内 容 简 介 本 书 根 据 福 建 省 高 校 计 算 机 应 用 水 平 等 级 考 试 一 级 考 试 大 纲 的 要 求, 以 及 全 国 计 算 机 等 级 考 试 一 级 的 要 求, 参 考 大 量 的 历 届 考 试 真 题 进 行 编 写, 强 调 实 践 操 作, 突 出 应

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1 计 算 机 应 用 基 础 主 编 副 主 编 北 京 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

2 内 容 简 介 本 书 根 据 福 建 省 高 校 计 算 机 应 用 水 平 等 级 考 试 一 级 考 试 大 纲 的 要 求, 以 及 全 国 计 算 机 等 级 考 试 一 级 的 要 求, 参 考 大 量 的 历 届 考 试 真 题 进 行 编 写, 强 调 实 践 操 作, 突 出 应 用 技 能 的 训 练 及 基 础 知 识 的 掌 握 全 书 共 分 8 章, 主 要 内 容 包 括 : 计 算 机 应 用 基 础 知 识,Windows XP 操 作 系 统, 文 字 处 理 软 件 Word 2003, 电 子 表 格 Excel 2003, 演 示 文 稿 制 作 软 件 PowerPoint 2003, 计 算 机 网 络 基 础, 多 媒 体 应 用 技 术 基 础, 数 据 库 基 础 本 书 可 作 为 福 建 省 高 职 高 专 各 专 业 计 算 机 基 础 课 程 的 教 材, 也 可 作 为 全 国 计 算 机 等 级 考 试 和 成 人 教 育 的 参 考 书 图 书 在 版 编 目 (CIP) 数 据 计 算 机 应 用 基 础 / 吴 超 彬, 马 冬 生 主 编. 2 版. 北 京 : 科 学 出 版 社, ( 高 职 高 专 教 育 十 二 五 规 划 教 材 ) ISBN Ⅰ. 1 计 Ⅱ. 1 吴 2 马 Ⅲ. 1 电 子 计 算 机 - 高 等 职 业 教 育 - 教 材 Ⅳ. 1TP3 中 国 版 本 图 书 馆 CIP 数 据 核 字 (2013) 第 号 / / 出 版 北 京 东 黄 城 根 北 街 16 号 邮 政 编 码 : 北 京 双 清 印 刷 厂 印 刷 科 学 出 版 社 发 行 各 地 新 华 书 店 经 销 * 年 8 月 第 一 版 开 本 : / 年 8 月 第 一 次 印 刷 印 张 :20 字 数 : 定 价 :39.00 元 ( 如 有 印 装 质 量 问 题, 我 社 负 责 调 换 < 环 伟 >) 销 售 部 电 话 编 辑 部 电 话 版 权 所 有, 侵 权 必 究 举 报 电 话 : ; ;

3 随 着 社 会 的 发 展 和 进 步, 迅 速 发 展 的 计 算 机 应 用 技 术 使 计 算 机 的 应 用 领 域 不 断 扩 大, 计 算 机 已 成 为 各 行 各 业 的 一 个 重 要 工 具 掌 握 计 算 机 应 用 基 础, 提 高 使 用 计 算 机 的 能 力, 是 21 世 纪 人 才 必 须 具 备 的 基 本 素 质 对 于 人 才 培 养 基 地 的 高 等 院 校 来 说, 计 算 机 基 础 教 学 已 经 成 为 各 学 科 发 展 的 基 石 之 一, 作 为 高 等 院 校 公 共 基 础 课 的 计 算 机 基 础 课 程 也 成 为 各 专 业 的 必 修 和 先 修 课 程 本 书 根 据 高 职 高 专 计 算 机 应 用 基 础 课 程 教 学 的 基 本 要 求, 系 统 详 细 地 介 绍 了 计 算 机 应 用 的 基 础 知 识, 是 一 本 集 系 统 性 知 识 性 操 作 性 实 践 性 于 一 体 的 计 算 机 应 用 基 础 类 教 材 书 中 配 有 大 量 的 例 题 和 解 决 计 算 机 基 础 课 程 中 实 际 问 题 的 案 例, 特 别 侧 重 于 对 操 作 技 能 的 培 养 和 训 练, 既 可 以 作 为 高 职 高 专 院 校 计 算 机 基 础 课 程 的 教 材, 也 可 作 为 全 国 计 算 机 等 级 考 试 和 成 人 教 育 的 参 考 书 本 书 具 有 以 下 特 色 : 1) 实 用, 针 对 性 强 : 本 书 针 对 高 校 计 算 机 应 用 水 平 等 级 考 试 一 级 考 试 大 纲 的 要 求 及 全 国 计 算 机 等 级 考 试 一 级 的 要 求, 参 考 大 量 的 历 届 考 试 真 题 进 行 编 写, 针 对 性 强, 使 用 本 书, 可 有 效 提 高 计 算 机 等 级 考 试 ( 一 级 ) 的 通 过 率 2) 案 例 丰 富, 步 骤 详 细 : 本 书 采 用 了 大 量 案 例, 在 讲 解 案 例 时, 详 细 说 明 每 一 步 操 作, 只 要 读 者 认 真 跟 着 步 骤 操 作, 都 能 顺 利 完 成 案 例 制 作 3) 本 书 由 工 作 在 一 线 有 丰 富 教 学 实 践 经 验 的 教 师 编 写 本 书 由 吴 超 彬 马 冬 生 任 主 编, 何 万 敏 陈 逸 怀 李 祝 英 任 副 主 编, 其 中 第 1 章 第 5 章 由 马 冬 生 编 写, 第 2 章 第 3 章 第 7 章 由 吴 超 彬 编 写, 第 4 章 由 何 万 敏 编 写, 第 6 章 由 陈 逸 怀 编 写, 第 8 章 由 李 祝 英 编 写 另 外, 由 于 时 间 仓 促, 编 者 水 平 有 限, 书 中 难 免 有 不 当 之 处, 恳 请 读 者 批 评 指 正 为 方 便 教 师 教 学 和 读 者 自 学, 编 者 为 使 用 本 书 的 教 师 和 读 者 提 供 了 免 费 的 教 学 资 料 包, 有 需 要 的 教 师 和 读 者 可 以 免 费 向 编 者 索 取, 电 子 邮 箱 :wuchaob@163.com 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 年

4 随 着 社 会 的 发 展 和 进 步, 迅 速 发 展 的 计 算 机 应 用 技 术 使 计 算 机 的 应 用 领 域 不 断 扩 大, 计 算 机 已 成 为 各 行 各 业 的 一 个 重 要 工 具 掌 握 计 算 机 应 用 基 础, 提 高 使 用 计 算 机 的 能 力, 是 21 世 纪 人 才 必 须 具 备 的 基 本 素 质 对 于 人 才 培 养 基 地 的 高 等 院 校 来 说, 计 算 机 基 础 教 学 已 经 成 为 各 学 科 发 展 的 基 石 之 一, 作 为 高 等 院 校 公 共 基 础 课 的 计 算 机 基 础 课 程 也 成 为 各 专 业 的 必 修 和 先 修 课 程 本 书 是 根 据 高 职 高 专 计 算 机 应 用 基 础 课 程 教 学 的 基 本 要 求 和 2008 年 福 建 省 高 等 院 校 学 生 计 算 机 应 用 水 平 等 级 考 试 ( 大 学 计 算 机 应 用 基 础 ) 考 试 大 纲 的 要 求, 系 统 详 细 地 介 绍 了 计 算 机 应 用 的 基 础 知 识, 是 一 本 集 系 统 性 知 识 性 操 作 性 实 践 性 于 一 体 的 计 算 机 应 用 基 础 类 教 材 书 中 配 有 大 量 的 例 题 和 解 决 实 际 问 题 的 案 例, 特 别 侧 重 于 对 操 作 技 能 的 培 养 和 训 练, 既 适 合 作 为 福 建 省 高 职 高 专 院 校 教 材, 也 可 作 为 全 国 计 算 机 等 级 考 试 和 成 人 教 育 的 参 考 书 本 书 具 有 以 下 特 色 : (1) 实 用, 针 对 性 强 : 本 书 针 对 福 建 省 高 校 计 算 机 应 用 水 平 等 级 考 试 一 级 考 试 大 纲 的 要 求 以 及 全 国 计 算 机 等 级 考 试 一 级 的 要 求, 采 用 大 量 的 历 届 考 试 真 题 进 行 编 写, 针 对 性 强, 使 用 本 书, 可 有 效 提 高 计 算 机 等 级 考 试 ( 一 级 ) 的 通 过 率 (2) 案 例 丰 富, 步 骤 详 细 : 本 书 采 用 大 量 的 案 例, 在 讲 解 案 例 时, 详 细 说 明 每 一 步 操 作, 只 要 读 者 认 真 跟 着 步 骤 操 作, 都 能 顺 利 完 成 案 例 制 作 (3) 本 书 由 工 作 在 一 线, 有 丰 富 教 学 实 践 经 验 的 教 师 编 写 本 书 由 吴 超 彬 主 编, 马 冬 生 何 万 敏 任 副 主 编, 其 中 第 1 章 第 5 章 由 福 建 水 利 电 力 职 业 技 术 学 院 的 马 冬 生 老 师 编 写, 第 2 章 第 3 章 第 7 章 第 8 章 由 福 建 水 利 电 力 职 业 技 术 学 院 的 吴 超 彬 老 师 编 写, 第 4 章 第 6 章 由 福 建 水 利 电 力 职 业 技 术 学 院 的 何 万 敏 老 师 编 写 由 于 时 间 仓 促, 编 者 水 平 有 限, 书 中 难 免 有 错 误 和 不 当 之 处, 恳 请 读 者 批 评 指 正 另 外, 为 方 便 教 师 教 学 和 读 者 自 学, 我 们 为 使 用 本 教 材 的 教 师 和 读 者 提 供 免 费 的 教 学 资 料 包, 有 需 要 的 教 师 和 读 者 可 以 免 费 向 我 们 索 取, 电 子 邮 件 :wuchaob@163.com 2010 年

5 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 计 算 机 的 发 展 与 应 用 计 算 机 的 发 展 计 算 机 的 特 点 及 分 类 计 算 机 的 应 用 及 发 展 趋 势 计 算 机 系 统 的 组 成 计 算 机 的 硬 件 系 统 计 算 机 的 基 本 工 作 原 理 微 型 计 算 机 硬 件 配 置 计 算 机 的 软 件 系 统 微 型 计 算 机 的 主 要 性 能 指 标 及 配 置 数 据 在 计 算 机 中 的 表 示 数 制 二 进 制 数 的 运 算 数 值 数 据 的 表 示 非 数 值 数 据 的 表 示 数 据 单 位 常 用 外 设 及 其 使 用 键 盘 及 指 法 鼠 标 打 印 机 信 息 与 信 息 社 会 39 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 信 息 的 定 义 信 息 的 特 征 信 息 技 术 信 息 科 学 信 息 社 会 信 息 安 全 与 网 络 道 德 信 息 安 全 计 算 机 病 毒 和 防 范 网 络 完 全 技 术 网 络 道 德 综 合 习 题 51

6 vi 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 第 2 章 Windows XP 操 作 系 统 操 作 系 统 基 本 概 念 操 作 系 统 的 定 义 操 作 系 统 的 功 能 操 作 系 统 的 分 类 Windows XP 基 本 操 作 Windows 的 发 展 史 Windows XP 的 特 性 Windows XP 的 启 动 和 退 出 Windows XP 的 桌 面 Windows XP 的 基 本 操 作 资 源 管 理 器 文 件 及 文 件 夹 概 述 Windows XP 资 源 管 理 器 的 使 用 文 件 及 文 件 夹 的 基 本 操 作 搜 索 文 件 和 文 件 夹 回 收 站 控 制 面 板 设 置 显 示 属 性 设 置 时 间 和 日 期 安 装 打 印 机 中 文 输 入 法 的 设 置 添 加 / 删 除 应 用 程 序 添 加 Windows 组 件 Windows XP 系 统 工 具 与 常 用 软 件 程 序 和 任 务 管 理 系 统 工 具 应 用 Windows XP 常 用 软 件 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 习 题 94 第 3 章 文 字 处 理 软 件 Word 工 作 窗 口 Word 2003 的 启 动 和 退 出 Word 2003 的 主 窗 口 文 档 的 编 辑 文 档 的 创 建 和 保 存 100

