gè)階段，如表1-1所示。

表1-1計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段

在計(jì)算機(jī)四個(gè)階段的發(fā)展過(guò)程中，計(jì)算機(jī)的性能越來(lái)越好，生產(chǎn)成本越來(lái)越低，體積越來(lái)越小，運(yùn)算速度越來(lái)越快，功耗越來(lái)越低，存儲(chǔ)容量越來(lái)越大，可靠性越來(lái)越高，軟件配置越來(lái)越豐富，應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛。

2.未來(lái)計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

未來(lái)計(jì)算機(jī)將向智能型方向發(fā)展。美國(guó)、日本等一些發(fā)達(dá)國(guó)家的實(shí)驗(yàn)室正在研究未來(lái)計(jì)算機(jī)。據(jù)專(zhuān)家預(yù)計(jì)，未來(lái)計(jì)算機(jī)應(yīng)當(dāng)具有像人一樣的看、聽(tīng)及思考能力。未來(lái)計(jì)算機(jī)大致有如下5個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。

1)高速超導(dǎo)計(jì)算機(jī)

所謂超導(dǎo)，是指有些物質(zhì)在接近絕對(duì)零度(相當(dāng)于-268.98℃)時(shí)，電流在其內(nèi)流動(dòng)時(shí)是無(wú)阻力的。超導(dǎo)計(jì)算機(jī)是使用超導(dǎo)體元器件的高速計(jì)算機(jī)。這種計(jì)算機(jī)的耗電量?jī)H為用半導(dǎo)體器件制造的計(jì)算機(jī)耗電量的幾千分之一，它執(zhí)行一條指令只需十億分之一秒，比半導(dǎo)體元件快10倍。以目前的技術(shù)制造出的超導(dǎo)計(jì)算機(jī)用集成電路芯片只有3mm3～5mm3大小。

2)光計(jì)算機(jī)

光計(jì)算機(jī)是利用光作為載體進(jìn)行信息處理的計(jì)算機(jī)，也稱(chēng)之為光腦。光計(jì)算機(jī)靠激光束進(jìn)入由反射鏡和透鏡組成的陣列來(lái)對(duì)信息進(jìn)行處理。與電子計(jì)算機(jī)的相似之處是，光計(jì)算機(jī)也靠一系列邏輯操作來(lái)處理和解決問(wèn)題。計(jì)算機(jī)的功率取決于其組成部件的運(yùn)算速度和排列密度，光在這兩個(gè)方面都很有優(yōu)勢(shì)。

●運(yùn)算速度?，F(xiàn)階段計(jì)算機(jī)的傳送速度為109B/s，但采用硅光混合技術(shù)后，傳送速度為萬(wàn)億個(gè)字節(jié)每秒，其運(yùn)算速度將比普通電子計(jì)算機(jī)至少快1000倍?！衽帕忻芏龋汗馐谝话銞l件下互不干擾的特性，使得光計(jì)算機(jī)能夠在極小的空間內(nèi)開(kāi)辟很多平行的信息通道，密度大得驚人。例如，一塊截面等于5分硬幣大小的棱鏡，其通過(guò)能力超過(guò)全球現(xiàn)有全部電話(huà)電纜的許多倍。

3)生物計(jì)算機(jī)

生物計(jì)算機(jī)是主要由生物電子元件構(gòu)建的計(jì)算機(jī)。它利用蛋白質(zhì)的開(kāi)關(guān)特性，由蛋白質(zhì)分子作元件制成生物芯片。其性能由元件與元件之間電流啟閉的開(kāi)關(guān)速度來(lái)決定。用蛋白質(zhì)制造的計(jì)算機(jī)芯片，它的一個(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)只有一個(gè)分子大小，所以它的存儲(chǔ)容量可以達(dá)到普通計(jì)算機(jī)的10億倍。由蛋白質(zhì)構(gòu)成的集成電路，其大小只相當(dāng)于硅片集成電路的1/100000，而且其開(kāi)關(guān)速度更快，達(dá)到10ps～11ps(1ps

=

1/100

000

s)，大大超過(guò)人腦的思維速度。生物芯片傳遞信息時(shí)阻抗小，能耗低，且具有生物的特點(diǎn)，具有自我組織、自我修復(fù)能力。

4)量子計(jì)算機(jī)

量子計(jì)算機(jī)是一種利用處于多現(xiàn)實(shí)態(tài)下的原子進(jìn)行運(yùn)算的計(jì)算機(jī)。與傳統(tǒng)的二進(jìn)制計(jì)算機(jī)將信息分為“0”和“1”對(duì)應(yīng)于晶體管的“開(kāi)”和“關(guān)”來(lái)處理不同，量子計(jì)算機(jī)中最小的處理單位是一個(gè)量子比特，而量子比特是多態(tài)的，且可以同時(shí)出現(xiàn)。因此它具有信息傳輸不需要時(shí)間、信息處理所需能量幾乎為零的神奇之處。

5)情感計(jì)算機(jī)

未來(lái)的計(jì)算機(jī)將在模式識(shí)別、語(yǔ)音處理、句法分析和語(yǔ)義分析的綜合處理能力上獲得重大突破。它可以識(shí)別孤立單詞、連續(xù)單詞和連續(xù)語(yǔ)音以及特定或非特定對(duì)象的自然語(yǔ)言(包括口語(yǔ))。今后，這種具備識(shí)別、理解、表達(dá)和適應(yīng)人的情感等能力的情感計(jì)算機(jī)，將使人類(lèi)越來(lái)越多地同機(jī)器建立和諧的關(guān)系。

專(zhuān)家們認(rèn)為，21世紀(jì)將是光計(jì)算機(jī)、生物計(jì)算機(jī)、量子計(jì)算機(jī)和情感計(jì)算機(jī)的時(shí)代。計(jì)算機(jī)將向網(wǎng)絡(luò)化、智能化、微型化和多媒體化方向發(fā)展。新一代的計(jì)算機(jī)將對(duì)人們的生活產(chǎn)生重大影響。1.1.2計(jì)算機(jī)的分類(lèi)

計(jì)算機(jī)按其使用目的可分為專(zhuān)用計(jì)算機(jī)和通用計(jì)算機(jī)。目前人們所說(shuō)的計(jì)算機(jī)通常是指通用計(jì)算機(jī)。通用計(jì)算機(jī)按照規(guī)模大小、處理能力、運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量和功能強(qiáng)弱等綜合指標(biāo)可分為巨型計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)、小型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)和工作站等5類(lèi)。其中應(yīng)用最廣泛的是微型計(jì)算機(jī)。

1．巨型計(jì)算機(jī)

巨型計(jì)算機(jī)又稱(chēng)為超級(jí)計(jì)算機(jī)，具有很強(qiáng)的計(jì)算和處理數(shù)據(jù)的能力，其主要特點(diǎn)是高速度和大容量，配有多種外部和外圍設(shè)備及豐富的軟件系統(tǒng)，通常用于核物理研究、核武器設(shè)計(jì)、航空航天飛行器設(shè)計(jì)、國(guó)民經(jīng)濟(jì)的預(yù)測(cè)和決策、能源開(kāi)發(fā)、中長(zhǎng)期天氣預(yù)報(bào)、衛(wèi)星圖像處理、情報(bào)分析和各種科學(xué)研究等方面，是強(qiáng)有力的模擬和計(jì)算工具，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)具有特別重要的價(jià)值。我國(guó)早期研制的“銀河-Ⅰ”、“銀河-Ⅱ”和“曙光”等都屬于巨型機(jī)。

2．大型計(jì)算機(jī)

大型計(jì)算機(jī)是一種規(guī)模大、功能強(qiáng)、價(jià)格高的計(jì)算機(jī)。它可以供幾百或幾千個(gè)用戶(hù)同時(shí)使用，具有豐富的外部設(shè)備和功能強(qiáng)大的軟件。大型計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是它有強(qiáng)大的I/O處理能力，因此主要用于大型商業(yè)服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、計(jì)算機(jī)中心和大型事務(wù)處理系統(tǒng)。

3．小型計(jì)算機(jī)

小型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軟硬件規(guī)模較小，成本較低，在速度、存儲(chǔ)容量和軟件系統(tǒng)的完善性方面占有一定的優(yōu)勢(shì)。它的規(guī)模比工作站要大，功能也強(qiáng)。小型計(jì)算機(jī)是20世紀(jì)60年代出現(xiàn)的，起初用于生產(chǎn)過(guò)程控制、事務(wù)處理和科學(xué)研究等。隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，高性能小型計(jì)算機(jī)的處理能力達(dá)到或超過(guò)了低檔大型計(jì)算機(jī)的能力。小型計(jì)算機(jī)也常用做網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，這種情況下常有一些微機(jī)與其連接。典型的小型機(jī)有美國(guó)的PDP-11系列、NOVA系列，中國(guó)的DJS100系列。

4．微型計(jì)算機(jī)

能夠獨(dú)立完成所有輸入、處理、輸出和存儲(chǔ)操作，要求至少配有一個(gè)輸入設(shè)備、一個(gè)輸出設(shè)備、一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為個(gè)人計(jì)算機(jī)(PersonalComputer，PC)，也叫微型計(jì)算機(jī)或微機(jī)。像臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦等，都屬于微型計(jì)算機(jī)。目前，微型計(jì)算機(jī)的基本字長(zhǎng)一般為32或64位，它具有體積小、價(jià)格低、功能全、可靠性高、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)已進(jìn)入社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，極大地推動(dòng)了計(jì)算機(jī)的應(yīng)用和普及，其功能越來(lái)越強(qiáng)，運(yùn)算速度越來(lái)越快，已達(dá)到或超過(guò)小型機(jī)的水平。

5．工作站

隨著超大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，目前的小型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)、工作站之間的界限已不十分明顯了。工作站是一種以個(gè)人計(jì)算機(jī)和分布式網(wǎng)絡(luò)計(jì)算為基礎(chǔ)，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算與圖形、圖像處理能力，主要面向工程設(shè)計(jì)、動(dòng)畫(huà)制作、科學(xué)研究、軟件開(kāi)發(fā)、金融管理、信息服務(wù)、模擬仿真等專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的高性能計(jì)算機(jī)。1980年，美國(guó)Apollo公司推出了世界上第一個(gè)工作站DN-100。目前著名的工作站生產(chǎn)廠(chǎng)家為Sun、HP和SGI等公司。1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)的主要特點(diǎn)有運(yùn)算速度快、計(jì)算精度高、邏輯判斷和記憶能力強(qiáng)、自動(dòng)化程度高及通用性強(qiáng)。

1.運(yùn)算速度快

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度一般是指計(jì)算機(jī)每秒所能執(zhí)行的加法運(yùn)算次數(shù)。例如，微型機(jī)的運(yùn)算速度一般可達(dá)到幾億次每秒，世界上一些較先進(jìn)的巨型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)數(shù)百億次每秒甚至上千億次每秒。

2.計(jì)算精度高

計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度主要取決于CPU在單位時(shí)間內(nèi)一次處理二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。

CPU在單位時(shí)間內(nèi)一次處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)稱(chēng)為字長(zhǎng)，字長(zhǎng)越長(zhǎng)，其計(jì)算精度越高。目前微型計(jì)算機(jī)的字長(zhǎng)有16位、32位、64位等。為了達(dá)到更高的計(jì)算精度，可以采用雙倍字長(zhǎng)進(jìn)行運(yùn)算。

3.邏輯判斷和記憶能力強(qiáng)

隨著計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)容量的不斷增大，可存儲(chǔ)記憶的信息越來(lái)越多。計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行計(jì)算，而且能把參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、程序以及中間結(jié)果和最后結(jié)果保存起來(lái)，以供用戶(hù)隨時(shí)調(diào)用；還可以通過(guò)編碼技術(shù)對(duì)各種信息(如文字、聲音、圖形、圖像、動(dòng)畫(huà)等)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，甚至可以進(jìn)行推理和證明。計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力、邏輯判斷能力和記憶能力三者結(jié)合，使之可以模仿人的某些智能活動(dòng)。因此，人們也把計(jì)算機(jī)稱(chēng)為“電腦”。

4.自動(dòng)化程度高

由于計(jì)算機(jī)采取存儲(chǔ)程序的工作方式，所以能夠在人們預(yù)先編制好的程序控制下自動(dòng)地進(jìn)行連續(xù)不斷的運(yùn)算、處理和控制。這給很多行業(yè)帶來(lái)了方便，如電信部門(mén)電話(huà)費(fèi)的記錄與計(jì)算等。

5.通用性強(qiáng)

計(jì)算機(jī)采用數(shù)字化信息來(lái)表示各類(lèi)信息，采用邏輯代數(shù)作為相應(yīng)的設(shè)計(jì)手段，既能進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算又能進(jìn)行邏輯運(yùn)算。因此，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)不僅能進(jìn)行數(shù)值計(jì)算，還能進(jìn)行信息處理和自動(dòng)控制等。如果想通過(guò)計(jì)算機(jī)解決相關(guān)問(wèn)題，需要將解決問(wèn)題的步驟用計(jì)算機(jī)能識(shí)別的語(yǔ)言編制成程序，裝入計(jì)算機(jī)中運(yùn)行。一臺(tái)計(jì)算機(jī)能適應(yīng)于各種各樣的應(yīng)用，具有很強(qiáng)的通用性。1.1.4計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

1.科學(xué)計(jì)算

計(jì)算機(jī)作為一種高速度、高精度的自動(dòng)化計(jì)算工具，在科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文學(xué)、地質(zhì)學(xué)、氣象學(xué)等科研方面，以及宇航、飛機(jī)制造、機(jī)械、建筑、水電等工程設(shè)計(jì)方面解決了大量的科學(xué)計(jì)算問(wèn)題。過(guò)去人工需要幾年完成的計(jì)算問(wèn)題，現(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)僅需幾天、幾小時(shí)甚至幾分鐘即可完成。過(guò)去在工程設(shè)計(jì)中，因計(jì)算量大只能粗略地近似計(jì)算，現(xiàn)在使用計(jì)算機(jī)，不僅能得到精確的計(jì)算結(jié)果，而且可以從多個(gè)設(shè)計(jì)中得到最佳的設(shè)計(jì)方案。

2.數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是指使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行事務(wù)處理，財(cái)務(wù)、統(tǒng)計(jì)、情報(bào)資料處理及科學(xué)試驗(yàn)結(jié)果等大量數(shù)據(jù)的加工、合并、分類(lèi)、比較、統(tǒng)計(jì)、排序、檢索及存儲(chǔ)等，是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用中最廣泛的領(lǐng)域，例如指紋的自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)、信用卡的識(shí)別系統(tǒng)、各種條碼的識(shí)別系統(tǒng)等，都是計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用。我國(guó)大量的數(shù)據(jù)信息是中文的，所以中文信息處理也是目前計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用和研究的一個(gè)重要方面。

3.過(guò)程控制

過(guò)程控制又稱(chēng)實(shí)時(shí)控制，指用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)處理后，按最佳值迅速地對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化，提高控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性，從而改善勞動(dòng)條件、提高質(zhì)量、節(jié)約能源、降低成本。例如生產(chǎn)流水線(xiàn)上的計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)、醫(yī)院里病人病情的自動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)、交通信號(hào)燈的自動(dòng)控制系統(tǒng)等，都是計(jì)算機(jī)過(guò)程控制的應(yīng)用。

4.輔助系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign，CAD)、計(jì)算機(jī)輔助制造(ComputerAidedManufacturing，CAM)、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(ComputerAidedInstruction，CAI)等。其中，CAD指利用計(jì)算機(jī)及其圖形設(shè)備幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，例如機(jī)械設(shè)計(jì)、建筑設(shè)計(jì)、飛機(jī)設(shè)計(jì)、大規(guī)模集成電路設(shè)計(jì)等。通過(guò)采用CAD，可以有效地降低設(shè)計(jì)人員的工作量，提高設(shè)計(jì)速度，而且還可以提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量。CAM的核心是計(jì)算機(jī)數(shù)值控制(簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控)，即將計(jì)算機(jī)應(yīng)用于制造生產(chǎn)過(guò)程的過(guò)程或系統(tǒng)，例如機(jī)械產(chǎn)品的零件加工(切削、沖壓、鑄造、焊接、測(cè)量等)、部件組裝、整機(jī)裝配、驗(yàn)收、包裝入庫(kù)、自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)控制和管理等。CAI是在計(jì)算機(jī)輔助下進(jìn)行的各種教學(xué)活動(dòng)，即以對(duì)話(huà)方式與學(xué)生討論教學(xué)內(nèi)容、安排教學(xué)進(jìn)程、進(jìn)行教學(xué)訓(xùn)練。采用CAI使教學(xué)方式和教學(xué)手段得到改進(jìn)，使學(xué)習(xí)的過(guò)程更生動(dòng)、更深入。

5.網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用

計(jì)算機(jī)技術(shù)與現(xiàn)代通信技術(shù)的結(jié)合構(gòu)成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的建立，不僅解決了一個(gè)單位、一個(gè)地區(qū)、一個(gè)國(guó)家中計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間的通信以及各種軟、硬件資源的共享，也大大促進(jìn)了國(guó)際間的文字、圖像、視頻和聲音等各類(lèi)數(shù)據(jù)的傳輸與處理。例如現(xiàn)在最為流行的消費(fèi)者網(wǎng)上購(gòu)物、商戶(hù)之間的網(wǎng)上交易等活動(dòng)，就是在Internet開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下進(jìn)行的商務(wù)活動(dòng)，又稱(chēng)為電子商務(wù)(ElectronicCommerce)。

6.人工智能

人工智能(ArtificialIntelligence，AI)是研究、開(kāi)發(fā)用于模擬、延伸和擴(kuò)展人的智能的理論、方法、技術(shù)及應(yīng)用系統(tǒng)的一門(mén)新的技術(shù)科學(xué)。人工智能是計(jì)算機(jī)科學(xué)的一個(gè)分支，它試圖了解智能的實(shí)質(zhì)，并生產(chǎn)出一種新的能以與人類(lèi)智能相似的方式做出反應(yīng)的智能機(jī)器。該領(lǐng)域的研究包括機(jī)器人、語(yǔ)言識(shí)別、圖像識(shí)別、自然語(yǔ)言處理和專(zhuān)家系統(tǒng)等。人工智能利用計(jì)算機(jī)模擬人的某些智能活動(dòng)。例如智能機(jī)器人、專(zhuān)家系統(tǒng)等，這是計(jì)算機(jī)應(yīng)用的嶄新領(lǐng)域。

1.2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成與基本工作原理

1．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的，如圖1-2所示。計(jì)算機(jī)硬件(Hardware)是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各種物質(zhì)實(shí)體的總和。計(jì)算機(jī)軟件(Software)是計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各種程序及相關(guān)資料的總和。硬件是軟件建立和依托的基礎(chǔ)，軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的靈魂。1.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成沒(méi)有軟件的計(jì)算機(jī)稱(chēng)為“裸機(jī)”，而裸機(jī)是無(wú)法工作的。同樣，沒(méi)有硬件對(duì)軟件的物質(zhì)支持，軟件的功能則無(wú)從談起。所以應(yīng)把計(jì)算機(jī)系統(tǒng)當(dāng)做一個(gè)整體，它既包括硬件也包括軟件，兩者不可分割。

圖1-2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成

2.計(jì)算機(jī)的基本工作原理

1)指令和指令系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)硬件能夠直接識(shí)別并執(zhí)行的命令稱(chēng)為機(jī)器指令(簡(jiǎn)稱(chēng)指令)。一臺(tái)計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的指令的集合稱(chēng)為指令系統(tǒng)。需要注意的是，不同類(lèi)型的計(jì)算機(jī)其指令系統(tǒng)不同，這是與計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)相關(guān)的。指令通常由操作碼和操作對(duì)象兩大部分組成。操作碼表示操作的類(lèi)型，如加、減、乘、除等；操作對(duì)象是指操作對(duì)象的來(lái)源(如參加運(yùn)算的操作數(shù)或操作數(shù)地址)以及操作結(jié)果的地址。指令的組成如圖1-3所示。

圖1-3指令的組成

圖1-4程序的執(zhí)行過(guò)程在設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)時(shí)就要確定它能執(zhí)行什么樣的指令，怎樣表示操作碼，用什么樣的尋址方式等。指令類(lèi)型是否豐富、指令系統(tǒng)的功能強(qiáng)弱直接決定了計(jì)算機(jī)的處理能力，影響著計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)。指令的不同組合可以構(gòu)成完成不同任務(wù)的程序，也就是說(shuō)，程序員可以通過(guò)設(shè)計(jì)編寫(xiě)出實(shí)現(xiàn)不同任務(wù)的多個(gè)程序，計(jì)算機(jī)則會(huì)嚴(yán)格按照程序安排的指令順序執(zhí)行規(guī)定的操作，完成預(yù)定的任務(wù)。

2)計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程

計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程就是執(zhí)行程序的過(guò)程，即事先把要實(shí)現(xiàn)這些計(jì)算的一步步操作寫(xiě)成一條條指令的形式，再輸入到存儲(chǔ)器中，計(jì)算機(jī)執(zhí)行時(shí)首先取指令，再進(jìn)行指令譯碼(即對(duì)指令進(jìn)行分析)，然后執(zhí)行指令所規(guī)定的功能；若非結(jié)束指令，需要修改指令地址寄存器的內(nèi)容，以便取下一條指令，繼續(xù)執(zhí)行。程序執(zhí)行過(guò)程如圖1-4所示。1.2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)自1946年誕生以來(lái)，雖然其制造技術(shù)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化，但就其體系而言，都基于同一個(gè)原理——存儲(chǔ)程序的原理。這個(gè)原理是美籍匈牙利人馮·諾依曼在研究計(jì)算機(jī)的方案時(shí)提出的。計(jì)算機(jī)的硬件由5個(gè)基本部分組成：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，如圖1-5所示。