7 目 录 vii 文 档 的 打 开 和 保 护 查 看 文 档 属 性 文 本 的 录 入 文 本 的 选 定 文 本 的 复 制 移 动 和 删 除 撤 销 和 恢 复 查 找 和 替 换 文 档 视 图 文 档 格 式 编 排 字 体 格 式 设 置 段 落 格 式 化 边 框 和 底 纹 项 目 符 号 和 编 号 格 式 刷 和 样 式 页 面 设 置 插 入 分 隔 符 页 眉 和 页 脚 分 栏 打 印 预 览 和 打 印 表 格 制 作 创 建 表 格 编 辑 表 格 表 格 格 式 化 表 格 的 数 据 处 理 表 格 与 文 本 的 转 换 图 文 混 排 插 入 和 编 辑 图 片 插 入 和 编 辑 艺 术 字 124 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 插 入 文 本 框 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 习 题 134 第 4 章 电 子 表 格 Excel 工 作 表 的 建 立 与 编 辑 Excel 2003 工 作 窗 口 介 绍 142

8 viii 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 工 作 簿 工 作 表 和 单 元 格 工 作 表 的 基 本 操 作 输 入 数 据 和 编 辑 电 子 表 格 工 作 表 的 格 式 化 公 式 与 函 数 的 使 用 使 用 公 式 求 和 计 算 使 用 数 组 公 式 使 用 函 数 数 据 排 序 筛 选 分 类 汇 总 与 数 据 透 视 表 数 据 清 单 排 序 数 据 筛 选 数 据 对 数 据 分 类 汇 总 数 据 透 视 表 图 表 创 建 图 表 图 表 类 型 编 辑 图 表 图 表 格 式 化 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 习 题 181 第 5 章 演 示 文 稿 制 作 软 件 PowerPoint PowerPoint 2003 的 工 作 窗 口 PowerPoint 2003 的 主 窗 口 PowerPoint 2003 视 图 创 建 演 示 文 稿 演 示 文 稿 的 创 建 和 保 存 编 辑 演 示 文 稿 模 板 配 色 方 案 与 母 版 母 版 配 色 方 案 设 计 模 板 设 置 幻 灯 片 的 背 景 201

9 目 录 ix 5.4 演 示 文 稿 的 动 态 效 果 动 画 效 果 设 置 超 链 接 幻 灯 片 播 放 设 置 放 映 方 式 设 置 幻 灯 片 的 切 换 效 果 隐 藏 幻 灯 片 演 示 文 稿 的 打 印 演 示 文 稿 的 打 包 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 习 题 215 第 6 章 计 算 机 网 络 基 础 计 算 机 网 络 基 础 知 识 计 算 机 网 络 基 本 知 识 数 据 通 信 基 本 概 念 计 算 机 网 络 技 术 基 础 局 域 网 基 础 知 识 局 域 网 的 特 点 和 组 成 局 域 网 类 型 局 域 网 的 拓 扑 结 构 网 络 设 备 服 务 器 与 工 作 站 网 络 操 作 系 统 互 联 网 基 础 知 识 231 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 互 联 网 的 起 源 和 发 展 互 联 网 的 特 点 TCP/IP 协 议 IP 地 址 域 名 系 统 统 一 资 源 定 位 符 URL 连 接 互 联 网 通 过 局 域 网 连 接 互 联 网 的 基 本 设 置 使 用 ADSL 连 接 互 联 网 的 基 本 设 置 浏 览 器 启 动 IE 239

10 x 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 使 用 IE 浏 览 Web 页 保 存 与 打 印 网 页 IE 主 页 的 设 置 使 用 与 管 理 收 藏 夹 使 用 历 史 记 录 浏 览 信 息 检 索 与 搜 索 引 擎 电 子 邮 件 服 务 的 基 本 工 作 方 式 电 子 邮 件 工 具 的 使 用 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 实 训 综 合 习 题 255 第 7 章 多 媒 体 应 用 技 术 基 础 概 述 多 媒 体 技 术 的 概 念 多 媒 体 的 基 本 元 素 多 媒 体 技 术 的 应 用 与 发 展 多 媒 体 计 算 机 多 媒 体 PC 的 配 置 标 准 多 媒 体 创 作 所 需 的 外 围 设 备 声 音 处 理 基 础 声 音 信 号 数 字 化 常 见 声 音 文 件 的 存 储 格 式 常 见 声 音 处 理 软 件 图 像 处 理 基 础 图 像 信 息 数 字 化 数 字 图 形 与 图 像 的 性 能 指 标 常 见 图 片 文 件 格 式 常 用 图 形 图 像 处 理 软 件 动 画 处 理 基 础 动 画 的 基 本 概 念 常 见 的 动 画 文 件 格 式 常 用 动 画 制 作 软 件 视 频 处 理 基 础 视 频 的 概 念 常 见 的 视 频 文 件 格 式 常 用 视 频 播 放 与 处 理 软 件 280

11 目 录 xi 多 媒 体 数 据 压 缩 技 术 常 用 多 媒 体 创 作 工 具 综 合 习 题 284 第 8 章 数 据 库 基 础 基 本 概 念 数 据 信 息 和 数 据 处 理 数 据 库 数 据 库 管 理 系 统 和 数 据 库 系 统 数 据 管 理 技 术 的 发 展 数 据 模 型 数 据 模 型 的 基 本 概 念 E-R 模 型 常 见 的 3 种 数 据 模 型 数 据 库 技 术 的 发 展 历 程 和 发 展 方 向 关 系 数 据 库 标 准 语 言 简 介 综 合 习 题 300 参 考 文 献 303 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

12 1 1.1 计 算 机 是 一 种 能 够 在 其 内 部 指 令 控 制 下 运 行 并 能 够 自 动 高 速 而 准 确 地 对 信 息 进 行 处 理 的 现 代 电 子 设 备 由 于 它 能 模 拟 人 的 大 脑 去 处 理 各 种 信 息, 故 俗 称 电 脑 从 1946 年 世 界 上 第 一 台 计 算 机 诞 生 至 今, 计 算 机 技 术 得 到 了 飞 速 发 展 目 前 计 算 机 应 用 非 常 广 泛, 已 应 用 到 工 业 农 业 科 技 军 事 文 教 卫 生 家 庭 生 活 等 各 个 领 域 中, 计 算 机 已 成 为 当 代 社 会 人 们 分 析 问 题 解 决 问 题 的 重 要 工 具, 运 用 计 算 机 的 能 力 是 现 代 人 文 化 素 质 的 重 要 标 志 之 一 计 算 机 的 发 展 世 界 上 第 一 台 数 字 式 电 子 计 算 机 诞 生 于 1946 年 2 月, 它 就 是 美 国 宾 夕 法 尼 亚 大 学 物 理 学 家 莫 克 利 (J. Mauchly) 和 工 程 师 埃 克 特 (J. P. Eckert) 等 人 共 同 开 发 的 电 子 数 值 积 分 计 算 机 (Electronic Numerical Integrator And Calculator,ENIAC), 如 图 1-1 所 示 但 学 术 界 公 认, 电 子 计 算 机 的 理 论 和 模 型 是 由 英 国 数 学 家 图 灵 (Alan Mathison Turing, ) 在 1936 年 发 表 的 一 篇 名 为 论 可 计 算 数 及 其 在 判 定 问 题 中 的 应 用 的 论 文 中 奠 定 了 基 础 因 此, 当 美 国 计 算 机 协 会 (ACM) 在 1966 年 纪 念 电 子 计 算 机 诞 生 20 周 年, 即 图 灵 的 论 文 发 表 30 周 年 之 际, 决 定 设 立 计 算 机 界 的 第 一 个 奖 项 图 灵 奖, 以 纪 念 这 位 计 算 机 科 学 理 论 的 奠 基 人 图 灵 奖 也 被 称 为 计 算 机 界 的 诺 贝 尔 奖 ENIAC 是 一 个 庞 然 大 物, 其 占 地 面 积 为 170m 2, 总 质 量 达 30t 机 器 中 约 有 只 电 子 管 1500 个 继 电 器 7000 只 电 阻 及 其 他 各 种 电 气 元 器 件, 每 小 时 耗 电 量 约 为 150kW 这 样 一 台 巨 大 的 计 算 机 每 秒 钟 可 以 进 行 5000 次 加 减 运 算, 相 当 于 手 工 计 算 的 20 万 倍, 是 机 电 式 计 算 机 的 1000 倍 ENIAC 虽 是 第 一 台 正 式 投 入 运 行 的 电 子 计 算 机, 但 它 不 具 备 现 代 计 算 机 存 储 程 序 的 思 想 1946 年 6 月, 美 籍 匈 牙 利 数 学 家 冯 诺 依 曼 博 士 发 表 了 电 子 图 1-1 世 界 上 第 一 台 电 子 计 算 机 ENIAC 计 算 机 装 置 逻 辑 结 构 初 探 论 文, 并 设 计 出 了 第 一 台 存 储 程 序 计 算 机 EDVAC( 埃 德 瓦 克 ), 即 离 散 变 量 自 动 电 子 计 算 机 (the Electronic Discrete Variable Automatic Computer) 这 种 结 构 的 计 算 机 为 现 代 计 算 机 体 系 结 构 奠 定 了 基 础, 成 为 冯 诺 依 曼 体 系 结 构, 主 要 特 点 如 下 1 采 用 二 进 制 0 和 1 直 接 模 拟 开 关 电 路 通 断 两 种 状 态, 用 于 表 示 数 据 或 计 算 机 指 令 2 把 指 令 存 储 在 计 算 机 内 部, 且 能 自 动 执 行 指 令 3 计 算 机 硬 件 由 控 制 器 运 算 器 存 储 器 输 入 设 备 和 输 出 设 备 五 大 部 分 组 成

13 2 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 自 1946 年 第 一 台 电 子 计 算 机 问 世 以 来, 以 构 成 计 算 机 硬 件 的 逻 辑 器 件 为 标 志, 计 算 机 的 发 展 大 致 经 历 了 从 电 子 管 晶 体 管 中 小 规 模 集 成 电 路 到 超 大 集 成 电 路 计 算 机 等 4 个 发 展 阶 段, 通 常 称 为 四 代 计 算 机 如 下 这 一 阶 段 计 算 机 采 用 电 子 管 作 为 基 本 逻 辑 器 件, 因 此 称 为 电 子 管 计 算 机 其 主 要 特 征 1 采 用 电 子 管 作 为 主 要 器 件, 体 积 庞 大, 耗 电 量 高, 可 靠 性 差, 维 护 困 难 2 运 算 速 度 慢, 一 般 每 秒 为 数 千 次 至 数 万 次 3 采 用 磁 心 与 磁 鼓 存 储 信 息, 存 储 容 量 小 4 程 序 设 计 使 用 机 器 语 言 或 汇 编 语 言, 输 入 输 出 主 要 用 穿 孔 的 纸 带 或 卡 片, 编 程 与 上 机 都 很 费 时 5 主 要 用 于 科 学 计 算 第 二 代 电 子 计 算 机 采 用 晶 体 管 作 为 逻 辑 器 件, 因 此 也 称 晶 体 管 计 算 机 其 主 要 特 征 如 下 1 采 用 晶 体 管 作 为 主 要 器 件, 体 积 减 小, 质 量 减 轻, 成 本 下 降, 能 耗 降 低, 可 靠 性 和 运 算 速 度 得 到 了 提 高 2 采 用 磁 心 作 为 内 存 储 器, 磁 盘 磁 带 作 为 外 存 储 器, 容 量 大 大 提 高 3 软 件 方 面 有 了 系 统 软 件 ( 监 控 程 序 ), 提 出 了 操 作 系 统 的 概 念, 出 现 了 如 FORTRAN 和 COBOL 等 高 级 语 言 4 计 算 机 应 用 领 域 扩 大, 除 科 学 计 算 外, 还 用 于 数 据 处 理 和 实 时 过 程 控 制 世 纪 60 年 代 中 期, 随 着 半 导 体 工 艺 的 发 展, 已 制 造 出 了 集 成 电 路 器 件 集 成 电 路 可 在 几 平 方 毫 米 的 单 晶 硅 片 上 集 成 十 几 个 甚 至 上 百 个 电 子 元 器 件 此 类 计 算 机 采 用 集 成 电 路 作 为 逻 辑 器 件, 称 为 集 成 电 路 计 算 机 其 主 要 特 征 如 下 1 采 用 中 小 规 模 集 成 电 路 器 件, 体 积 进 一 步 缩 小, 使 用 寿 命 更 长 运 算 速 度 加 快, 每 秒 可 达 几 千 万 次 运 算 2 采 用 半 导 体 存 储 器, 存 储 容 量 进 一 步 提 高, 而 体 积 更 小 价 格 更 低 3 高 级 语 言 进 一 步 发 展 操 作 系 统 的 出 现, 使 计 算 机 功 能 更 强 4 计 算 机 应 用 范 围 扩 大 到 企 业 管 理 和 辅 助 设 计 等 领 域 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 这 个 时 期 的 计 算 机 主 要 逻 辑 器 件 为 大 规 模 和 超 大 规 模 集 成 电 路, 一 般 称 为 大 规 模 和 超 大 规 模 集 成 电 路 计 算 机 其 主 要 特 征 如 下 1 采 用 大 规 模 和 超 大 规 模 集 成 电 路 作 为 基 本 逻 辑 器 件, 使 计 算 机 体 积 质 量 和 成 本 大 幅 度 降 低, 运 算 速 度 和 可 靠 性 大 幅 度 提 高