圖1-5馮·諾依曼計(jì)算機(jī)硬件的基本結(jié)構(gòu)圖1-5中實(shí)線(xiàn)箭頭“→”代表數(shù)據(jù)或指令流，在機(jī)器內(nèi)部表現(xiàn)為二進(jìn)制數(shù)；虛線(xiàn)箭頭“ ”代表控制流，在機(jī)器內(nèi)部起控制作用。計(jì)算機(jī)的工作正是通過(guò)這兩種不同類(lèi)型信息的流動(dòng)完成的。在計(jì)算機(jī)中將運(yùn)算器和控制器集成在一起，統(tǒng)稱(chēng)為中央處理器(CentralProcessingUnit，CPU)。而中央處理器和內(nèi)存儲(chǔ)器又組成了主機(jī)。輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和外存儲(chǔ)器合稱(chēng)為外部設(shè)備(Input/OutputUnit，I/O)。

1．運(yùn)算器

運(yùn)算器由很多邏輯電路，包括算術(shù)邏輯單元(ArithmeticLogicalUnit，ALU)和一系列寄存器等部件組成。其中算術(shù)邏輯單元(ALU)是運(yùn)算器的核心，用于進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。算術(shù)運(yùn)算是指加、減、乘、除等；邏輯運(yùn)算泛指非算術(shù)運(yùn)算，如非、與、或等。運(yùn)算器在控制器的控制下，從內(nèi)存中取出數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，處理的結(jié)果再送回存儲(chǔ)器。運(yùn)算器的操作是在CPU內(nèi)部進(jìn)行的，這些操作對(duì)使用者來(lái)說(shuō)是感受不到的。

2．控制器

控制器(ControlUnit)是計(jì)算機(jī)的指揮部。它的功能是從內(nèi)存中依次取出指令，分析指令并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，將其送向各個(gè)部件，指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件協(xié)調(diào)工作，就像人的大腦按照計(jì)劃指揮軀體完成一套動(dòng)作一樣。因此說(shuō)它是統(tǒng)一協(xié)調(diào)各部件的中樞，也是計(jì)算機(jī)中的“計(jì)算機(jī)”，它對(duì)計(jì)算機(jī)的控制是通過(guò)輸出的電壓和脈沖信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

控制器一般由指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序電路和控制電路組成。

3．存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器(MemoryUnit)就好比是計(jì)算機(jī)的“倉(cāng)庫(kù)”，其中有許多小的“空間”，被稱(chēng)為存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元都編上了號(hào)，稱(chēng)為單元地址，用它們來(lái)存放輸入設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)以及運(yùn)算器送來(lái)的運(yùn)算結(jié)果。對(duì)存儲(chǔ)器的操作有兩種，一是“寫(xiě)入”，二是“讀取”。往存儲(chǔ)器里“存入”數(shù)據(jù)的操作稱(chēng)為寫(xiě)入；從存儲(chǔ)器里把數(shù)據(jù)取出的操作稱(chēng)為讀取。計(jì)算機(jī)中的存儲(chǔ)器分為主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器兩種。

1)主存儲(chǔ)器

主存儲(chǔ)器(MainMemory，簡(jiǎn)稱(chēng)主存)又稱(chēng)為內(nèi)存儲(chǔ)器(簡(jiǎn)稱(chēng)內(nèi)存)，它在控制器的控制下，與運(yùn)算器、輸入/輸出設(shè)備交換信息。目前，計(jì)算機(jī)的內(nèi)存都采用大規(guī)?；虺笠?guī)模的半導(dǎo)體集成器件。內(nèi)存由隨機(jī)讀寫(xiě)存儲(chǔ)器(RandomAccessMemory，RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ReadOnlyMemory，ROM)組成。在RAM中的程序和數(shù)據(jù)，一旦關(guān)機(jī)就會(huì)全部丟失。主存的速度比運(yùn)算器的速度慢，為此在中央處理器內(nèi)部增加了高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)，以便使主存在速度上和中央處理器匹配。

2)輔助存儲(chǔ)器

輔助存儲(chǔ)器(AuxiliaryMemory)又稱(chēng)為外存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)外存。當(dāng)用到外存中的程序和數(shù)據(jù)時(shí)，才將它們從外存調(diào)入內(nèi)存，所以外存只同內(nèi)存交換信息。

3)兩者區(qū)別

內(nèi)存儲(chǔ)器速度快、容量較小，可以直接向運(yùn)算器和控制器提供數(shù)據(jù)和指令，用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前正待運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)；與內(nèi)存儲(chǔ)器相比，外存儲(chǔ)器的速度相對(duì)較慢，存儲(chǔ)容量較大，而且價(jià)格相對(duì)較低，它作為內(nèi)存儲(chǔ)器的延伸和后援，存放暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)。外存儲(chǔ)器中的信息不能直接被運(yùn)算器和控制器所訪(fǎng)問(wèn)，但是它可以與內(nèi)存儲(chǔ)器進(jìn)行信息交換，因此外存儲(chǔ)器中的程序和數(shù)據(jù)必須先調(diào)入內(nèi)存儲(chǔ)器方可被使用。

4．輸入設(shè)備

計(jì)算機(jī)要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，必須將程序和數(shù)據(jù)送到內(nèi)存，轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的電信號(hào)，這樣的設(shè)備叫輸入設(shè)備(InputUnit)。其功能就是將數(shù)據(jù)、程序及其他信息，從人們熟悉的形式轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能夠接受的信息形式，輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、掃描儀等。

5．輸出設(shè)備

將主機(jī)的信息輸出時(shí)，就要產(chǎn)生與輸出信息相對(duì)應(yīng)的各種電信號(hào)，并在顯示器上顯示，或在打印機(jī)上打印，或在外存儲(chǔ)器上存放等。能將計(jì)算機(jī)內(nèi)部的信息傳遞出來(lái)的設(shè)備就是輸出設(shè)備(OutputUnit)。其功能是將計(jì)算機(jī)內(nèi)部二進(jìn)制形式的信息轉(zhuǎn)換成人們所需要的或其他設(shè)備所能接受和識(shí)別的信息形式。常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀和音箱等。1.2.3計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)

具有相同硬件的計(jì)算機(jī)，配上不同的軟件系統(tǒng)，其工作效率都會(huì)有一定的差別。一臺(tái)計(jì)算機(jī)性能的好壞除了與硬件系統(tǒng)相關(guān)，還與所配置的軟件系統(tǒng)密切相關(guān)。所謂軟件，是指計(jì)算機(jī)上程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)文檔的集合。

計(jì)算機(jī)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。

1.系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必須配置的程序和數(shù)據(jù)集合，它是專(zhuān)為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所配置的，其物質(zhì)基礎(chǔ)是系統(tǒng)硬件。系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)正常工作必須配制的軟件，也是管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源的軟件，用來(lái)擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能，提高計(jì)算機(jī)的工作效率，方便用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)不可缺少的，一般由計(jì)算機(jī)生產(chǎn)廠(chǎng)家或?qū)ｉT(mén)的軟件開(kāi)發(fā)公司研制，其他程序都要在系統(tǒng)軟件的支持下編寫(xiě)和運(yùn)行。系統(tǒng)軟件包括各種操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)及服務(wù)性程序等，如表1-2所示。

1)操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)(OperatingSystem，OS)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件的核心，其本身是系統(tǒng)軟件的一部分，是最貼近硬件的系統(tǒng)軟件，由一系列具有控制和管理功能的子程序組成。用戶(hù)通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)使用計(jì)算機(jī)，因此，操作系統(tǒng)是用戶(hù)和計(jì)算機(jī)之間的接口。我們知道，系統(tǒng)軟件和系統(tǒng)硬件組成了計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源，作為系統(tǒng)軟件的操作系統(tǒng)可以對(duì)計(jì)算機(jī)的所有硬件資源和軟件資源進(jìn)行系統(tǒng)管理、統(tǒng)一協(xié)調(diào)和統(tǒng)一分配。

表1-2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件舉例由此可見(jiàn)，操作系統(tǒng)是控制、管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和硬件資源的機(jī)構(gòu)，是合理地組織計(jì)算機(jī)工作流程并方便用戶(hù)使用計(jì)算機(jī)的程序的集合。

操作系統(tǒng)的功能包括處理器管理、存儲(chǔ)器管理、文件管理、作業(yè)管理和設(shè)備管理等。

2)語(yǔ)言處理程序

在介紹語(yǔ)言處理程序之前，我們先來(lái)了解一下常見(jiàn)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。要利用計(jì)算機(jī)解決實(shí)際問(wèn)題，首先要編制程序。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言就是用來(lái)編寫(xiě)程序的語(yǔ)言，它是人與計(jì)算機(jī)之間交換信息的工具。

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言是軟件系統(tǒng)的重要組成部分，而相應(yīng)的各種語(yǔ)言處理程序?qū)儆谙到y(tǒng)軟件。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言一般分為機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言、非過(guò)程語(yǔ)言、智能性語(yǔ)言5類(lèi)。

(1)機(jī)器語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言(MachineLanguage)是各種不同功能機(jī)器指令的集合。機(jī)器指令是一系列二進(jìn)制代碼，所以機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)能直接理解并執(zhí)行的語(yǔ)言，不用翻譯，CPU可直接執(zhí)行，是各種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言中運(yùn)行最快的一種語(yǔ)言。

為了實(shí)現(xiàn)程序控制，一條機(jī)器指令必須由兩部分組成：一部分代碼指明計(jì)算機(jī)應(yīng)該完成什么任務(wù)，如加、減、乘、除等，稱(chēng)為操作碼；另一部分則要指出參與操作的數(shù)據(jù)來(lái)自何方，操作結(jié)果去向何處，即指明操作數(shù)的地址，稱(chēng)為地址碼。

由于機(jī)器語(yǔ)言是一系列二進(jìn)制代碼，所以這種語(yǔ)言不容易被人們記憶和掌握，編寫(xiě)困難。不同類(lèi)型計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言是不同的，而且不可移植。機(jī)器語(yǔ)言是第一代語(yǔ)言。

(2)匯編語(yǔ)言。由于機(jī)器語(yǔ)言難于被人們記憶和編寫(xiě)，人們就對(duì)這種語(yǔ)言進(jìn)行改進(jìn)，采用助記符來(lái)代替操作碼，用地址符號(hào)代替地址碼。即用一些簡(jiǎn)單的英語(yǔ)縮寫(xiě)詞、字母和數(shù)字符號(hào)來(lái)代替機(jī)器指令，這樣使每條指令都具有明顯的特征，便于使用和記憶，這種語(yǔ)言就是匯編語(yǔ)言(AssemblerLanguage)。

匯編語(yǔ)言仍然是一種面向機(jī)器的語(yǔ)言。它的語(yǔ)句和機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)，即每條指令由操作碼和地址碼所組成。匯編語(yǔ)言是第二代語(yǔ)言。

(3)高級(jí)語(yǔ)言。既然機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言都是面向機(jī)器的語(yǔ)言，使用它們編寫(xiě)程序時(shí)，需要用戶(hù)對(duì)機(jī)器硬件及工作原理要比較熟悉，所以較難普及。20世紀(jì)50年代中期出現(xiàn)了各種高級(jí)語(yǔ)言。高級(jí)語(yǔ)言是面向用戶(hù)的過(guò)程語(yǔ)言，它更接近自然語(yǔ)言，并能為計(jì)算機(jī)所接受和執(zhí)行，正因?yàn)槿绱?，這種語(yǔ)言易于被用戶(hù)掌握，使得編程效率大大提高。

此外高級(jí)語(yǔ)言與硬件功能相分離，獨(dú)立于具體的機(jī)器系統(tǒng)，在編程時(shí)人們不需要對(duì)機(jī)器的指令系統(tǒng)有深入的了解，而且一個(gè)用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序可以在不同型號(hào)的計(jì)算機(jī)上使用，因此它的通用性和可移植性強(qiáng)。高級(jí)語(yǔ)言是第三代語(yǔ)言。目前世界上已有數(shù)百種高級(jí)語(yǔ)言，其中使用比較廣泛的有十多種，如BASIC、C、PASCAL、FORTRAN、LISP、COBOL等。BASIC便于初學(xué)者使用，也可以用于中、小型事務(wù)處理；COBOL適用于商業(yè)、銀行、交通等行業(yè)；FORTRAN語(yǔ)言適用于大型科學(xué)計(jì)算；PASCAL適用于數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)分析；LISP是一種智能程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言；C語(yǔ)言特別適用于編寫(xiě)應(yīng)用軟件和系統(tǒng)軟件。

(4)非過(guò)程語(yǔ)言。這是第四代語(yǔ)言，使用這種語(yǔ)言，不必關(guān)心問(wèn)題的解法和處理過(guò)程的描述，只要說(shuō)明所要完成的加工和條件，指明輸入數(shù)據(jù)以及輸出形式，就能得到所要的結(jié)果，而其他的工作都由系統(tǒng)來(lái)完成。因此，它比第三代語(yǔ)言具有更多的優(yōu)越性。

如果說(shuō)第三代語(yǔ)言要求人們告訴計(jì)算機(jī)怎么做，那么第四代語(yǔ)言只要求人們告訴計(jì)算機(jī)做什么。因此，人們稱(chēng)第四代語(yǔ)言是面向目標(biāo)(或?qū)ο?的語(yǔ)言，如VisualC++、Java語(yǔ)言等。Java語(yǔ)言是面向網(wǎng)絡(luò)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，具有面向?qū)ο?、?dòng)態(tài)交互操作與控制、動(dòng)畫(huà)顯示、多媒體支持及不受平臺(tái)限制等特點(diǎn)，且具有很強(qiáng)的安全性和可靠性，有著良好的應(yīng)用前景。

(5)智能性語(yǔ)言。這是第五代語(yǔ)言，它具有第四代語(yǔ)言的基本特征，還具有一定的智能和許多新的功能。如PROLOG語(yǔ)言，廣泛應(yīng)用于抽象問(wèn)題求解、數(shù)據(jù)邏輯、自然語(yǔ)言理解、專(zhuān)家系統(tǒng)和人工智能的許多領(lǐng)域。

源程序(SourceProgram)是人們?yōu)榻鉀Q某一問(wèn)題而編制且未經(jīng)計(jì)算機(jī)編譯或匯編的程序。源程序只有被翻譯成目標(biāo)程序才能被計(jì)算機(jī)接受和執(zhí)行。

匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言的源程序必須被翻譯成機(jī)器所能識(shí)別的二進(jìn)制碼后才能被計(jì)算機(jī)執(zhí)行，這項(xiàng)工作是由計(jì)算機(jī)自己來(lái)完成的。翻譯程序有編譯程序和解釋程序兩種，因此在使用高級(jí)語(yǔ)言時(shí)，首先要給計(jì)算機(jī)配備高級(jí)語(yǔ)言的編譯程序和解釋程序。圖1-6表示高級(jí)語(yǔ)言的兩種編譯方式。編譯過(guò)程將用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序翻譯成二進(jìn)制目標(biāo)程序，然后再通過(guò)連接裝配程序，連接成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的程序。編譯之后的目標(biāo)程序和連接之后的可執(zhí)行程序都以文件方式存放在磁盤(pán)上，再運(yùn)行可執(zhí)行程序便可得到該源程序的運(yùn)行結(jié)果。經(jīng)過(guò)編譯產(chǎn)生的目標(biāo)程序運(yùn)行速度快，但占內(nèi)存空間大。編譯過(guò)程如圖1-6(a)所示。

解釋過(guò)程將源程序輸入計(jì)算機(jī)后，用該種語(yǔ)言的解釋程序?qū)⑵渲饤l解釋?zhuān)饤l執(zhí)行，執(zhí)行完后只得結(jié)果，而不保存解釋后的機(jī)器代碼。再次運(yùn)行這個(gè)程序時(shí)還要重新解釋執(zhí)行。解釋過(guò)程如圖1-6(b)所示。

圖1-6表示高級(jí)語(yǔ)言的兩種編譯方式

3)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是對(duì)計(jì)算機(jī)中所存放的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、管理、查詢(xún)并提供一定處理功能的軟件系統(tǒng)。常見(jiàn)的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)有FoxPro、Oracle、Access、SQLServer等。數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)中發(fā)展很快、用途廣泛的一個(gè)分支。可以說(shuō)，在今后的任何計(jì)算機(jī)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中都離不開(kāi)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的了解。先掌握微型計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，再了解大型數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和應(yīng)用是較好地掌握數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的有效途徑。

4)服務(wù)性程序

服務(wù)性程序是一類(lèi)輔助性的程序，它提供各種運(yùn)行所需的服務(wù)，主要有編輯程序、調(diào)試程序、裝配和連接程序、測(cè)試程序等。

2.應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是指為用戶(hù)解決某個(gè)實(shí)際問(wèn)題而編制的程序和有關(guān)資料,可分為應(yīng)用軟件包和用戶(hù)程序。應(yīng)用軟件包是指軟件公司為解決帶有通用性的問(wèn)題精心研制的供用戶(hù)選擇的程序。用戶(hù)程序是指為特定用戶(hù)解決特定問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的軟件，面向特定的用戶(hù)，如銀行、郵電等行業(yè)，具有專(zhuān)用性。表1-3所列為各類(lèi)計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件。

表1-3計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件通用的應(yīng)用軟件，如文字處理軟件、表格處理軟件等，為各行各業(yè)的用戶(hù)所使用。文字處理軟件的功能包括文字的錄入、編輯、保存、排版、制表和打印等，WPS和MicrosoftWord是目前流行的文字處理軟件。表格處理軟件則根據(jù)數(shù)據(jù)表自動(dòng)制作圖表，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和分析、制作分類(lèi)匯總報(bào)表等，Lotus1-2-3和MicrosoftExcel是目前在微機(jī)上流行的表處理軟件。專(zhuān)用的應(yīng)用軟件，包括財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件和本部門(mén)的應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等。還有一類(lèi)專(zhuān)業(yè)應(yīng)用軟件是供軟件開(kāi)發(fā)人員使用的，稱(chēng)為軟件開(kāi)發(fā)工具，也稱(chēng)支持軟件，例如計(jì)算機(jī)輔助軟件工程CASE工具以及VisualC++

和VisualBasic等。CASE工具中一般包括系統(tǒng)分析工具、系統(tǒng)設(shè)計(jì)工具、編碼工具、測(cè)試工具和維護(hù)工具等；VisualC++

和VisualBasic都是面向?qū)ο蟮能浖_(kāi)發(fā)工具，它充分利用了圖形用戶(hù)界面(GUI)和軟件部件，使人工編程量大大降低。在微機(jī)上，VisualFoxPro也常作為應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)工具。

1.2.4人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系

歸納起來(lái)，硬件結(jié)構(gòu)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中看得見(jiàn)的物理實(shí)體，而軟件則是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種程序及相關(guān)文檔的集合。在軟件的組成中，系統(tǒng)軟件是人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息交換、通信對(duì)話(huà)、按人的思維對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制和管理的工具。人、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)的層次關(guān)系如圖1-7所示。

圖1-7人與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的關(guān)系當(dāng)然，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中并沒(méi)有一條明確的硬件與軟件的分界線(xiàn)，軟、硬件之間的界限是經(jīng)常變化的。1.2.5計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能指標(biāo)

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)是一個(gè)非常復(fù)雜的問(wèn)題。任何一種型號(hào)的計(jì)算機(jī)都有其特色和優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)性能的評(píng)價(jià)應(yīng)該是全面、綜合的評(píng)價(jià)，不能僅僅依賴(lài)于某幾項(xiàng)指標(biāo)。在實(shí)際應(yīng)用中常用的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)如下所述。

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的效率是指為完成其各項(xiàng)功能所需要的計(jì)算資源。不同的系統(tǒng)，其效率指標(biāo)的具體形式各不相同。常用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率指標(biāo)有如下幾種：

(1)響應(yīng)時(shí)間。響應(yīng)時(shí)間是指從用戶(hù)輸入完整的操作命令(如鍵入Enter或點(diǎn)擊菜單項(xiàng)、命令按鈕等)到系統(tǒng)開(kāi)始顯示應(yīng)答信息為止的這段時(shí)間。例如在評(píng)價(jià)分時(shí)系統(tǒng)時(shí)，一般認(rèn)為它是分時(shí)系統(tǒng)的周轉(zhuǎn)時(shí)間。根據(jù)人—機(jī)工程學(xué)理論和心理學(xué)理論，在交互式系統(tǒng)中，系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間應(yīng)在0.5s～3s以?xún)?nèi)。通常情況下，如果響應(yīng)時(shí)間超過(guò)5s，用戶(hù)就會(huì)覺(jué)得不耐煩；而一旦超過(guò)12s，用戶(hù)就會(huì)懷疑系統(tǒng)是否出現(xiàn)故障。

(2)吞吐量。吞吐量是指單位時(shí)間內(nèi)系統(tǒng)所完成的工作量，通常用單位時(shí)間內(nèi)所完成的作業(yè)數(shù)量加以衡量。

(3)周轉(zhuǎn)時(shí)間。對(duì)于批處理作業(yè)來(lái)說(shuō)，周轉(zhuǎn)時(shí)間是指用戶(hù)從提交作業(yè)到執(zhí)行后的該作業(yè)返回給用戶(hù)所需的時(shí)間。