14 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 3 2 作 为 主 存 储 器 的 半 导 体 存 储 器, 其 集 成 度 越 来 越 高, 容 量 越 来 越 大, 速 度 越 来 越 快 外 存 储 器 除 了 广 泛 使 用 软 硬 盘 外, 还 引 进 了 光 盘 和 闪 存 盘 3 软 件 配 置 丰 富, 软 件 系 统 工 程 化 理 论 化, 程 序 设 计 部 分 自 动 化 操 作 更 方 便, 应 用 更 广 泛 4 多 媒 体 技 术 崛 起, 计 算 机 集 图 形 图 像 声 音 与 文 字 处 理 于 一 体, 在 信 息 处 理 领 域 掀 起 了 一 场 革 命 计 算 机 的 特 点 及 分 类 1 (1) 运 算 速 度 快 运 算 速 度 快 是 计 算 机 的 一 个 突 出 特 点 计 算 机 的 运 算 速 度 已 由 早 期 的 每 秒 几 千 次 ( 如 ENIAC 机 每 秒 钟 仅 可 完 成 5000 次 加 法 ) 发 展 到 现 在 的 最 高 可 达 每 秒 几 千 亿 次 乃 至 万 亿 次 计 算 机 高 速 运 算 的 能 力 极 大 地 提 高 了 工 作 效 率, 把 人 们 从 浩 繁 的 脑 力 劳 动 中 解 放 出 来 过 去 用 人 工 旷 日 持 久 才 能 完 成 的 计 算, 计 算 机 在 瞬 间 即 可 完 成 运 算 速 度 快 是 计 算 机 得 以 广 泛 使 用 的 主 要 原 因 之 一 (2) 计 算 精 度 高 由 于 计 算 机 采 用 二 进 制 表 示 数 据, 因 此 它 的 精 度 主 要 取 决 于 表 示 数 据 的 位 数, 即 机 器 字 长 字 长 越 长, 其 精 度 越 高 计 算 机 的 字 长 从 8 位 16 位 增 加 到 32 位 64 位 甚 至 更 长, 从 而 使 计 算 结 果 具 有 很 高 的 精 确 度 如 果 再 加 上 运 算 技 巧, 则 会 使 数 值 计 算 越 来 越 精 确 例 如, 对 圆 周 率 的 计 算, 数 学 家 们 经 过 长 期 艰 苦 的 努 力 只 算 到 了 小 数 点 后 500 位, 而 使 用 计 算 机 很 快 就 能 够 算 到 小 数 点 后 200 万 位 (3) 存 储 容 量 大 计 算 机 的 存 储 器 可 以 存 储 大 量 数 据, 这 使 计 算 机 具 有 了 记 忆 功 能 目 前 计 算 机 的 存 储 容 量 越 来 越 大, 已 高 达 千 万 亿 字 节 ( 拍 字 节 ) 的 容 量 它 能 把 数 据 程 序 存 入, 进 行 数 据 处 理 和 计 算, 并 把 结 果 保 存 起 来 (4) 具 有 逻 辑 判 断 能 力 计 算 机 除 了 能 够 完 成 基 本 的 算 术 运 算 外, 还 具 有 进 行 比 较 判 断 等 逻 辑 运 算 的 功 能 这 种 能 力 是 计 算 机 处 理 逻 辑 推 理 问 题, 实 现 信 息 处 理 自 动 化 的 前 提 (5) 自 动 化 程 度 高, 通 用 性 强 由 于 计 算 机 的 工 作 方 式 是 将 程 序 和 数 据 先 存 放 在 机 内, 工 作 时 按 程 序 规 定 的 操 作, 一 步 一 步 地 自 动 完 成, 一 般 无 需 人 工 干 预, 因 而 自 动 化 程 度 高, 这 一 特 点 是 一 般 计 算 工 具 所 不 具 备 的 计 算 机 通 用 性 的 特 点 表 现 在 几 乎 能 求 解 自 然 科 学 和 社 会 科 学 中 一 切 类 型 的 问 题, 能 广 泛 地 应 用 于 各 个 领 域 (6) 可 靠 性 高 随 着 微 电 子 技 术 和 计 算 机 技 术 的 发 展, 计 算 机 具 有 非 常 高 的 可 靠 性, 可 以 连 续 无 故 障 地 运 行 几 个 月 甚 至 几 年

15 4 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 2 计 算 机 的 分 代 说 明 了 计 算 机 在 时 间 上 的 纵 向 发 展, 而 分 类 则 可 用 来 说 明 计 算 机 的 横 向 发 展 目 前 大 都 是 采 用 国 际 上 沿 用 的 分 类 方 法, 即 根 据 美 国 电 气 和 电 子 工 程 师 协 会 (IEEE) 于 1989 年 11 月 提 出 的 标 准 来 划 分 的, 即 把 计 算 机 划 分 为 巨 型 机 小 巨 型 机 大 型 主 机 小 型 机 个 人 计 算 机 和 工 作 站 6 类 (1) 巨 型 机 巨 型 机 (Super Computer) 也 称 超 级 计 算 机, 它 通 常 是 由 数 百 数 千 甚 至 更 多 的 处 理 器 ( 机 ) 组 成 的 能 计 算 普 通 PC 和 服 务 器 不 能 完 成 的 大 型 复 杂 课 题 的 计 算 机 超 级 计 算 机 是 计 算 机 中 功 能 最 强 运 算 速 度 最 快 存 储 容 量 最 大 的 一 类 计 算 机, 是 国 家 科 技 发 展 水 平 和 综 合 国 力 的 重 要 标 志 超 级 计 算 机 拥 有 最 强 的 并 行 计 算 能 力, 主 要 用 于 科 学 计 算 在 气 象 军 事 能 源 航 天 探 矿 等 领 域 承 担 大 规 模 高 速 度 的 计 算 任 务 我 国 自 行 研 制 的 银 河 曙 光 神 威 都 属 于 高 性 能 的 巨 型 机, 特 别 是 曙 光 星 云 的 运 算 速 度 超 过 了 千 万 亿 次 / 每 秒, 从 而 使 我 国 成 为 世 界 上 少 数 几 个 能 研 制 巨 型 机 的 国 家 之 一 (2) 小 巨 型 机 小 巨 型 机 (Mini Super Computer) 是 小 型 超 级 计 算 机 或 称 桌 上 型 超 级 计 算 机, 是 20 世 纪 80 年 代 出 现 的 新 机 种 在 技 术 上 采 用 高 性 能 的 微 处 理 器 组 成 并 行 多 处 理 器 系 统, 使 巨 型 机 小 型 化 其 性 能 和 运 算 速 度 接 近 巨 型 机, 而 价 格 比 巨 型 机 低 得 多 (3) 大 型 主 机 大 型 主 机 (Mainframe) 也 称 大 型 计 算 机, 它 包 括 通 常 所 说 的 大 型 机 和 中 型 机 这 种 机 器 也 有 很 快 的 运 算 速 度 和 很 大 的 存 储 空 间, 并 允 许 相 当 多 的 用 户 同 时 使 用 这 类 机 器 通 常 用 于 大 型 企 业 商 业 管 理 或 大 型 数 据 库 管 理 系 统 中, 也 可 用 作 大 型 计 算 机 网 络 中 的 主 机 (4) 小 型 机 小 型 机 (Mini Computer) 规 模 小, 结 构 简 单, 可 靠 性 高, 成 本 较 低, 易 于 维 护, 设 计 周 期 短, 便 于 及 时 采 用 先 进 工 艺, 因 而 得 以 广 泛 推 广, 主 要 面 向 中 小 型 企 事 业 单 位 例 如, 美 国 DEC 公 司 的 VAX 系 列 机 型 IBM 公 司 的 AS/400 系 列 都 属 于 小 型 机 (5) 个 人 计 算 机 个 人 计 算 机 (Personal Computer) 就 是 平 常 所 说 的 微 型 计 算 机 ( 以 下 简 称 微 机 ) 或 PC, 这 是 20 世 纪 70 年 代 出 现 的 新 机 种, 以 其 设 计 先 进 ( 总 是 率 先 采 用 高 性 能 微 处 理 器 ) 软 件 丰 富 功 能 齐 全 价 格 便 宜 等 优 势 而 拥 有 广 大 用 户, 因 而 大 大 推 动 了 计 算 机 的 普 及 应 用 PC 的 主 流 是 IBM 公 司 在 1981 年 推 出 的 PC 系 列 及 其 众 多 的 兼 容 机, 另 外 Apple 公 司 的 Macintosh 系 列 机 在 教 育 美 术 设 计 等 领 域 也 有 广 泛 的 应 用 目 前,PC 是 无 所 不 在 无 所 不 用 的, 其 款 式 除 了 台 式 的, 还 有 膝 上 型 笔 记 本 型 掌 上 型 手 表 型 等 (6) 工 作 站 工 作 站 (Workstation) 是 一 种 介 于 微 机 和 小 型 机 之 间 的 高 档 微 机 系 统, 通 常 配 有 高 分 辨 率 的 大 屏 幕 显 示 器 及 容 量 很 大 的 内 存 储 器 和 外 存 储 器, 并 且 具 有 较 强 的 信 息 处 理 功 能 和 高 性 能 的 图 形 图 像 处 理 功 能 及 连 网 功 能 它 主 要 应 用 在 工 程 设 计 动 画 制 作 科 学 研 究 软 件 开 发 金 融 管 理 信 息 服 务 模 拟 仿 真 等 专 业 领 域 此 处 所 指 的 工 作 站 与 网 络 系 统 中 的 工 作 站, 在 用 词 上 相 同, 而 含 义 不 同 因 为 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