2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可靠性是指“在某一使用狀態(tài)下，在用戶(hù)所希望的時(shí)間里滿(mǎn)意地完成了它的性能”，這個(gè)所希望的時(shí)間和性能必須與使用者支付的費(fèi)用相平衡。若把系統(tǒng)的狀態(tài)簡(jiǎn)單地分為正常狀態(tài)和故障狀態(tài)來(lái)考慮的話(huà)，可靠性就是在時(shí)間間隔t內(nèi)，保持正常狀態(tài)的概率，記為R(t)；從正常狀態(tài)轉(zhuǎn)向故障狀態(tài)的概率，就叫做不可靠性(Fallacy)，記為F(t)，即F(t)=1-

R(t)。

衡量系統(tǒng)可靠性的指標(biāo)是平均無(wú)故障時(shí)間MTBF和故障率λ。

(1)平均無(wú)故障時(shí)間MTBF(MeanTimeBeforeFailures)。假設(shè)ti是第i次無(wú)故障間隔時(shí)間，N為故障次數(shù)，則

MTBF=

一般情況下，用戶(hù)都希望MTBF越大越好。

(2)故障率λ。平均無(wú)故障時(shí)間MTBF和故障率λ的關(guān)系是：

故障率(FailureUnite)的單位為菲特(Fit)。

3．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可維護(hù)性

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可維護(hù)性是指該系統(tǒng)失效后在規(guī)定時(shí)間內(nèi)可修復(fù)到規(guī)定功能的能力。反映系統(tǒng)可維護(hù)性高低的指標(biāo)是平均修復(fù)故障時(shí)間MTTR(MeanTimeToRepair)。很顯然，系統(tǒng)的可用性取決于MTBF(平均無(wú)故障時(shí)間)及MTTR(平均修復(fù)故障時(shí)間)。MTBF值越大，MTTR值越小，整個(gè)系統(tǒng)的可用性就越高。

假設(shè)Ti是第i次故障發(fā)生到系統(tǒng)修復(fù)后投入運(yùn)行的間隔時(shí)間，M為修復(fù)總次數(shù)，則平均修復(fù)故障時(shí)間可以表示如下：

MTTR=

4．性能價(jià)格比

性能價(jià)格比也是一種用來(lái)衡量計(jì)算機(jī)優(yōu)劣的概括性指標(biāo)。例如，對(duì)于市場(chǎng)上不同價(jià)格的硬盤(pán)來(lái)說(shuō)，選購(gòu)時(shí)考慮的主要因素就是性能價(jià)格比，即用硬盤(pán)容量除以?xún)r(jià)格所得的值(每百元可以獲得多大存儲(chǔ)容量)做比較，性能價(jià)格比越高越好。

總之，衡量一臺(tái)計(jì)算機(jī)的性能要從多方面來(lái)考慮，除了上述指標(biāo)外，還要考慮諸如可擴(kuò)充性、可移植性以及系統(tǒng)的安全性等各種指標(biāo)。

為使讀者能較好地操作微型計(jì)算機(jī)，靈活地使用各種軟件，本節(jié)從實(shí)際出發(fā)對(duì)微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)配置做簡(jiǎn)單介紹。1.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.3.1微型計(jì)算機(jī)的硬件功能結(jié)構(gòu)

所謂微型計(jì)算機(jī)，是指能夠獨(dú)立完成所有輸入、處理、輸出和存儲(chǔ)操作，即至少配有一個(gè)輸入設(shè)備、一個(gè)輸出設(shè)備、一個(gè)存儲(chǔ)設(shè)備和一個(gè)處理器的計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)硬件仍然由5大功能部件組成，即輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器。微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)如圖1-8所示。

圖1-8微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

1.微處理器

微處理器也叫中央處理器單元(CPU)，是使計(jì)算機(jī)完成指令讀出、解釋和執(zhí)行的重要部件。微處理器主要由運(yùn)算器和控制器組成，其外形如圖1-9所示。

微處理器是整個(gè)微型計(jì)算機(jī)的硬件核心，負(fù)責(zé)控制和協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的工作。現(xiàn)代的微處理器(CPU)還包括高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)。微處理器一般都通過(guò)專(zhuān)門(mén)的插座安置在主板上。目前市場(chǎng)上大多數(shù)的微型計(jì)算機(jī)采用的微處理器主要是Intel公司和AMD公司的CPU系列產(chǎn)品。

圖1-9微處理器

1)微處理器的功能

(1)指令控制。程序的順序控制稱(chēng)為指令控制，因?yàn)槌绦蚴且粋€(gè)指令序列，這些指令的相互順序不能任意顛倒，必須嚴(yán)格按程序規(guī)定的順序進(jìn)行。

(2)操作控制。一條指令的功能往往是由若干操作信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的，因此，CPU管理并產(chǎn)生由內(nèi)存取出的每條指令的操作信號(hào)，把各種操作信號(hào)送往相應(yīng)的部件，從而控制這些部件按指令的要求進(jìn)行動(dòng)作。

(3)時(shí)間控制。對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的定時(shí)稱(chēng)為時(shí)間控制。在計(jì)算機(jī)中，各種指令的操作信號(hào)以及一條指令的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程都有嚴(yán)格的定時(shí)時(shí)間。

(4)數(shù)據(jù)加工。數(shù)據(jù)加工就是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算處理。

2)微處理器的組成與操作

微處理器主要由運(yùn)算器和控制器兩大部分構(gòu)成。有關(guān)控制器和運(yùn)算器的功能與操作，前面(1.2.2節(jié)計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng))已經(jīng)講過(guò)，讀者可以自行參閱，這里不再贅述。

3)與微處理器相關(guān)的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)

(1)內(nèi)頻。內(nèi)頻也稱(chēng)為主頻，是CPU正常工作時(shí)的時(shí)鐘頻率，用來(lái)表示CPU的運(yùn)算速度。理論上講，主頻越高，單位時(shí)鐘周期內(nèi)完成的指令就越多，CPU的速度越快。如Intel酷睿系列的CPU主頻可達(dá)到3.6GHz或者更大。目前市場(chǎng)上流行的是“雙核”系列的CPU，每一個(gè)內(nèi)核的主頻都可以達(dá)到3.2GHz或者更高。當(dāng)然主頻也不是衡量CPU快慢的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

(2)外頻。外頻是指CPU的基準(zhǔn)頻率，也稱(chēng)前端總線(xiàn)和系統(tǒng)總線(xiàn)的工作頻率。在Socket架構(gòu)主板上，外頻頻率、系統(tǒng)內(nèi)存和L2Cache總線(xiàn)時(shí)鐘頻率相同。CPU的外頻越高，證明CPU、L2Cache和系統(tǒng)內(nèi)存交換的速度越快，對(duì)提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體運(yùn)行速度越有利。

(3)倍頻。倍頻是指CPU和系統(tǒng)總線(xiàn)的工作頻率之間相差的倍數(shù)。內(nèi)頻、外頻和倍頻之間的關(guān)系為：主頻

=

外頻

×

倍頻。例如，當(dāng)某CPU的倍頻系數(shù)為4、外頻為800MHz時(shí)，CPU的主頻就是3200MHz。

(4)超頻。超頻就是在實(shí)際使用時(shí)讓CPU工作在高于標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘頻率上。一般情況下，

CPU都能在正常工作電壓下，跳高一擋主頻運(yùn)行。過(guò)去因?yàn)镃PU的主頻比較低，所以很多

計(jì)算機(jī)的用戶(hù)經(jīng)常對(duì)CPU進(jìn)行超頻，主要是想通過(guò)提高外頻的方法來(lái)提高計(jì)算機(jī)的速度。隨著CPU主頻的不斷提高，采用超頻的人也逐漸在減少。

2．存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器是具有記憶功能的部件，可將用戶(hù)編好的程序和數(shù)據(jù)及中間結(jié)果存入其中。存儲(chǔ)器一般被劃分成許多單元，稱(chēng)為存儲(chǔ)單元；一個(gè)存儲(chǔ)單元可存放若干個(gè)二進(jìn)制的位(bit)，8個(gè)二進(jìn)制位稱(chēng)做一個(gè)字節(jié)(Byte)；一個(gè)存儲(chǔ)器所能容納的總字節(jié)數(shù)，稱(chēng)為存儲(chǔ)器的容量，通常以千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)、吉字節(jié)(GB)、太字節(jié)(TB)等單位計(jì)算。其換算關(guān)系如下：

1B=8bit，1KB=1024B，1MB=1024×1024B=210KB

1GB=1024×1024×1024B=210MB

1TB=1024×1024×1024×1024B=210GB

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器在總體上可分為兩大類(lèi)：內(nèi)存(也稱(chēng)為內(nèi)存儲(chǔ)器或主存)和外存(也稱(chēng)為外存儲(chǔ)器或輔存)。內(nèi)存用于存放執(zhí)行的程序和待處理的數(shù)據(jù)，它直接(或通過(guò)緩存)與CPU交換信息；而外存儲(chǔ)器是長(zhǎng)期保存程序和數(shù)據(jù)的介質(zhì)。

1)內(nèi)存儲(chǔ)器

內(nèi)存位于系統(tǒng)主板上，可以與CPU直接進(jìn)行信息交換，存放的是當(dāng)前正在執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)。它的特點(diǎn)是存取速度快，但存儲(chǔ)容量較小，價(jià)格相對(duì)較貴。內(nèi)存主要由RAM和ROM兩部分組成。

圖1-10內(nèi)存條

(1)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。目前，內(nèi)存采用隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，它是可讀寫(xiě)的易失性存儲(chǔ)器(斷電后信息不能保存)，它允許以任意順序訪(fǎng)問(wèn)其存儲(chǔ)單元。主板上的內(nèi)存通常被叫做內(nèi)存條(綠色長(zhǎng)條形)，是電腦中數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和交換的部件。因?yàn)镃PU工作時(shí)需要與外部存儲(chǔ)器(如硬盤(pán)、軟盤(pán)、光盤(pán))進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，但外部存儲(chǔ)器的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CPU的速度，所以就需要一種工作速度較快的設(shè)備在其中完成數(shù)據(jù)暫時(shí)存儲(chǔ)和交換的工作，這就是RAM的作用。RAM又分為靜態(tài)存儲(chǔ)器和動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。靜態(tài)存儲(chǔ)器(StaticRandomAccessMemory，SRAM)的特點(diǎn)是工作速度快，只要電源不撤除，寫(xiě)入SRAM的信息就不會(huì)消失，不需要刷新電路，同時(shí)在讀出時(shí)不破壞原來(lái)存放的信息，一經(jīng)寫(xiě)入可多次讀出，但其集成度較低，功耗較大。SRAM一般用來(lái)作為計(jì)算機(jī)中的高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)。動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器(DynamicRandomAccessMemory，DRAM)是利用場(chǎng)效應(yīng)管的柵極對(duì)其襯底間的分布電容來(lái)保存信息的，以存儲(chǔ)電荷的多少，即電容端電壓的高低來(lái)表示“1”和“0”。DRAM所具有的特點(diǎn)是集成度較高，功耗也較低，但缺點(diǎn)是保存在DRAM中的信息(場(chǎng)效應(yīng)管柵極分布電容里的信息)隨著電容器的漏電會(huì)逐漸消失，一般信息的保存時(shí)間為2ms左右。為了保存DRAM中的信息，必須每隔1ms～2ms對(duì)其刷新一次。因此，采用DRAM的計(jì)算機(jī)必須配置動(dòng)態(tài)刷新電路，防止信息丟失。DRAM一般用做計(jì)算機(jī)中的主存儲(chǔ)器。