16 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 5 网 络 上 工 作 站 这 个 词 常 被 用 泛 指 互 联 网 用 户 的 结 点, 以 区 别 于 网 络 服 务 器 网 络 上 的 工 作 站 通 常 是 指 一 般 的 PC 计 算 机 的 应 用 及 发 展 趋 势 1 随 着 计 算 机 技 术 的 飞 速 发 展, 计 算 机 的 应 用 领 域 也 日 益 宽 广 从 工 业 农 业 商 业 军 事 银 行 到 各 类 学 校, 从 国 家 政 府 机 关 到 每 个 家 庭, 计 算 机 几 乎 无 处 不 在 概 括 地 说, 计 算 机 主 要 应 用 于 以 下 几 个 方 面 (1) 科 学 计 算 科 学 计 算 又 称 数 值 计 算, 是 计 算 机 最 早 的 应 用 领 域 在 科 学 技 术 与 工 程 设 计 中, 如 导 弹 航 天 飞 机 人 造 卫 星 原 子 反 应 堆 天 气 预 报 大 型 建 筑 地 震 测 报 地 质 勘 探 机 械 设 计 物 质 结 构 分 析 等 的 设 计 控 制 和 测 试, 都 需 要 借 助 于 计 算 机 运 算 的 快 速 性 和 精 确 性 来 进 行 如 果 没 有 计 算 机, 这 么 巨 大 的 计 算 工 作 量 单 靠 人 类 自 身 的 能 力 是 很 难 完 成 的 (2) 信 息 处 理 信 息 处 理 即 数 据 处 理, 是 计 算 机 应 用 中 最 广 泛 的 领 域, 据 统 计, 世 界 上 的 计 算 机 80% 用 于 信 息 处 理 信 息 处 理 是 指 用 计 算 机 对 生 产 和 经 营 活 动 社 会 科 学 研 究 中 的 大 量 信 息 进 行 收 集 整 理 转 换 分 类 统 计 处 理 存 储 传 输 和 输 出 的 处 理 信 息 处 理 是 一 切 信 息 管 理 辅 助 决 策 系 统 的 基 础, 各 类 管 理 信 息 系 统 决 策 支 持 系 统 专 家 系 统 及 办 公 自 动 化 系 统 都 属 于 信 息 处 理 的 范 畴 (3) 实 时 控 制 实 时 控 制 又 称 过 程 控 制, 利 用 计 算 机 及 时 采 集 检 测 数 据, 按 最 优 值 迅 速 地 对 控 制 对 象 进 行 自 动 调 节 或 自 动 控 制 采 用 计 算 机 进 行 过 程 控 制, 不 仅 可 以 大 大 提 高 控 制 的 自 动 化 水 平, 而 且 可 以 提 高 控 制 的 及 时 性 和 准 确 性, 从 而 改 善 劳 动 条 件 提 高 产 品 质 量 及 合 格 率 因 此, 计 算 机 过 程 控 制 已 在 机 械 冶 金 石 油 化 工 纺 织 水 电 航 天 等 部 门 得 到 广 泛 的 应 用 例 如, 在 汽 车 工 业 方 面, 利 用 计 算 机 控 制 机 床 控 制 整 个 装 配 流 水 线, 不 仅 可 以 实 现 精 度 要 求 高 形 状 复 杂 的 零 件 加 工 自 动 化, 而 且 可 以 使 整 个 车 间 或 工 厂 实 现 自 动 化 (4) 计 算 机 辅 助 系 统 计 算 机 辅 助 系 统 包 括 计 算 机 辅 助 设 计 (Computer Aided Design,CAD) 计 算 机 辅 助 制 造 (Computer Aided Manufacturing,CAM) 计 算 机 辅 助 教 学 (Computer Aided Instruction, CAI) 等 计 算 机 辅 助 设 计 是 利 用 计 算 机 系 统 辅 助 设 计 人 员 进 行 工 程 或 产 品 设 计, 以 实 现 最 佳 设 计 效 果 的 一 种 技 术 它 已 广 泛 地 应 用 于 飞 机 汽 车 机 械 电 子 建 筑 和 轻 工 等 领 域 例 如, 在 电 子 计 算 机 的 设 计 过 程 中, 利 用 CAD 技 术 进 行 体 系 结 构 模 拟 逻 辑 模 拟 插 件 划 分 自 动 布 线 等, 从 而 大 大 提 高 了 设 计 工 作 的 自 动 化 程 度 又 如, 在 建 筑 设 计 过 程 中, 可 以 利 用 CAD 技 术 进 行 力 学 计 算 结 构 计 算 绘 制 建 筑 图 样 等, 这 样 不 但 提 高 了 设 计 速 度, 而 且 可 以 大 大 提 高 设 计 质 量 计 算 机 辅 助 制 造 是 指 在 机 械 制 造 业 中, 利 用 电 子 数 字 计 算 机 通 过 各 种 数 值 控 制 机 床 和 设 备, 自 动 完 成 离 散 产 品 的 加 工 装 配 检 测 和 包 装 等 制 造 过 程 采 用 计 算 机 辅 助 制 造 零 件 部 件, 可 改 善 对 产 品 设 计 和 品 种 多 变 的 适 应 能 力, 提 高 加 工 速 度 和 生 产 自 动 化 水 平, 缩 短 加

17 6 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 工 准 备 时 间, 降 低 生 产 成 本, 提 高 产 品 质 量 和 批 量 生 产 的 劳 动 生 产 率 计 算 机 辅 助 教 学 是 在 计 算 机 辅 助 下 进 行 的 各 种 教 学 活 动, 以 对 话 方 式 与 学 生 讨 论 教 学 内 容 安 排 教 学 进 程 进 行 教 学 训 练 的 方 法 与 技 术 CAI 为 学 生 提 供 了 一 个 良 好 的 个 人 化 学 习 环 境 综 合 应 用 多 媒 体 超 文 本 人 工 智 能 和 知 识 库 等 计 算 机 技 术, 克 服 了 传 统 教 学 方 式 上 单 一 片 面 的 缺 点 它 的 使 用 能 有 效 地 缩 短 学 习 时 间, 提 高 教 学 质 量 和 教 学 效 率, 实 现 最 优 化 的 教 学 目 标 (5) 人 工 智 能 人 工 智 能 (Artificial Intelligence) 是 计 算 机 模 拟 人 类 的 智 能 活 动, 如 感 知 判 断 理 解 学 习 问 题 求 解 和 图 像 识 别 等 现 在 人 工 智 能 的 研 究 已 取 得 不 少 成 果, 有 些 已 开 始 走 向 实 用 阶 段 例 如, 能 模 拟 高 水 平 医 学 专 家 进 行 疾 病 诊 疗 的 专 家 系 统, 具 有 一 定 思 维 能 力 的 智 能 机 器 人 等 (6) 多 媒 体 应 用 多 媒 体 计 算 机 的 出 现 提 高 了 计 算 机 的 应 用 水 平, 扩 大 了 计 算 机 技 术 的 应 用 领 域, 使 得 计 算 机 除 了 能 够 处 理 文 字 信 息 外, 还 能 处 理 声 音 视 频 图 像 等 多 媒 体 信 息 (7) 网 络 应 用 计 算 机 技 术 与 现 代 通 信 技 术 的 结 合 构 成 了 计 算 机 网 络 计 算 机 网 络 的 建 立, 不 仅 解 决 了 一 个 单 位 一 个 地 区 一 个 国 家 中 计 算 机 与 计 算 机 之 间 的 通 信, 各 种 软 硬 件 资 源 的 共 享, 也 大 大 促 进 了 国 际 间 的 文 字 图 像 视 频 和 声 音 等 各 类 数 据 的 传 输 与 处 理 2 (1) 巨 型 化 巨 型 化 是 指 高 速 运 算 大 存 储 容 量 和 超 强 功 能 的 巨 型 计 算 机 巨 型 计 算 机 主 要 用 于 尖 端 科 学 技 术 和 军 事 国 防 系 统 的 研 究 开 发 巨 型 计 算 机 的 发 展 集 中 体 现 了 计 算 机 科 学 技 术 的 发 展 水 平, 推 动 了 计 算 机 系 统 结 构 硬 件 和 软 件 的 理 论 和 技 术 计 算 数 学 及 计 算 机 应 用 等 多 个 科 学 分 支 的 发 展 (2) 微 型 化 随 着 微 电 子 技 术 和 超 大 规 模 集 成 电 路 的 发 展, 微 处 理 器 芯 片 连 续 更 新 换 代, 微 机 连 年 降 价, 加 上 丰 富 的 软 件 和 外 部 设 备, 操 作 简 单, 使 微 机 很 快 普 及 到 社 会 各 个 领 域 随 着 微 电 子 技 术 的 进 一 步 发 展, 微 机 将 发 展 得 更 加 迅 速, 其 中 笔 记 本 型 掌 上 型 等 微 机 以 更 高 的 性 价 比 受 到 人 们 的 欢 迎 (3) 网 络 化 现 代 信 息 社 会 的 发 展 趋 势 就 是 实 现 资 源 共 享, 即 利 用 计 算 机 和 通 信 技 术, 将 各 个 地 区 的 计 算 机 互 连 起 来, 形 成 一 个 规 模 巨 大 功 能 强 大 的 计 算 机 网 络, 使 信 息 能 得 到 快 速 高 效 的 传 递 (4) 多 媒 体 化 现 代 计 算 机 不 仅 用 来 进 行 计 算, 还 能 处 理 声 音 图 像 文 字 视 频 和 音 频 信 号, 使 人 们 面 对 有 声 有 色 图 文 并 茂 的 信 息 环 境 (5) 智 能 化 智 能 化 就 是 要 求 计 算 机 能 模 拟 人 的 感 觉 和 思 维 能 力, 也 是 第 五 代 计 算 机 要 实 现 的 目 标 智 能 化 的 研 究 领 域 很 多, 其 中 最 有 代 表 性 的 领 域 是 专 家 系 统 和 机 器 人 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

18 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 计 算 机 系 统 由 计 算 机 硬 件 系 统 和 计 算 机 软 件 系 统 两 大 部 分 组 成 硬 件 系 统 是 计 算 机 系 统 中 由 电 子 机 械 和 光 电 器 件 等 组 成 的 各 种 物 理 装 置, 是 看 得 见 摸 得 着 的 实 体 ; 软 件 是 计 算 机 系 统 中 的 程 序 及 文 档 程 序 是 指 令 序 列 的 符 号 表 示, 文 档 是 软 件 开 发 过 程 中 建 立 的 技 术 资 料 计 算 机 系 统 的 基 本 组 成 如 图 1-2 所 示 图 1-2 计 算 机 系 统 组 成 计 算 机 的 硬 件 系 统 计 算 机 硬 件 是 计 算 机 系 统 中 所 有 物 理 装 置 的 总 称 迄 今 为 止, 所 有 计 算 机 均 采 用 冯 诺 依 曼 型 计 算 机 的 设 计 思 想, 即 计 算 机 硬 件 由 运 算 器 存 储 器 控 制 器 输 入 设 备 和 输 出 设 备 五 大 基 本 部 件 组 成 计 算 机 的 硬 件 结 构 如 图 1-3 所 示 控 制 器 和 运 算 器 构 成 了 微 机 硬 件 系 统 的 核 心 中 央 处 理 器 CPU(Central Processing Unit), 也 称 微 处 理 器 存 储 器 可 分 为 内 部 存 储 器 和 外 部 存 储 器, 简 称 内 存 和 外 存 在 微 机 中,CPU 和 内 存 合 在 一 起 称 为 主 机, 输 入 / 输 出 设 备 和 外 存 合 在 一 起 称 为 外 部 设 备 下 面 介 绍 构 成 计 算 机 硬 件 的 五 大 基 本 部 件 1 运 算 器 是 计 算 机 中 执 行 各 种 算 术 和 逻 辑 运 算 操 作 的 部 件, 由 算 术 逻 辑 单 元 (ALU) 累 加 器 状 态 寄 存 器 通 用 寄 存 器 组 等 组 成 算 术 逻 辑 运 算 单 元 (ALU) 的 基 本 功 能 为 加 减 乘 除 四 则 运 算, 与 或 非 异 或 等 逻 辑 操 作, 以 及 移 位 求 补 等 操 作 计 算 机 运 行 时, 运 算 器 的 操 作 和 操 作 种 类 由 控 制 器 决 定 运 算 器 处 理 的 数 据 来 自 存 储 器, 处 理 后 的 结 果 数 据 通 常 送 回 存 储 器, 或 暂 时 寄 存 在 运 算 器 中

19 8 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 图 1-3 计 算 机 硬 件 结 构 图 2 控 制 器 是 计 算 机 的 指 挥 和 控 制 中 心 它 指 挥 控 制 计 算 机 各 部 件 自 动 协 调 地 工 作 当 系 统 运 行 时, 控 制 器 负 责 从 存 储 器 中 取 出 指 令, 并 对 指 令 进 行 译 码 ; 根 据 指 令 的 要 求, 按 时 间 的 先 后 顺 序, 负 责 向 其 他 各 部 件 发 出 控 制 信 号, 保 证 各 部 件 协 调 一 致 地 工 作 控 制 器 主 要 由 指 令 寄 存 器 译 码 器 程 序 计 数 器 和 操 作 控 制 器 等 组 成 运 算 器 和 控 制 器 是 计 算 机 的 核 心, 一 般 称 为 中 央 处 理 器 (CPU) 3 存 储 器 是 计 算 机 系 统 中 的 记 忆 设 备, 用 来 存 放 程 序 和 数 据 存 储 器 分 为 内 存 储 器 和 外 存 储 器 内 存 储 器 属 于 主 机 的 一 部 分, 用 于 存 放 系 统 当 前 正 在 执 行 的 程 序 和 数 据, 属 于 临 时 存 储 器 外 存 储 器 属 于 外 部 设 备, 用 于 存 放 系 统 暂 不 用 的 程 序 和 数 据, 属 于 永 久 存 储 器 (1) 内 存 储 器 内 存 储 器 由 大 规 模 或 超 大 规 模 集 成 电 路 芯 片 所 构 成 内 存 储 器 由 主 存 储 器 和 高 速 缓 冲 存 储 器 组 成 计 算 机 运 算 之 前, 程 序 和 数 据 通 过 输 入 设 备 送 入 内 存 运 算 开 始 后, 内 存 储 器 不 仅 要 为 各 个 部 件 提 供 必 需 的 信 息, 也 要 保 持 运 算 的 中 间 结 果 即 最 后 结 果 总 之, 它 要 和 各 个 部 件 直 接 联 系, 进 行 数 据 传 送 因 此 为 了 提 高 计 算 机 的 运 算 速 度, 要 求 内 存 储 器 能 进 行 快 速 的 存 数 和 取 数 操 作 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 1) 内 存 储 器 的 两 个 重 要 概 念 1 内 存 地 址 内 存 由 许 多 存 储 单 元 组 成, 每 个 存 储 单 元 可 存 放 若 干 位 数 据 代 码, 该 代 码 可 以 是 指 令, 也 可 以 是 数 据 为 了 区 分 不 同 的 存 储 单 元, 每 个 存 储 单 元 的 位 置 都 有 一 个 编 号, 即 地 址, 一 般 用 十 六 进 制 表 示 当 计 算 机 要 把 一 个 信 息 代 码 存 入 某 存 储 单 元 中 或 从 某 存 储 单 元 取 出 时, 首 先 要 告 诉 该 存 储 单 元 的 地 址, 然 后 由 存 储 器 查 找 与 该 地 址 对 应 的 存 储 单 元, 找 到 后 才 能 进 行 数 据 的 存 取 2 内 存 容 量 存 储 器 中 所 有 存 储 单 元 的 总 和 称 为 存 储 容 量 计 算 机 的 内 存 容 量 取 决 于

20 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 9 地 址 的 宽 度, 假 设 一 个 内 存 的 地 址 码 由 20 位 二 进 制 数 组 成, 则 内 存 容 量 为 2 20, 即 1M 个 存 储 单 元 每 个 存 储 单 元 存 放 一 个 字 节, 则 该 存 储 器 的 存 储 容 量 为 1MB 存 储 器 容 量 的 基 本 单 位 是 字 节 (Byte,B), 为 了 便 于 表 示 大 容 量 存 储 器, 常 用 KB MB GB 来 度 量, 存 储 容 量 越 大, 表 示 计 算 机 所 能 存 储 的 信 息 量 越 多 2) 随 机 存 储 器 与 只 读 存 储 器 内 存 储 器 按 其 工 作 方 式 分 为 随 机 存 储 器 (Random Access Memory,RAM) 和 只 读 存 储 器 (Read Only Memory,ROM) 1 随 机 存 储 器 RAM 的 主 要 特 点 是 既 可 以 从 中 读 出 数 据 又 可 以 写 入 数 据 ; 断 电 后, 存 储 内 容 立 即 消 失, 即 具 有 易 失 性 RAM 按 其 结 构 可 分 为 动 态 随 机 存 储 器 (Dynamic RAM,DRAM) 和 静 态 随 机 存 储 器 (Static RAM,SRAM) 两 大 类 DRAM 利 用 ( 金 属 氧 化 物 半 导 体 MOS) 电 容 存 储 电 荷 来 储 存 信 息, 因 此 必 须 通 过 不 停 地 给 电 容 充 电 来 维 持 信 息 其 特 点 是 功 耗 较 小, 容 量 大, 速 度 较 快, 作 为 主 存 SRAM 是 利 用 双 稳 态 触 发 器 来 保 存 信 息 的, 只 要 不 断 电, 信 息 是 不 会 丢 失 的 其 特 点 是 功 耗 较 大, 存 取 速 度 快, 主 要 用 于 高 速 缓 冲 存 储 器 (Cache) 2 只 读 存 储 器 ROM 的 特 点 是 只 能 对 其 存 储 的 内 容 读 出, 不 能 由 用 户 写 入 新 内 容 ; 断 电 后,ROM 中 的 数 据 不 会 丢 失 ROM 的 数 据 是 厂 家 在 生 产 芯 片 时, 以 特 殊 的 方 式 固 化 的, 用 于 存 放 系 统 管 理 程 序, 用 户 一 般 不 能 修 改 根 据 ROM 中 信 息 的 写 入 方 法,ROM 分 为 普 通 的 ROM 或 称 为 掩 膜 型 ROM 可 编 程 只 读 存 储 器 (PROM) 用 紫 外 光 擦 除 可 编 程 只 读 存 储 器 (EPROM) 电 可 擦 除 可 编 程 的 只 读 存 储 器 (EEPROM) 快 擦 型 存 储 器 (Flash Memory) 3) 高 速 缓 冲 存 储 器 Cache 是 介 于 中 央 处 理 器 和 主 存 储 器 之 间 的 高 速 小 容 量 存 储 器 在 计 算 机 技 术 发 展 过 程 中, 主 存 储 器 存 取 速 度 一 直 比 中 央 处 理 器 操 作 速 度 慢 得 多, 使 中 央 处 理 器 的 高 速 处 理 能 力 不 能 充 分 发 挥, 整 个 计 算 机 系 统 的 工 作 效 率 受 到 影 响 Cache 可 用 来 缓 和 中 央 处 理 器 和 主 存 储 器 之 间 速 度 不 匹 配 的 矛 盾, 它 的 存 取 速 度 能 与 中 央 处 理 器 相 匹 配, 但 容 量 较 小 Cache 中 的 数 据 是 RAM 的 常 用 副 本, 在 程 序 运 行 中, 当 需 要 取 指 令 和 数 据 时, CPU 先 检 查 Cache 中 是 否 有 该 内 容, 若 有 就 从 Cache 中 取 出, 否 则 从 主 存 储 器 取 出, 这 样 就 充 分 发 挥 了 CPU 的 潜 力, 计 算 机 系 统 处 理 速 度 就 能 显 著 提 高 (2) 外 存 储 器 外 存 储 器 是 主 机 的 外 部 设 备, 又 称 辅 助 存 储 器 ( 简 称 外 存 ), 是 内 存 的 扩 充, 存 取 速 度 比 内 存 慢 很 多 外 存 具 有 存 储 容 量 大, 可 以 长 期 保 存 暂 时 不 用 的 程 序 和 数 据, 信 息 存 储 性 价 比 较 高 等 特 点 常 用 的 外 存 有 硬 盘 光 盘 闪 存 盘 等 4 输 入 设 备 用 于 向 计 算 机 输 入 程 序 和 数 据 的 设 备, 输 入 设 备 就 像 人 的 眼 耳 等 感 觉 器 官, 是 微 机 系 统 用 来 接 收 信 息 的 部 件 常 用 的 输 入 设 备 有 键 盘 鼠 标 扫 描 仪 手 写 板 数 码 照 相 机 条 形 码 阅 读 器 等 5 输 出 设 备 是 用 来 输 出 计 算 机 处 理 结 果 的 设 备 常 用 的 输 出 设 备 有 显 示 器 打 印 机 绘 图 仪 等

21 10 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 计 算 机 的 基 本 工 作 原 理 1 指 令 是 能 被 计 算 机 识 别 并 执 行 的 二 进 制 代 码, 它 规 定 了 计 算 机 能 完 成 的 某 一 种 操 作 一 台 计 算 机 所 能 执 行 的 全 部 指 令 的 集 合, 称 为 这 台 计 算 机 的 指 令 系 统 指 令 系 统 充 分 反 映 了 计 算 机 对 数 据 进 行 处 理 的 能 力 不 同 种 类 的 计 算 机, 指 令 系 统 所 包 含 的 指 令 数 目 与 格 式 也 不 同 指 令 系 统 是 根 据 计 算 机 使 用 要 求 设 计 的, 指 令 系 统 越 丰 富 完 备, 编 制 程 序 就 越 方 便 灵 活 一 条 指 令 通 常 由 如 下 两 个 部 分 组 成 (1) 操 作 码 操 作 码 指 明 该 指 令 要 完 成 的 操 作, 如 存 数 取 数 等 操 作 码 的 位 数 决 定 了 一 个 机 器 指 令 的 条 数 当 使 用 定 长 度 操 作 码 格 式 时, 若 操 作 码 位 数 为 n, 则 指 令 条 数 可 有 2 n 条 (2) 操 作 数 操 作 数 是 指 操 作 对 象 的 内 容 或 者 所 在 的 单 元 格 地 址 操 作 数 在 大 多 数 情 况 下 是 地 址 码, 地 址 码 有 0~3 位 从 地 址 代 码 得 到 的 仅 是 数 据 所 在 的 地 址, 可 以 是 源 操 作 数 的 存 放 地 址, 也 可 以 是 操 作 结 果 的 存 放 地 址 2 计 算 机 的 工 作 过 程 实 际 上 是 快 速 地 执 行 指 令 的 过 程 当 计 算 机 在 工 作 时, 有 两 种 信 息 在 流 动, 一 种 是 数 据 流, 另 一 种 是 控 制 流 数 据 流 是 指 原 始 数 据 中 间 结 果 结 果 数 据 源 程 序 等 控 制 流 是 由 控 制 器 对 指 令 进 行 分 析 解 释 后 向 各 部 件 发 出 的 控 制 命 令, 用 于 指 挥 各 部 件 协 调 地 工 作 下 面 以 指 令 的 执 行 过 程 来 认 识 计 算 机 的 基 本 工 作 原 理 计 算 机 的 指 令 执 行 过 程 分 为 如 下 几 个 步 骤 1 取 指 令 : 从 内 存 储 器 中 取 出 指 令 送 到 指 令 寄 存 器 2 分 析 指 令 : 对 指 令 寄 存 器 中 存 放 的 指 令 进 行 分 析, 由 译 码 器 对 操 作 码 进 行 译 码, 将 指 令 的 操 作 码 转 换 成 相 应 的 控 制 电 信 号, 并 由 地 址 码 确 定 操 作 数 的 地 址 3 执 行 指 令 : 由 操 作 控 制 电 路 发 出 的 完 成 该 操 作 所 需 要 的 一 系 列 控 制 信 息, 以 完 成 该 指 令 所 需 要 的 操 作 4 为 执 行 下 一 条 指 令 做 准 备 : 形 成 下 一 条 指 令 的 地 址, 指 令 计 数 器 指 向 存 放 下 一 条 指 令 的 地 址, 最 后 控 制 单 元 将 执 行 结 果 写 入 内 存 计 算 机 在 运 行 时,CPU 从 内 存 读 取 一 条 指 令 到 CPU 内 执 行, 指 令 执 行 完, 再 从 内 存 读 取 下 一 条 指 令 到 CPU 执 行 CPU 不 断 地 取 指 令, 分 析 指 令, 执 行 指 令, 再 取 下 一 条 指 令, 这 就 是 程 序 的 执 行 过 程 总 之, 计 算 机 的 工 作 就 是 执 行 程 序, 即 自 动 连 续 地 执 行 一 系 列 指 令, 而 程 序 开 发 人 员 的 工 作 就 是 编 制 程 序, 使 计 算 机 不 断 地 工 作 微 型 计 算 机 硬 件 配 置 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 微 机 是 目 前 应 用 最 广 泛 的 计 算 机, 从 外 观 上 看, 其 最 基 本 的 硬 件 系 统 通 常 由 主 机 显 示 器 键 盘 鼠 标 和 音 箱 等 组 成