我們通常所說(shuō)的內(nèi)存主要是指內(nèi)存條，如圖1-10所示。在圖1-10中，內(nèi)存腳缺口用來(lái)防止將內(nèi)存條插反而導(dǎo)致?lián)p壞，也可用來(lái)區(qū)分不同種類(lèi)的內(nèi)存；金手指是內(nèi)存條的金黃色接觸片，是內(nèi)存條與主板內(nèi)存插槽接觸的部分，數(shù)據(jù)就是通過(guò)它們傳輸至CPU的。

(2)只讀存儲(chǔ)器(ROM)。只讀存儲(chǔ)器也具有隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)的能力，但不能寫(xiě)入數(shù)據(jù)。ROM一般在計(jì)算機(jī)中用來(lái)保存某些專(zhuān)用的程序(如監(jiān)控程序、BIOS等)。ROM所具有的特點(diǎn)是其中的信息數(shù)據(jù)是由生產(chǎn)廠(chǎng)家事先寫(xiě)入，計(jì)算機(jī)開(kāi)機(jī)工作時(shí)只能讀出，不能寫(xiě)入。ROM主要是以重要數(shù)據(jù)的永久性存儲(chǔ)為目的的，關(guān)機(jī)或者停電時(shí)，只讀存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

ROM的類(lèi)型主要包括：

①EPROM：可擦除可編程ROM(ErasableProgrammableROM，EPROM)。通常用紫外線(xiàn)照射芯片頂部圓形的石英玻璃窗口，可將信息擦除，然后再通過(guò)專(zhuān)門(mén)的編程器把新信息寫(xiě)入。它可多次擦除和編程。

②PROM：一次性可編程ROM(ProgrammableROM，PROM)。

③EEPROM：電可擦除可編程ROM(ElectricityErasableProgrammableROM)?？捎眉与姷姆椒ㄟM(jìn)行擦除和編程。④FlashROM：快擦寫(xiě)ROM，又稱(chēng)閃速ROM。它既有EEPROM寫(xiě)入方便的優(yōu)點(diǎn)，又有EPROM的高度集成性，是一種很有發(fā)展前景的非易失性存儲(chǔ)器。目前主板上和部分顯卡都采用FlashROM作為BIOS芯片。

RAM和ROM的主要區(qū)別在于：RAM中存放的信息是臨時(shí)的，是可以根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行存取的，在系統(tǒng)掉電后所有存儲(chǔ)的信息都將丟失；而ROM存儲(chǔ)的是固定不變的信息，是出廠(chǎng)時(shí)一次性寫(xiě)入的，在系統(tǒng)掉電后所存儲(chǔ)的信息是不會(huì)丟失的。

(3)高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)。Cache位于內(nèi)存和CPU之間，是一種存取速度高于內(nèi)存的高速緩沖存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱(chēng)高速緩存。Cache可以解決CPU與內(nèi)存之間的速度匹配問(wèn)題。當(dāng)CPU從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)時(shí)，會(huì)將鄰近的一批數(shù)據(jù)讀入Cache。當(dāng)CPU還要讀取數(shù)據(jù)時(shí)，首先從Cache中??；如果數(shù)據(jù)不存在，再?gòu)膬?nèi)存中讀取。這樣，可大大降低CPU直接讀取內(nèi)存的次數(shù)，從而提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。圖1-113.5英寸軟盤(pán)圖1-12磁道和扇區(qū)示意圖

2)外部存儲(chǔ)器

外部存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)外存，或稱(chēng)為輔助存儲(chǔ)器。其特點(diǎn)是存儲(chǔ)容量大和價(jià)格便宜，但存取速度慢，不能與CPU直接交換信息。外存可分為磁存儲(chǔ)器(如磁鼓、磁帶等)、磁盤(pán)存儲(chǔ)器(軟盤(pán)和硬盤(pán))以及光盤(pán)存儲(chǔ)器。

(1)軟盤(pán)存儲(chǔ)器。軟磁盤(pán)存儲(chǔ)器又稱(chēng)軟盤(pán)(FloppyDiskette)。軟盤(pán)是由盤(pán)片和起保護(hù)作用的塑料盤(pán)套組成的，如圖1-11所示。使用時(shí)，盤(pán)片在軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)下做高速旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，用磁頭進(jìn)行讀寫(xiě)操作。軟盤(pán)(3.5英寸)的右下角有一個(gè)小塑料滑片，當(dāng)滑片蓋住孔時(shí)，磁盤(pán)能進(jìn)行讀寫(xiě)操作；當(dāng)打開(kāi)此孔時(shí)，磁盤(pán)處于寫(xiě)保護(hù)狀態(tài)，只能讀出信息，不能寫(xiě)入信息。軟盤(pán)存儲(chǔ)信息是按磁道和扇區(qū)來(lái)進(jìn)行存儲(chǔ)的，如圖1-12所示。

①磁道：是以盤(pán)片中心為圓心的半徑不同的同心圓。每個(gè)圓周稱(chēng)為一個(gè)磁道，磁道號(hào)從外到內(nèi)越來(lái)越大，最外的磁道是0磁道。

②扇區(qū)：將每個(gè)磁道等分為若干個(gè)部分，每一個(gè)部分稱(chēng)為一個(gè)扇區(qū)。扇區(qū)是磁盤(pán)地址的最小單位。

扇區(qū)數(shù)是由系統(tǒng)的格式化程序決定的，每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)的字節(jié)數(shù)是相同的，可以是128B、512B或1024B。進(jìn)行存取操作時(shí)，一次最少要存取一個(gè)扇區(qū)的數(shù)據(jù)。

③軟盤(pán)總?cè)萘浚菏侵杠洷P(pán)存放信息的總?cè)萘俊Ｒ粡堒洷P(pán)存放信息的總?cè)萘繛椋?/p>

軟盤(pán)總?cè)萘?/p>

=

面數(shù)

×

每面磁道數(shù)

×

每道扇區(qū)數(shù)

×

每扇區(qū)容量例如：3.5英寸雙面高密軟盤(pán)，有80個(gè)磁道，每個(gè)磁道有18個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)存儲(chǔ)512個(gè)字節(jié)，則該軟盤(pán)的存儲(chǔ)容量為：

存儲(chǔ)容量

=2×80×18×512=1474560B=1440KB≈1.41MB

一個(gè)完整的軟盤(pán)存儲(chǔ)系統(tǒng)是由軟盤(pán)、軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和軟盤(pán)控制適配器組成的，只有軟盤(pán)而沒(méi)有驅(qū)動(dòng)讀寫(xiě)的裝置，是無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)存取的。圖1-13硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器簡(jiǎn)稱(chēng)軟驅(qū)，是一種讀/寫(xiě)軟磁盤(pán)信息的裝置，由讀寫(xiě)磁頭、主軸恒速驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和磁頭定位系統(tǒng)3個(gè)部分組成。系統(tǒng)分給軟盤(pán)驅(qū)動(dòng)器一個(gè)標(biāo)識(shí)符，又稱(chēng)盤(pán)符，一般用“A:”表示，如果配置第二個(gè)軟驅(qū)，則盤(pán)符為“B：”，習(xí)慣簡(jiǎn)稱(chēng)A盤(pán)和B盤(pán)。

軟盤(pán)具有攜帶方便、價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，曾經(jīng)是非常流行的移動(dòng)存儲(chǔ)器，但是隨著電子技術(shù)的發(fā)展，其逐漸被使用更方便、存儲(chǔ)容量更大的移動(dòng)硬盤(pán)、U盤(pán)等取代。

(2)硬盤(pán)存儲(chǔ)器。硬盤(pán)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱(chēng)硬盤(pán)(HardDisk)，是內(nèi)存的后備存儲(chǔ)器。硬盤(pán)由硬質(zhì)磁性圓盤(pán)疊在一起，密封在一個(gè)“容器”中制成，用于記錄計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)。盤(pán)片的兩面都能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，多數(shù)硬盤(pán)有多個(gè)盤(pán)片。硬盤(pán)存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最主要的外存設(shè)備，這是因?yàn)橛脖P(pán)有很多優(yōu)于其他外存的地方，如存取速度快、存儲(chǔ)容量大、非破壞性讀寫(xiě)、記錄介質(zhì)可以重復(fù)使用、易于脫機(jī)保存等。硬盤(pán)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1-13所示。

硬盤(pán)存儲(chǔ)器系統(tǒng)通常由驅(qū)動(dòng)器、控制器和盤(pán)片三大部分組成。具體說(shuō)硬盤(pán)是由一組固定在一起的柱狀磁盤(pán)盤(pán)片、讀/寫(xiě)磁頭、電機(jī)驅(qū)動(dòng)部件等組成的一個(gè)不可拆卸的整體密封在一起的設(shè)備，所以硬盤(pán)防塵性能好、可靠性高，對(duì)環(huán)境要求不高。硬盤(pán)通常固定在微機(jī)系統(tǒng)的主機(jī)箱內(nèi)，所以叫固定硬盤(pán)。

硬盤(pán)在使用時(shí)，要將盤(pán)片格式化成若干個(gè)磁道(稱(chēng)為柱面)，每個(gè)磁道再劃分為若干個(gè)扇區(qū)。硬盤(pán)的存儲(chǔ)容量計(jì)算如下：

硬盤(pán)存儲(chǔ)容量

=

磁頭數(shù)

×

柱面數(shù)

×

扇區(qū)數(shù)

×

每扇區(qū)字節(jié)數(shù)(512B)硬盤(pán)有以下4個(gè)主要指標(biāo)：

①接口：指硬盤(pán)與主板接口，一般有EIDE接口、串行ATA接口、SCSI接口和IEEE1394接口。目前常用的硬盤(pán)接口大多為EIDE接口。硬盤(pán)的接口不同，支持的硬盤(pán)容量不一樣，傳輸速率也不一樣。

②容量：指硬盤(pán)能存儲(chǔ)信息量的多少。硬盤(pán)容量越大，存儲(chǔ)的信息越多。目前常用的硬盤(pán)容量有500GB、1TB等。

③轉(zhuǎn)速：指硬盤(pán)內(nèi)主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，單位是r/min(轉(zhuǎn)/秒)。目前常見(jiàn)的硬盤(pán)轉(zhuǎn)速有