22 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 11 1 主 机 部 分 位 于 卧 式 或 立 式 的 主 机 箱 中, 主 要 包 括 主 板 CPU 内 存 显 卡 声 卡 硬 盘 电 源 等 (1)CPU CPU 是 微 机 的 心 脏, 一 台 微 机 所 使 用 的 CPU 基 本 决 定 了 这 台 微 机 的 性 能 和 档 次 CPU 的 品 牌 主 要 有 美 国 的 Intel 和 AMD, 目 前 市 场 上 的 主 流 产 品 是 双 核 和 四 核 的 CPU, 如 Intel 的 Intel 酷 睿 2 双 核 E7400,AMD 速 龙 II X3 435 等, 如 图 1-4 所 示 (2) 主 板 主 板 (Main Board) 是 微 机 系 统 中 最 大 的 一 块 电 路 板, 又 称 系 统 板 (System Board) 或 母 板 (Mother Board) 几 乎 所 有 的 部 件 都 连 接 到 主 板 上, 通 过 主 板 把 CPU 等 各 种 部 件 和 外 部 设 备 有 机 地 结 合 起 来 组 成 一 台 完 整 的 微 机 系 统 主 板 在 整 个 微 机 系 统 中 扮 演 着 举 足 轻 重 的 角 色, 是 微 机 最 基 本 的 也 是 最 重 要 的 部 件 之 图 1-4 CPU 一 可 以 说, 主 板 的 类 型 和 档 次 决 定 着 整 个 微 机 系 统 的 类 型 和 档 次, 主 板 的 性 能 影 响 着 整 个 微 机 系 统 的 性 能 如 图 1-5 所 示, 主 板 一 般 包 括 以 下 组 成 部 分 图 1-5 主 板 结 构 1)CPU 插 座 目 前 CPU 的 接 口 都 是 针 脚 式 接 口, 对 应 到 主 板 上 就 有 相 应 的 插 座 类 型 不 同 类 型 的 CPU 具 有 不 同 的 CPU 插 座, 因 此 选 择 CPU, 就 必 须 选 择 带 有 与 之 对 应 插 座 类 型 的 主 板 主 板 CPU 插 座 类 型 不 同, 其 插 孔 数 体 积 形 状 都 有 不 同, 所 以 不 能 互 相 接 插

23 12 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) CPU 插 座 一 般 都 采 用 ZIF(Zero Insertion Force, 零 插 拔 力 ) 设 计, 即 在 CPU 插 座 旁 边 加 了 一 个 拉 杆 这 样 在 安 装 或 拆 卸 CPU 的 时 候, 只 需 要 拉 一 下 拉 杆 即 可 在 安 装 CPU 时, 先 拉 起 CPU 插 座 边 的 棕 色 拉 杆, 并 呈 90 角, 将 CPU 缺 针 的 一 角 对 准 插 座 缺 针 的 一 角, 轻 轻 放 入, 然 后 压 下 拉 杆, 固 定 CPU 2) 主 板 芯 片 组 芯 片 组 是 主 板 的 核 心 组 成 部 分, 是 CPU 与 各 种 设 备 连 接 的 桥 梁, 它 决 定 着 计 算 机 主 板 性 能 技 术 稳 定 性 和 可 用 性 的 关 键 因 素 现 在 大 多 数 主 板 上, 芯 片 组 一 般 分 为 北 桥 芯 片 和 南 桥 芯 片 北 桥 芯 片 负 责 CPU 与 内 存 AGP 之 间 的 通 信 ; 南 桥 芯 片 负 责 I/O 总 线 之 间 的 通 信, 如 PCI 总 线 USB LAN ATA SATA 音 频 控 制 器 键 盘 控 制 器 等 功 能 3) 内 存 插 槽 内 存 也 是 安 装 在 微 机 主 板 上 的, 所 以 在 微 机 主 板 上 也 有 相 应 的 接 口, 就 是 通 常 所 说 的 内 存 插 槽 但 不 同 类 型 ( 如 SDRAM DDR DDR2 DDR3) 的 内 存 对 应 的 内 存 插 槽 结 构 是 不 一 样 的, 不 可 混 插, 这 不 仅 关 系 到 内 存 的 外 形 结 构, 还 关 系 到 内 存 的 电 源 信 号 引 脚 分 布 等 诸 多 方 面 内 存 安 装 的 方 法 比 较 简 单, 但 要 注 意 方 向 只 需 要 在 安 装 前 先 把 内 存 放 在 内 存 插 槽 上 比 对 一 下, 看 内 存 的 缺 口 位 置 是 否 与 内 存 插 槽 的 凸 棱 吻 合, 如 果 位 置 不 吻 合 则 要 反 转 内 存, 然 后 垂 直 放 入 内 存 插 槽 中, 两 端 用 两 拇 指 使 劲 把 内 存 压 入 内 存 插 槽 中, 直 到 内 存 插 槽 两 边 的 固 定 卡 子 扣 紧 内 存 条 上 端 的 缺 口, 并 且 听 到 清 脆 的 咔 声 为 止 注 意, 不 要 用 力 过 猛, 否 则 容 易 把 主 板 压 裂, 或 者 把 内 存 条 折 断 4) 总 线 插 槽 总 线 插 槽 是 内 部 总 线 的 物 理 连 接 器, 使 总 线 板 卡 上 的 电 路 和 主 板 上 的 总 线 相 连 目 前 主 板 上 的 总 线 插 槽 一 般 有 PCI PCI-E ISA 和 AGP 等 但 ISA 和 AGP 已 被 淘 汰 PCI 插 槽 是 基 于 PCI 局 部 总 线 (Pedpherd Component Interconnect, 互 连 外 围 设 备 ) 的 扩 展 插 槽, 其 颜 色 一 般 为 乳 白 色, 用 于 网 卡 声 卡 等 的 连 接 PCI-E(PCI-Express) 是 最 新 的 总 线 和 接 口 标 准, 数 据 传 输 速 率 高 PCI-E 采 用 了 目 前 业 内 流 行 的 点 对 点 串 行 连 接, 比 起 PCI 及 更 早 期 的 计 算 机 总 线 的 共 享 并 行 架 构, 每 个 设 备 都 有 自 己 的 专 用 连 接, 不 需 要 向 整 个 总 线 请 求 带 宽, 而 且 可 以 把 数 据 传 输 率 提 高 到 一 个 很 高 的 频 率, 达 到 PCI 所 不 能 提 供 的 高 带 宽 PCI-E 有 X1(250MB/s),X2,X4,X8,X12,X16 和 X32 多 种 通 道 规 格, 但 PCI-E X1 和 PCI-E X16 是 PCI-E 主 流 规 格 PCI-E X1 用 于 连 接 声 卡 网 卡,PCI-E X16 用 于 连 接 显 卡 AGP 插 槽 AGP(Accelerated Graphics Port, 图 形 加 速 端 口 ), 是 显 卡 的 专 用 扩 展 插 槽, 它 完 全 独 立 于 PCI 总 线 之 外, 直 接 把 显 卡 与 主 板 控 制 芯 片 连 在 一 起, 增 加 了 3D 图 形 数 据 传 输 速 度 5) 驱 动 器 接 口 驱 动 器 接 口 实 际 上 是 一 些 设 备 总 线 的 接 口 ( 如 IDE FDD 和 SATA 接 口 等 ), 用 来 连 接 硬 盘 驱 动 器 光 盘 驱 动 器 等 IDE 接 口 用 于 连 接 IDE 接 口 硬 盘 和 光 盘 驱 动 器, 目 前 IDE 接 口 逐 渐 被 SATA 接 口 取 代 SATA(Serial ATA, 串 行 ATA) 的 数 据 传 输 速 度 快 可 靠 性 高, 用 于 连 接 SATA 硬 盘 6) 基 本 外 设 接 口 外 设 接 口 就 是 外 部 设 备 与 主 机 连 接 的 端 口, 基 本 外 设 接 口 有 串 行 接 口 并 行 接 口 PS/2 接 口 和 USB 总 线 接 口 并 行 接 口, 简 称 并 口, 即 LPT 接 口, 指 数 据 的 各 位 同 时 进 行 传 送, 其 特 点 是 传 输 速 度 快, 但 并 行 传 送 的 线 路 长 度 受 到 限 制, 因 为 长 度 增 加, 干 扰 就 会 增 加, 容 易 出 错, 导 致 了 通 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

24 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 13 信 线 路 复 杂 且 成 本 提 高 目 前, 计 算 机 中 的 并 行 接 口 主 要 作 为 打 印 机 端 口 串 行 接 口, 简 称 串 口, 即 COM 接 口, 指 数 据 一 位 位 地 顺 序 传 送, 其 特 点 是 通 信 线 路 简 单, 只 要 一 对 传 输 线 就 可 以 实 现 双 向 通 信, 并 可 以 利 用 电 话 线, 从 而 大 大 降 低 了 成 本, 特 别 适 用 于 远 距 离 通 信, 但 传 送 速 度 较 慢 串 行 接 口 标 准 是 RS 232C 标 准, 一 般 用 来 连 接 鼠 标 外 置 调 制 解 调 器 老 式 摄 像 头 和 写 字 板 等 设 备 PS/2 接 口, 用 来 连 接 PS/2 鼠 标 和 PS/2 键 盘, 绿 色 接 口 接 入 鼠 标, 而 蓝 色 接 口 则 接 入 键 盘 USB(Universal Serial Bus) 是 一 种 通 用 串 行 总 线 接 口,USB 具 有 传 输 速 度 快 (USB1.1 传 输 速 率 是 12Mb/s,USB2.0 传 输 速 率 是 480Mb/s,USB3.0 传 输 速 率 是 5Gb/s), 使 用 方 便, 支 持 热 插 拔, 连 接 灵 活, 独 立 供 电 等 优 点, 可 以 连 接 鼠 标 键 盘 打 印 机 扫 描 仪 摄 像 头 闪 存 盘 MP3 播 放 器 手 机 数 码 照 相 机 移 动 硬 盘 外 置 光 驱 USB 网 卡 ADSL Modem Cable Modem 等 几 乎 所 有 的 外 部 设 备 7)BIOS 与 CMOS BIOS(Basic Input/Output System) 就 是 微 机 的 基 本 输 入 输 出 系 统, 其 内 容 集 成 在 微 机 主 板 上 的 一 个 ROM 芯 片 上, 主 要 保 存 微 机 系 统 最 重 要 的 基 本 输 入 输 出 程 序, 系 统 信 息 设 置, 开 机 上 电 自 检 程 序 和 系 统 启 动 自 检 程 序 等 BIOS 的 功 能 是 否 强 大 在 很 大 程 度 上 决 定 了 主 板 性 能 是 否 优 越 现 在 的 BIOS 芯 片 都 采 用 了 Flash ROM 存 储 器, 能 通 过 特 定 的 写 入 程 序 实 现 BIOS 的 升 级 主 板 BIOS 的 生 产 厂 商 主 要 有 Award AMI 和 Phoenic CMOS(Complementary Metal Qxide Semiconductor) 互 补 金 属 氧 化 物 半 导 体 存 储 器, 是 微 机 主 板 上 的 一 块 可 读 写 的 RAM 芯 片, 用 来 保 存 当 前 系 统 的 硬 件 配 置 信 息, 如 CPU 特 性, 软 / 硬 盘 驱 动 器 显 示 器 键 盘 等 部 件 的 信 息 CMOS 芯 片 由 系 统 通 过 一 块 电 池 供 电, 因 此 无 论 是 在 关 机 状 态 中, 还 是 遇 到 系 统 掉 电 情 况,CMOS 信 息 都 不 会 丢 失 CMOS 芯 片 只 用 于 保 存 数 据, 对 保 存 在 CMOS 中 各 项 参 数 的 设 定 要 通 过 专 门 的 程 序, 现 在 多 数 厂 家 将 CMOS 设 置 程 序 做 到 了 BIOS 芯 片 中, 在 开 机 时 通 过 按 Delete 键 进 入 CMOS 设 置 程 序 而 方 便 地 对 系 统 进 行 设 置, 因 此 CMOS 设 置 通 常 又 称 BIOS 设 置 (3) 内 存 条 内 存 是 用 来 存 放 当 前 正 在 使 用 的 ( 即 执 行 中 ) 的 数 据 和 程 序 的, 计 算 机 的 内 存 条 是 指 动 态 内 存 ( 即 DRAM), 是 微 机 中 的 主 要 部 件, 是 CPU 与 其 他 设 备 沟 通 的 桥 梁 微 机 的 整 体 性 能 与 内 存 的 大 小 和 性 能 有 着 很 大 的 关 系, 内 存 越 大, 一 次 从 硬 盘 中 可 以 调 用 的 文 件 就 越 多, 整 机 的 性 能 就 会 有 所 提 高 目 前 主 流 的 微 机 内 存 都 是 DDR DDR2 DDR3, 其 中 DDR 内 存 已 逐 渐 被 淘 汰, 最 新 的 DDR3 内 存 正 逐 步 取 代 目 前 仍 是 主 流 的 DDR2 内 存 DDR(Double Data Rate, 双 倍 数 据 速 率 ) 是 从 SDRAM( 同 步 动 态 随 机 存 储 器 ) 技 术 发 展 而 来 的, 所 以 也 把 DDR 称 为 DDR SDRAM 内 存 第 一 版 的 DDR 最 高 工 作 频 率 为 400MHz, 最 大 内 存 速 率 为 1.6Gb/s DDR2 内 存 与 DDR 内 存 技 术 标 准 最 大 的 不 同 就 是, 虽 然 同 样 采 用 了 在 时 钟 的 上 升 / 下 降 同 时 进 行 数 据 传 输 的 基 本 方 式, 但 DDR2 内 存 却 拥 有 两 倍 于 DDR 内 存 的 预 读 取 能 力 同 时 结 构 上 也 与 DDR 不 一 样, 它 是 240 引 脚 的, 而 DDR 内 存 只 有 184 个 引 脚 DDR2 内 存 型 号 有 DDR2-400 DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800 和 DDR2-1066, 如 图 1-6 所 示 DDR3 内 存 是 DDR2 标 准 的 改 进 版, 也 是 采 用 240 个 引 脚 结 构 设 计 的, 但 防 错 缺 口 是 方 向 相 反 的 与 DDR2 内 存 相 比, 频 率 更 高 功 耗 更 低 稳 定 性 更 好 DDR3 内 存 型 号 有 DDR DDR 和 DDR3-1600, 如 图 1-7 所 示

25 14 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 图 1-6 DDR2 内 存 条 图 1-7 DDR3 内 存 条 主 流 的 内 存 品 牌 有 金 士 顿 (KingSton) 威 刚 (Adata) 胜 创 (KingMax) 宇 瞻 (Apacer) 三 星 (SAMSUN) 黑 金 刚 (KingBox) 现 代 (HY) 等 (4) 总 线 系 统 总 线 是 CPU 与 其 他 部 件 之 间 传 送 数 据 信 息 地 址 信 息 和 控 制 信 息 的 公 共 通 道, 因 此, 系 统 总 线 包 含 3 种 不 同 功 能 的 总 线, 即 数 据 总 线 DB(Data Bus) 地 址 总 线 AB(Address Bus) 和 控 制 总 线 CB(Control Bus) 1) 数 据 总 线 数 据 总 线 是 双 向 三 态 形 式 的 总 线, 用 于 在 CPU 与 内 存 储 器 I/O 接 口 等 部 件 之 间 传 送 数 据 数 据 总 线 的 位 数 通 常 与 微 处 理 的 字 长 一 致 例 如,Intel 8086 微 处 理 器 字 长 16 位, 其 数 据 总 线 宽 度 也 是 16 位 需 要 指 出 的 是, 数 据 的 含 义 是 广 义 的, 它 可 以 是 真 正 的 数 据, 也 可 以 是 指 令 代 码 或 状 态 信 息, 有 时 甚 至 是 一 个 控 制 信 息, 因 此, 在 实 际 工 作 中, 数 据 总 线 上 传 送 的 并 不 一 定 仅 仅 是 真 正 意 义 上 的 数 据 2) 地 址 总 线 地 址 总 线 用 于 在 CPU 访 问 内 存 储 器 或 I/O 端 口 时 传 送 地 址 信 息, 所 以 地 址 总 线 总 是 单 向 三 态 的, 这 与 数 据 总 线 不 同 地 址 总 线 的 位 数 决 定 了 CPU 可 直 接 寻 址 的 内 存 空 间 大 小, 如 8 位 微 机 的 地 址 总 线 为 16 位, 则 其 最 大 可 寻 址 空 间 为 2 16 B=64KB, 一 般 来 说, 若 地 址 总 线 为 n 位, 则 可 寻 址 空 间 为 2 n 字 节 3) 控 制 总 线 控 制 总 线 用 来 传 送 控 制 信 号 和 时 序 信 号 控 制 信 号 中, 有 的 是 微 处 理 器 送 往 内 存 储 器 和 I/O 接 口 电 路 的, 如 读 / 写 信 号 片 选 信 号 中 断 响 应 信 号 等 ; 也 有 是 其 他 部 件 反 馈 给 CPU 的, 如 中 断 申 请 信 号 复 位 信 号 总 线 请 求 信 号 限 备 就 绪 信 号 等 因 此, 控 制 总 线 的 传 送 方 向 由 具 体 控 制 信 号 而 定, 一 般 是 双 向 的, 控 制 总 线 的 位 数 要 根 据 系 统 的 实 际 控 制 需 要 而 定 (5) 显 卡 显 卡 又 称 显 示 适 配 器, 它 是 连 接 主 机 与 显 示 器 的 接 口 卡, 其 作 用 是 在 CPU 的 控 制 下, 将 主 机 送 来 的 显 示 数 据 转 换 为 视 频 和 同 步 信 号 送 给 显 示 器, 最 后 由 显 示 器 输 出 各 种 各 样 的 图 像 显 卡 在 一 定 程 度 上 决 定 了 显 示 质 量, 如 果 显 卡 不 好, 显 示 器 再 好 显 示 效 果 也 会 大 打 折 扣 显 卡 主 要 由 显 示 芯 片 显 存 BIOS 随 机 数 / 模 转 换 器 (RAMDAC) VGA 显 示 接 口 等 组 成 显 示 芯 片 又 称 图 形 处 理 芯 片, 是 显 卡 的 核 心 芯 片, 其 性 能 的 好 坏 直 接 决 定 了 显 卡 性 能 的 好 坏, 它 的 主 要 任 务 就 是 处 理 系 统 输 入 的 视 频 信 息 并 将 其 进 行 构 建 渲 染 等 工 作 现 在 市 场 上 的 显 卡 大 多 采 用 nvidia 和 ATI 两 家 公 司 的 图 形 处 理 芯 片 显 存 也 是 显 卡 上 的 关 键 核 心 部 件 之 一, 它 用 于 存 储 显 示 芯 片 所 处 理 的 各 种 数 据, 显 存 越 大, 可 以 储 存 的 图 像 数 据 就 越 多, 支 持 的 分 辨 率 与 颜 色 数 也 就 越 高 RAMDAC 的 作 用 是 将 显 存 中 的 数 字 信 号 转 换 为 显 示 器 能 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心 够 显 示 出 来 的 模 拟 信 号 VGA 接 口 就 是 显 卡 上 输 出 模 拟 信 号 的 接 口, 用 于 连 接 显 示 器 显 卡 的 接 口 类 型 有 ISA PCI AGP PCI-E 等 总 线 接 口, 目 前 主 流 接 口 的 是 PCI-E 显 卡, 现 在 也 有 一 些 主 板 是 集 成 显 卡

26 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 15 目 前 市 场 上 的 显 卡 品 牌 有 很 多, 主 要 的 有 丽 台 (Leadtek) 蓝 宝 石 (Sapphire) 华 硕 (ASUS) 迪 兰 恒 进 (Dataland) 微 星 (MSI) 技 嘉 (Gigabyte) 七 彩 虹 (Colorful) 等, 显 存 主 要 有 1GB 2GB 的 容 量, 如 图 1-8 所 示 (6) 声 卡 声 卡 是 多 媒 体 技 术 中 最 基 本 的 组 成 部 分, 是 实 现 声 波 / 数 字 信 号 相 互 转 换 的 一 种 硬 件 声 卡 可 以 把 来 自 话 筒 收 录 音 机 激 光 唱 机 等 设 备 的 语 音 音 乐 等 声 音 变 成 数 字 信 号 交 给 计 算 机 处 理, 并 以 文 件 形 式 保 存, 还 可 以 把 数 字 信 号 还 原 成 为 真 实 的 声 音 输 出 声 卡 由 声 音 控 制 / 处 理 芯 片 功 放 芯 片 声 音 输 入 / 输 出 端 口 3 部 分 组 成, 目 前 大 多 声 卡 集 成 在 主 板 上 声 卡 的 外 接 端 口 基 本 上 有 Speaker Out 扬 声 器 输 出, Line Out 线 性 输 出 图 1-8 显 卡 Line in 线 性 输 入 MIC in 传 声 器 输 入 (7) 电 源 电 源 是 计 算 机 工 作 的 动 力 源, 电 源 的 优 劣 对 计 算 机 有 非 常 大 的 影 响, 电 源 的 好 坏 直 接 影 响 着 计 算 机 的 使 用 寿 命 计 算 机 电 源 从 规 格 上 主 要 分 为 AT 电 源 和 ATX 电 源,ATX 电 源 是 目 前 的 主 流 电 源 2 微 机 常 见 的 输 入 设 备 是 键 盘 和 鼠 标, 目 前 扫 描 仪 和 数 码 照 相 机 也 得 到 了 普 及 和 应 用 (1) 键 盘 键 盘 是 最 常 见 的 输 入 设 备, 主 要 用 来 输 入 文 字 键 盘 有 机 械 式 和 电 容 式 有 线 和 无 线 之 分 目 前 用 于 计 算 机 的 键 盘 有 多 种 规 格, 普 遍 使 用 的 是 如 图 1-9 所 示 的 键 盘 (2) 鼠 标 鼠 标 是 一 种 指 点 式 输 入 设 备, 它 将 频 繁 的 击 键 动 作 转 换 成 为 简 单 的 移 动 点 击 鼠 标 改 变 了 人 们 在 计 算 机 上 的 工 作 方 式, 从 而 成 为 计 算 机 必 备 的 输 入 设 备 它 多 用 于 Windows 环 境 中, 来 取 代 键 盘 的 光 标 移 动 键, 使 定 位 更 加 方 便 和 准 确 鼠 标 有 机 械 式 和 光 电 式 有 线 和 无 线 之 分 ; 按 照 鼠 标 与 主 机 接 口 标 准 分 为 PS/2 接 口 和 USB 接 口 两 种, 如 图 1-10 所 示 图 1-9 键 盘 图 1-10 鼠 标 (3) 扫 描 仪 数 码 照 相 机 手 写 板 扫 描 仪 是 一 种 光 电 一 体 化 的 设 备, 属 于 图 形 式 输 入 设 备 人 们 通 常 将 扫 描 仪 用 于 各 种 形 式 的 计 算 机 图 像 文 稿 的 输 入, 进 而 实 现 对 这 些 图 像 形 式 信 息 的 处 理 管 理 使 用 存 储 和 输 出 数 码 照 相 机 是 集 光 学 机 械 电 子 一 体 化 的 产 品 由 于 数 码 照 相 机 拍 摄 的 照 片 要 经 过 数 字 化 处 理 再 存 储, 拍 摄 后 的 照 片 可 以 回 放 观 看 效 果, 对 不 满 意 的 照 片 可 以 立 即 删 除 重 拍 拍