5400r/min、7200r/min等幾種。轉(zhuǎn)速越快，硬盤(pán)與內(nèi)存之間的傳輸速率越高。

④緩存：硬盤(pán)自帶的緩存越大，硬盤(pán)與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸速率越高。通常緩存有512KB、1MB、2MB、4MB和8MB等幾種。

(3)光盤(pán)存儲(chǔ)器。光盤(pán)存儲(chǔ)器是20世紀(jì)70年代的重大科技發(fā)明，它的出現(xiàn)是信息存儲(chǔ)技術(shù)的重大突破。光盤(pán)存儲(chǔ)器系統(tǒng)由光盤(pán)、光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器和光盤(pán)控制適配器組成。光盤(pán)的價(jià)格低且攜帶方便是其主要特點(diǎn)。此外，光盤(pán)還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

●存儲(chǔ)容量大。目前一張普通光盤(pán)容量達(dá)650MB，有些可達(dá)幾吉字節(jié)。

●可靠性高、信息保留壽命長(zhǎng)，可用做文獻(xiàn)檔案、圖書(shū)管理和多媒體等方面的應(yīng)用?！褡x取速度快。由于可實(shí)現(xiàn)快速存儲(chǔ)，故光盤(pán)能作為計(jì)算機(jī)的中間存儲(chǔ)器。光驅(qū)的運(yùn)算速度最初為單倍速，讀取速率為150kb/s(比軟盤(pán)快得多，軟盤(pán)的讀取速率小于15kb/s)，現(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)上配備的光驅(qū)讀取速率已達(dá)到50倍速。但是光盤(pán)存儲(chǔ)器的讀取速度還是低于硬盤(pán)。

常見(jiàn)光盤(pán)存儲(chǔ)器的類(lèi)型有CD-ROM、CD-R、CD-RW和DVD-ROM等，其含義如表1-4所示。

表1-4常見(jiàn)光盤(pán)存儲(chǔ)器的類(lèi)型及說(shuō)明

(4)移動(dòng)硬盤(pán)和U盤(pán)。前面講的存儲(chǔ)設(shè)備都是采用驅(qū)動(dòng)器與存儲(chǔ)介質(zhì)分離的形式，如軟盤(pán)、光盤(pán)、硬盤(pán)等，即把驅(qū)動(dòng)器裝在計(jì)算機(jī)上，介質(zhì)由數(shù)據(jù)的主人保管。而新一代的移動(dòng)存儲(chǔ)產(chǎn)品中，驅(qū)動(dòng)器與介質(zhì)開(kāi)始融于一體，像近年來(lái)最為熱門(mén)的移動(dòng)硬盤(pán)和閃存型的U盤(pán)都不需要計(jì)算機(jī)上的驅(qū)動(dòng)器，直接通過(guò)USB接口與計(jì)算機(jī)連接即可使用。特別是U盤(pán)，這種基于閃存介質(zhì)和USB接口的移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備，大小與一般的打火機(jī)差不多，或者更小，質(zhì)量也只有十幾克，如圖1-14所示。U盤(pán)還具有許多優(yōu)越的特性：可擦寫(xiě)百萬(wàn)次以上，可長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)至少10年，抗震性強(qiáng)、防潮、防磁、耐高溫，具有寫(xiě)保護(hù)功能，兼容PC、筆記本、蘋(píng)果電腦，即插即用。所以，U盤(pán)近幾年發(fā)展迅速，而且容量也在不斷地增大，已經(jīng)取代了我們使用多年的軟盤(pán)。

3．輸入設(shè)備

眾所周知，目前計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備就是鍵盤(pán)和鼠標(biāo)，也包括其他一些設(shè)備。

1)鍵盤(pán)

鍵盤(pán)是計(jì)算機(jī)必須具備的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。用戶(hù)的程序、數(shù)據(jù)以及各種要計(jì)算機(jī)執(zhí)行的命令都可以通過(guò)鍵盤(pán)輸入到計(jì)算機(jī)中。現(xiàn)在普遍使用是101鍵盤(pán)或104鍵盤(pán)。由于Windows的廣泛應(yīng)用，104鍵盤(pán)已經(jīng)變得非常普及。鍵盤(pán)布局如圖1-15所示。

圖1-15鍵盤(pán)布局鍵盤(pán)一般分為4個(gè)區(qū)域：

(1)打字鍵區(qū)(主鍵盤(pán)區(qū))：打字鍵區(qū)是鍵盤(pán)的主要區(qū)域，可以輸入各種字母、符號(hào)和漢字，位于鍵盤(pán)中央偏左的大片區(qū)域，它包括：

●字母鍵：A～Z的字母，用于輸入英文字母或漢字編碼。

●數(shù)字鍵：0～9的數(shù)字，用于輸入阿拉伯?dāng)?shù)字，有的漢字編碼也用到數(shù)字鍵。

●符號(hào)鍵：21個(gè)，可以輸入32個(gè)常用符號(hào)，如

+、-、?、！等。其中有10個(gè)符號(hào)鍵與數(shù)字鍵在同一鍵位上。

(2)功能鍵區(qū)：鍵盤(pán)共設(shè)置了從F1～F12和Esc共13個(gè)功能鍵，這些鍵的功能一般總是由應(yīng)用程序來(lái)決定。

(3)光標(biāo)移動(dòng)鍵區(qū)/控制鍵區(qū)：光標(biāo)移動(dòng)鍵區(qū)/控制鍵區(qū)集中在鍵盤(pán)右中側(cè)。

(4)數(shù)字鍵區(qū)(數(shù)字小鍵盤(pán)區(qū)或副鍵盤(pán)區(qū))：也稱(chēng)數(shù)字小鍵盤(pán)區(qū)。利用數(shù)字鍵區(qū)可以快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)字輸入，是專(zhuān)門(mén)為數(shù)字錄入設(shè)計(jì)的。

常用鍵及組合鍵的功能說(shuō)明如表1-5所示。

表1-5常用鍵及組合鍵的使用2)鼠標(biāo)

鼠標(biāo)是一種帶有按鍵的手持輸入設(shè)備，如圖1-16所示。

用戶(hù)能夠通過(guò)手對(duì)鼠標(biāo)操作控制屏幕上的對(duì)象。在Windows圖形環(huán)境中，鼠標(biāo)的基本操作就是選取、移動(dòng)和激活顯示在屏幕上的元素。鼠標(biāo)以其快捷、準(zhǔn)確、直觀(guān)的屏幕定位和選擇能力而受到計(jì)算機(jī)用戶(hù)的喜愛(ài)，已成為各種檔次計(jì)算機(jī)的必備輸入設(shè)備。常見(jiàn)的鼠標(biāo)分類(lèi)如表1-6所示。

表1-6鼠標(biāo)的分類(lèi)鼠標(biāo)的主要技術(shù)指標(biāo)有靈敏度、按鍵點(diǎn)按次數(shù)、取樣頻率等。

●靈敏度：鼠標(biāo)最為重要的一項(xiàng)指標(biāo)。例如鼠標(biāo)靈敏度為300dpi，表示每移動(dòng)1英寸的距離，鼠標(biāo)產(chǎn)生300個(gè)脈沖信號(hào)。鼠標(biāo)的靈敏度越高，對(duì)屏幕中箭頭的控制就越精確。

●按鍵點(diǎn)按次數(shù)：衡量鼠標(biāo)性能好壞的一個(gè)指標(biāo)。優(yōu)質(zhì)鼠標(biāo)內(nèi)每個(gè)微動(dòng)開(kāi)關(guān)的正常壽命都不少于10萬(wàn)次的點(diǎn)按，而且手感要適中，不能太軟或太硬。

●取樣頻率：是指每秒鐘屏幕上的箭頭位置變化的次數(shù)。取樣頻率越高，箭頭在屏幕上動(dòng)的間隔就越短，定位就越精確。需要說(shuō)明的是，Windows操作系統(tǒng)針對(duì)有兩個(gè)按鍵的鼠標(biāo)設(shè)計(jì)，如果鼠標(biāo)有3個(gè)鍵，則忽略中間的一個(gè)按鍵。初始狀態(tài)下鼠標(biāo)左鍵設(shè)置為主鍵，而右鍵設(shè)置為副鍵(注：本書(shū)中凡提到鼠標(biāo)鍵都指主鍵)，主鍵用于大多數(shù)的鼠標(biāo)操作。如果在桌面上移動(dòng)鼠標(biāo)，屏幕上的鼠標(biāo)指針(箭頭或其他形狀)也會(huì)隨之而動(dòng)。鼠標(biāo)的操作說(shuō)明如表1-7所示。

表1-7鼠標(biāo)操作說(shuō)明鼠標(biāo)指針的形狀取決于它所在的位置以及它和其他屏幕元素的相互關(guān)系。鼠標(biāo)指針形狀以一種喚醒的方式提醒計(jì)算機(jī)用戶(hù)目前可以做些什么。例如，鼠標(biāo)指針通常是一個(gè)指向左上方的箭頭，表示等待用戶(hù)的操作；當(dāng)把它移近窗口邊緣時(shí)，會(huì)變成一個(gè)雙箭頭，表示現(xiàn)在可以拖動(dòng)邊界、改變窗口尺寸；在字處理的文本區(qū)域，指針就像一個(gè)英文字母I；而當(dāng)一個(gè)程序正在工作、需要用戶(hù)等待時(shí)，鼠標(biāo)指針又會(huì)成為一個(gè)沙漏的形狀。

3)掃描儀

如圖1-17所示，掃描儀是一種輸入設(shè)備，它能將各種圖文資料掃描輸入到計(jì)算機(jī)中并轉(zhuǎn)換成數(shù)字化圖像數(shù)據(jù)，以便保存和處理。掃描儀分為手持式掃描儀、平板掃描儀和大幅面工程圖紙掃描儀三類(lèi)，主要用于圖文排版、圖文傳真、漢字掃描錄入、圖文檔案管理等方面。

4)光筆

光筆是一種與顯示器配合使用的輸入設(shè)備。如圖1-18所示，它的外形像鋼筆，上面有按鈕，以電纜與主機(jī)相連(也有采用無(wú)線(xiàn)的)。使用者把光筆指向屏幕，就可以在屏幕上作圖、改圖或進(jìn)行圖形放大、移位等操作。

5)觸摸屏

觸摸屏是一種附加在顯示器上的輔助輸入設(shè)備。借助這種設(shè)備，用手指直接觸摸屏幕上顯示的某個(gè)按鈕或某個(gè)區(qū)域，即可達(dá)到相應(yīng)的選擇目的。它為人機(jī)交互提供了更簡(jiǎn)單、更直觀(guān)的輸入方式。觸摸屏主要有紅外式、電阻式和電容式三種。紅外式分辨率低；電阻式分辨率高，透光性稍差；電容式分辨率高，透光性好。

其他輸入設(shè)備還有手寫(xiě)板、數(shù)碼相機(jī)、麥克風(fēng)等。

4．輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)中的信息或結(jié)果用字符、數(shù)據(jù)、圖形或圖表等形式顯示或打印出來(lái)的設(shè)備。常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀和音箱等。

1)顯示器

顯示器由監(jiān)視器(Monitor)和顯示適配器(DisplayAdapter)及有關(guān)電路和軟件組成，是用以顯示數(shù)據(jù)、圖形、圖像的計(jì)算機(jī)輸出設(shè)備，如圖1-19所示。顯示器的類(lèi)型和性能由組成它的監(jiān)視器、顯示適配器和相關(guān)軟件共同決定。顯示器從工作原理上可分為顯像管顯示器和平板顯示器。顯像管顯示器又稱(chēng)為陰極射線(xiàn)管(CRT)監(jiān)視器，可分為單色顯像管(包括黑色、白色、綠色、橘紅色、琥珀色等)和彩色顯像管兩大類(lèi)；平板顯示器有液晶顯示器、等離子體顯示器和電致發(fā)光顯示器等，目前使用最多的是液晶顯示器(LCD)。下面介紹一下顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)。

(1)分辨率。分辨率是指顯示器所能顯示的像素個(gè)數(shù)。組成屏幕上圖像的點(diǎn)稱(chēng)為像素(Pixel)，屏幕畫(huà)面就是由這些小點(diǎn)組成的。屏幕上最小可顯示像素的大小由點(diǎn)距確定，點(diǎn)距越小，像素越密，分辨率越高，圖像越清晰。因?yàn)轱@示器成像是通過(guò)電子束照射熒光屏上的磷質(zhì)發(fā)光體顆粒發(fā)光而形成的，為了保證圖像清晰，要求磷光體顆粒精細(xì)、間距小，所以分辨率取決于顯像管磷光體的粒度和電子束的聚焦能力。例如某顯示器的分辨率為1024

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768像素，就表明該顯示器在水平方向能顯示1024個(gè)像素，而在垂直方向能顯示768個(gè)像素，全屏能顯示1024

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768像素。此外，一定的分辨率還需要相應(yīng)配置的顯卡支持才能實(shí)現(xiàn)。

(2)刷新頻率。模擬信息由顯卡送到顯示器，顯示器將這一信息轉(zhuǎn)換為特定強(qiáng)度的電壓，借助該電壓將陰極電子通過(guò)電子槍發(fā)射出來(lái)，形成一道電子束，然后電子束通過(guò)協(xié)助熒光屏聚焦的遮光罩打在熒光屏上的磷質(zhì)發(fā)光體上，形成一個(gè)發(fā)亮的圖點(diǎn)。電子束由左而右，由上至下不停地做周期性?huà)呙?，使得只有很短暫的發(fā)光時(shí)間的磷質(zhì)發(fā)光體不斷地重新亮起，這才能使我們感受到的是持續(xù)穩(wěn)定的畫(huà)面。這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為屏幕刷新(Refresh)。

垂直掃描頻率(VerticalFrequency)也稱(chēng)刷新率，它是指單位時(shí)間(以秒計(jì))之內(nèi)電子槍對(duì)整個(gè)屏幕進(jìn)行掃描的次數(shù)，通常以赫茲(Hz)表示。以85Hz刷新率為例，它表示顯示器的內(nèi)容每秒鐘刷新85次。根據(jù)國(guó)際視訊標(biāo)準(zhǔn)器材規(guī)范，對(duì)于分辨率為640

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480像素的畫(huà)面，75Hz的掃描頻率是基本要求。而更高分辨率的畫(huà)面最好要用75Hz以上的掃描頻率才能保證不閃爍、不傷眼的畫(huà)面效果。

水平掃描頻率(HorizontalFrequency)是指顯示器每秒鐘可以產(chǎn)生的水平線(xiàn)數(shù)目。例如標(biāo)準(zhǔn)的VGA的標(biāo)準(zhǔn)水平掃描頻率為31.5kHz(=525lines×60)，而一般家庭用的電視，其水平掃描頻率為15.75kHz(=525lines×30)，所以近看電視畫(huà)面時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)有閃動(dòng)現(xiàn)象。

如今，顯示器都應(yīng)具備多頻掃描的能力(Multi-Scanning)，以符合人們需要切換不同分辨率的需求。為了擁有穩(wěn)定的畫(huà)質(zhì)，可以選用有較大掃描頻率調(diào)整范圍的顯示器，以獲得較大的應(yīng)用彈性。

(3)色彩。磷質(zhì)發(fā)光體的亮色使我們看到圖形、影像。那么，它的色彩又是怎樣形成的呢？仍回到顯示器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中去。在彩色顯示器中，電子槍是由紅、綠、藍(lán)三個(gè)槍所組成的，屏幕也相對(duì)涂上一層有紅、綠、藍(lán)三色組成的磷質(zhì)像素。事實(shí)上，我們?cè)诋?huà)面上看到的一個(gè)點(diǎn)是由R、G、B(紅、綠、藍(lán))3個(gè)小點(diǎn)所組成的。當(dāng)其中某個(gè)點(diǎn)呈現(xiàn)的亮度較高時(shí)，我們就會(huì)感受到比較偏向那個(gè)顏色的混色效果。根據(jù)光的加色原理，顯示器可以顯示出無(wú)限多種色彩組合。舉例來(lái)說(shuō)，當(dāng)RGB電子槍都以最強(qiáng)電壓分別發(fā)出最強(qiáng)亮度的電子束時(shí)，我們會(huì)從屏幕上看到純白色的像素點(diǎn)。所以，像素的色彩飽和度越高，顯示的質(zhì)量越好。

(4)點(diǎn)距。屏幕上相鄰兩個(gè)同色點(diǎn)的距離稱(chēng)為點(diǎn)距。常見(jiàn)的點(diǎn)距規(guī)格有0.31mm、0.28mm、0.25mm等。顯示器點(diǎn)距越小，在高分辨率下越容易取得清晰的顯示效果。

(5)亮度。液晶是一種介于液體和晶體之間的物質(zhì)，它可以通過(guò)電流來(lái)控制光線(xiàn)的穿透度，從而顯示出圖像。但是液晶本身并不會(huì)發(fā)光，它只能控制光線(xiàn)的穿透程度，因此LCD顯示器都必須有背光照明，背光的亮度就決定了LCD顯示器的亮度。亮度值越高，意味著可看到的畫(huà)面越絢麗、圖像越清晰。

(6)對(duì)比度。LCD顯示器的對(duì)比度是指最亮的白色區(qū)域與次暗的黑色區(qū)域之間相除后得出的不同亮度級(jí)別。由于LCD顯示器的背光是持續(xù)發(fā)光的，液晶面板不可能完全阻擋光線(xiàn)，因此LCD顯示器實(shí)現(xiàn)全黑的畫(huà)面比較困難。在同等亮度下，黑色越深，現(xiàn)實(shí)色彩的層次就越豐富，所以L(fǎng)CD顯示器的對(duì)比度非常重要。對(duì)比度越高，圖像的銳利程度就越高，圖像也就越清晰。LCD顯示器的對(duì)比度一般在100∶1到700∶1之間。選取顯示器時(shí)，除了要考慮以上因素外，還要考慮顯示器的尺寸、價(jià)格形狀等。說(shuō)明一下，顯示器的尺寸指的是顯示器屏幕對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度。顯示器有15英寸、17英寸、19英寸、22英寸等不同規(guī)格。

2)打印機(jī)

打印機(jī)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)重要輸出設(shè)備。它可以把計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果(文字或圖形)在紙上打印出來(lái)。目前常用的打印機(jī)有針式點(diǎn)陣打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)。

針式點(diǎn)陣打印機(jī)(WirePrinter)用一組細(xì)針，在電路的驅(qū)動(dòng)下?lián)舸蛏珟?，在紙上留下墨跡，如圖1-20所示。根據(jù)打印機(jī)針頭的數(shù)量，針式點(diǎn)陣打印機(jī)可分為9針打印機(jī)和24針打印機(jī)。一個(gè)西文字符可以由8

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9點(diǎn)陣組成，用9針打印機(jī)一次就可以打印一行。一個(gè)漢字則需要由16

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16、24

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24或更多的點(diǎn)陣組成。對(duì)于一個(gè)24

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24點(diǎn)陣組成的漢字，用9針打印機(jī)需要反復(fù)3次才能完成，而使用24針打印機(jī)則可以一次打印完畢。針式點(diǎn)陣打印機(jī)由于采用了擊打方式，所以打印中噪音較大。它可以使用多種打印紙(有孔的寬型紙、窄型紙、復(fù)印紙或其他的單頁(yè)紙等)?？梢杂脧?fù)寫(xiě)打印紙一次打印多份拷貝，還可以打印蠟紙，用于印刷。打印的質(zhì)量與色帶的新舊程度有關(guān)。

噴墨式打印機(jī)(Ink-JetPrinter)是將墨水通過(guò)細(xì)小的噴嘴噴到紙上，打印質(zhì)量較點(diǎn)陣式打印機(jī)好，噪音也較小，如圖1-21所示。但是，它只能使用質(zhì)量較好的單頁(yè)紙，有的更限制為一種規(guī)格(一般是A4)的復(fù)印紙。噴墨打印機(jī)的消耗材料墨匣的價(jià)格比點(diǎn)陣式打印機(jī)的色帶價(jià)格要高。另外，它不能同時(shí)打印多份拷貝，也不能打印蠟紙。

圖1-20針式打印機(jī)

圖1-21噴墨打印機(jī)

圖1-22激光打印機(jī)激光打印機(jī)(LaserPrinter)的打印質(zhì)量最好，速度快，噪聲低，但價(jià)格比前兩種高，如圖1-22所示。激光打印機(jī)的工作原理是：由激光器發(fā)出的激光束經(jīng)聲光調(diào)制偏轉(zhuǎn)器按字符點(diǎn)陣的信息進(jìn)行調(diào)制；在高頻超聲信號(hào)的作用下，聲光偏轉(zhuǎn)器衍射出形成字符的調(diào)制光束；當(dāng)頻率變化時(shí)，激光束的衍射角度隨之變化，形成縱向的扇出光束，此扇出光束經(jīng)高速旋轉(zhuǎn)的多面鏡反射，在預(yù)先荷電的轉(zhuǎn)印鼓面上掃描曝光；鼓面被激光束照射部位的電荷消失，形成靜電潛像；當(dāng)經(jīng)過(guò)帶相反電荷的色粉時(shí)，由于靜電作用鼓面吸附上色粉，進(jìn)行顯影；在電場(chǎng)的作用下，色粉由鼓面被轉(zhuǎn)印到紙上。經(jīng)熱擠滾壓定影之后，字符便永久性地印在紙上。此外，還有一些特殊用途的打印機(jī)，例如