27 16 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 摄 后 把 数 码 照 相 机 与 计 算 机 连 接, 可 以 方 便 地 将 照 片 传 输 到 计 算 机 中 并 进 行 各 种 图 像 处 理, 制 作 Web 页 或 直 接 打 印 输 出 手 写 板 主 要 用 来 输 入 中 文, 使 用 者 不 需 要 学 习 汉 字 输 入 法 就 可 以 轻 松 地 输 入 中 文, 同 时 手 写 笔 还 具 有 鼠 标 的 功 能 扫 描 仪 数 码 照 相 机 和 手 写 板 将 在 7.2 多 媒 体 计 算 机 中 做 较 为 详 细 的 介 绍 3 (1) 显 示 器 显 示 器 是 计 算 机 的 主 要 输 出 设 备, 它 是 人 与 机 器 沟 通 的 重 要 界 面 微 机 使 用 的 显 示 器 主 要 有 两 类 : 阴 极 射 线 管 (Cathode Ray Tube,CRT) 显 示 器 和 液 晶 显 示 器 (Liquid Crystal Display, LCD), 如 图 1-11 和 图 1-12 所 示 图 1-11 CRT 显 示 器 图 1-12 LCD 显 示 器 1)CRT 显 示 器 是 一 种 使 用 阴 极 射 线 管 的 显 示 器, 阴 极 射 线 管 主 要 有 5 部 分 组 成 : 电 子 枪 偏 转 线 圈 荫 罩 荧 光 粉 层 及 玻 璃 外 壳 CRT 纯 平 显 示 器 具 有 可 视 角 度 大 无 坏 点 色 彩 还 原 度 高 色 度 均 匀 可 调 节 的 多 分 辨 率 模 式 响 应 时 间 极 短 等 优 点 CRT 的 工 作 原 理 : CRT 显 像 管 使 用 电 子 枪 发 射 高 速 电 子, 经 过 垂 直 和 水 平 的 偏 转 线 圈 控 制 高 速 电 子 的 偏 转 角 度, 最 后 高 速 电 子 击 打 屏 幕 上 的 磷 光 物 质 使 其 发 光, 这 个 光 点 称 为 像 素 通 过 电 压 来 调 节 电 子 束 的 功 率, 就 会 在 屏 幕 上 形 成 明 暗 不 同 的 光 点 形 成 各 种 图 案 和 文 字 彩 色 显 像 管 屏 幕 上 的 每 一 个 像 素 点 都 由 红 绿 蓝 3 种 涂 料 组 合 而 成, 由 3 束 电 子 束 分 别 激 活 这 3 种 颜 色 的 磷 光 涂 料, 以 不 同 强 度 的 电 子 束 调 节 3 种 颜 色 的 明 暗 程 度 就 可 得 到 所 需 的 颜 色 CRT 显 示 器 的 主 要 性 能 指 标 如 下 点 距 : 屏 幕 上 两 个 相 邻 像 素 点 的 距 离, 点 距 越 小, 显 示 器 显 示 图 形 越 清 晰 常 见 点 距 规 格 有 0.28mm 0.25mm 0.21mm 等 分 辨 率 : 屏 幕 上 可 以 容 纳 像 素 点 的 总 和, 分 辨 率 越 高, 屏 幕 上 能 显 示 的 像 素 也 就 越 多, 图 像 也 就 更 加 精 细, 但 所 得 到 的 图 像 或 文 字 就 越 小 分 辨 率 以 乘 法 形 式 表 示, 如 , 其 中 1024 表 示 屏 幕 上 水 平 方 向 显 示 的 点 数,768 表 示 垂 直 方 向 的 点 数 分 辨 率 不 仅 与 显 示 尺 寸 有 关, 还 要 受 显 像 管 点 距 视 频 带 宽 等 因 素 的 影 响 刷 新 率 : 传 送 信 号 使 显 示 器 每 秒 重 绘 当 前 屏 幕 的 次 数, 单 位 为 赫 兹 (Hz) 刷 新 率 通 常 指 垂 直 刷 新 率, 这 个 数 值 的 大 小 对 人 的 眼 睛 很 重 要, 当 刷 新 率 低 于 60Hz 时, 会 感 到 屏 幕 有 明 显 闪 动, 而 当 刷 新 率 达 到 72Hz 以 上 时, 就 不 会 感 到 有 明 显 的 闪 烁, 当 然 最 好 是 调 到 85Hz 以 上 2)LCD 为 平 面 超 薄 的 显 示 设 备 LCD 的 工 作 原 理 是 利 用 液 晶 的 物 理 特 性, 在 通 电 时 导 通, 使 液 晶 排 列 变 得 有 秩 序, 使 光 线 容 易 通 过 ; 不 通 电 时, 排 列 则 变 得 混 乱, 阻 止 光 线 通 过 让 液 晶 如 闸 门 般 地 阻 隔 或 让 光 线 穿 透, 就 能 在 屏 幕 上 显 示 出 图 像 来 它 具 有 体 积 小 质 量 轻 省 电 辐 射 低 易 于 携 带 等 优 点, 是 当 前 主 流 显 示 器 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

28 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 17 LCD 接 口 通 常 有 15 针 D-Sub 和 DVI 接 口 两 种 15 针 D-Sub 输 入 接 口 也 称 VGA 接 口, 用 于 接 受 模 拟 信 号 输 入 DVI(Digital Visual Interface) 是 一 种 数 字 视 频 接 口, 用 于 接 收 数 字 信 号 输 入, 图 像 质 量 好, 实 现 即 插 即 用 和 热 插 拔 功 能, 现 在 很 多 液 晶 显 示 器 都 采 用 该 接 口 (2) 打 印 机 打 印 机 是 微 机 的 一 种 常 用 输 出 设 备, 将 计 算 机 的 运 算 结 果 或 中 间 结 果 以 人 所 能 识 别 的 数 字 字 母 符 号 和 图 形 等 打 印 在 纸 上 常 用 的 打 印 机 主 要 有 针 式 打 印 机 喷 墨 打 印 机 和 激 光 打 印 机 3 种 1) 针 式 打 印 机 针 式 打 印 机 的 打 印 头 上 安 装 了 若 干 根 钢 针, 主 要 有 9 针 和 24 针 两 种, 是 通 过 钢 针 击 打 色 带 在 打 印 纸 上 形 成 墨 点, 进 而 打 印 出 点 阵, 再 由 点 阵 组 成 字 符 或 图 形 来 完 成 打 印 任 务 的 针 式 打 印 机 的 特 点 是 结 构 简 单 技 术 成 熟 性 能 价 格 比 高 消 耗 费 用 低 针 式 打 印 机 虽 然 噪 声 较 高 分 辨 率 较 低 打 印 针 易 损 坏, 但 近 年 来 由 于 技 术 的 发 展, 较 大 地 提 高 了 针 式 打 印 机 的 打 印 速 度 降 低 了 打 印 噪 声 改 善 了 打 印 品 质, 并 使 针 式 打 印 机 向 着 专 用 化 专 业 化 方 向 发 展, 在 银 行 存 折 打 印 财 务 发 票 打 印 记 录 科 学 数 据 连 续 打 印 条 形 码 打 印 快 速 跳 行 打 印 和 多 份 复 制 制 作 等 应 用 领 域 具 有 其 他 类 型 打 印 机 不 可 取 代 的 功 能 针 式 打 印 机 如 图 1-13 所 示 2) 喷 墨 打 印 机 喷 墨 打 印 机 用 控 制 墨 水 喷 出 的 方 式 来 实 现 文 字 或 图 片 输 出, 其 打 印 头 上 由 几 十 上 百 个 细 小 的 喷 墨 口 组 成, 打 印 头 上 的 电 路 系 统 将 存 储 在 打 印 墨 盒 中 的 墨 水 形 成 射 流 喷 射 到 纸 上 喷 墨 打 印 机 机 身 便 宜, 但 墨 盒 较 贵, 一 般 配 有 彩 色 和 黑 色 两 个 墨 盒, 用 完 后 需 更 换 或 添 加 墨 水 喷 墨 打 印 机 噪 声 较 低, 打 印 效 果 比 针 式 打 印 机 好, 打 印 速 度 比 针 式 打 印 机 快, 质 量 比 较 高 ( 彩 色 打 印 可 用 于 相 片 打 印 ) 喷 墨 打 印 机 如 图 1-14 所 示 3) 激 光 打 印 机 激 光 打 印 机 是 将 激 光 扫 描 技 术 和 电 子 照 相 技 术 相 结 合 的 打 印 输 出 设 备, 其 核 心 技 术 就 是 电 子 成 像 技 术, 关 键 部 件 是 硒 鼓 硒 鼓 主 要 由 感 光 鼓 和 墨 粉 盒 组 成, 感 光 鼓 是 表 面 涂 有 有 机 材 料 的 圆 筒, 预 先 带 有 电 荷 ; 墨 粉 盒 的 主 要 成 分 是 碳 黑 和 其 他 化 学 成 分 当 激 光 打 印 机 接 收 到 打 印 数 据 后, 激 光 发 射 器 生 成 的 光 束 扫 在 感 光 鼓 上, 首 先 在 硒 鼓 表 面 形 成 由 电 荷 组 成 的 潜 影 ; 当 该 潜 影 经 过 墨 粉 盒 时, 墨 粉 就 吸 附 到 硒 鼓 上, 潜 影 就 被 转 化 成 真 正 的 影 像 ; 随 后 打 印 纸 被 送 入, 硒 鼓 表 面 的 墨 粉 转 印 到 打 印 纸 上 形 成 图 像 ; 再 经 过 高 温 加 热, 图 像 就 固 化 在 打 印 纸 上, 一 个 页 面 的 打 印 流 程 也 就 完 成 了 激 光 打 印 机 目 前 具 有 最 高 的 打 印 质 量 和 最 快 的 打 印 速 度, 可 以 输 出 漂 亮 的 文 稿, 也 可 以 输 出 直 接 用 于 印 刷 制 版 的 透 明 胶 片 激 光 打 印 机 如 图 1-15 所 示 图 1-13 针 式 打 印 机 图 1-14 喷 墨 打 印 机 图 1-15 激 光 打 印 机

29 18 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 4 常 用 的 外 存 储 器 有 硬 盘 光 盘 闪 存 盘 等 (1) 硬 盘 硬 盘 是 重 要 的 外 存 储 器, 计 算 机 需 要 正 常 运 行 所 需 的 大 部 分 软 件 都 存 储 在 硬 盘 上 它 由 一 个 或 者 多 个 铝 制 或 者 玻 璃 制 的 盘 片 组 成, 这 些 盘 片 外 覆 盖 有 磁 性 材 料 绝 大 多 数 硬 盘 都 是 固 定 硬 盘, 盘 片 被 永 久 性 地 密 封 固 定 在 硬 盘 驱 动 器 中, 如 图 1-16 所 示 硬 盘 接 口 分 为 IDE SATA SCSI 和 光 纤 通 道 四 种, IDE 接 口 硬 盘 多 用 于 家 用 产 品 中, 也 部 分 应 用 于 服 务 器,SCSI 接 口 的 硬 盘 则 主 要 应 用 于 服 务 器 市 场, 而 光 纤 通 道 只 用 在 高 端 服 务 器 上, 价 格 昂 贵 SATA 接 口 的 硬 盘 是 当 前 家 用 市 场 中 计 算 机 硬 盘 的 主 流 图 1-16 硬 盘 硬 盘 的 主 要 性 能 指 标 如 下 1) 容 量 硬 盘 的 容 量 大 小 是 衡 量 一 块 硬 盘 最 重 要 的 技 术 指 标, 是 用 户 购 买 时 最 为 关 心 的 参 数 硬 盘 的 容 量 是 由 盘 面 数 ( 磁 头 数 ) 柱 面 数 和 扇 区 数 所 决 定 的, 其 计 算 公 式 为 : 硬 盘 容 量 = 柱 面 数 扇 区 数 每 扇 区 字 节 数 磁 头 数 硬 盘 的 常 用 单 位 是 GB, 目 前 市 场 上 主 流 的 硬 盘 容 量 为 500GB 以 上 2) 转 速 硬 盘 转 速 (Rotation Speed) 对 硬 盘 的 数 据 传 输 率 有 直 接 的 影 响, 转 速 是 硬 盘 内 部 传 输 率 的 决 定 性 因 素 之 一, 也 是 区 别 硬 盘 档 次 的 重 要 标 志 从 理 论 上 说, 转 速 越 快 越 好, 因 为 较 高 的 转 速 可 缩 短 硬 盘 的 平 均 寻 道 时 间 和 实 际 读 / 写 时 间, 从 而 可 以 提 高 在 硬 盘 上 的 读 / 写 速 度 硬 盘 的 转 速 多 为 5400r/min( 转 / 分 钟 ) 7200r/min 和 10000r/min 7200r/min 的 硬 盘 已 经 成 为 主 流 3) 缓 存 缓 存 是 硬 盘 与 外 部 总 线 交 换 数 据 的 场 所 大 容 量 的 缓 存 对 提 高 硬 盘 速 度 很 有 好 处, 目 前 大 多 数 硬 盘 缓 存 已 经 达 到 32MB, 而 对 于 大 容 量 产 品 则 均 为 64MB 容 量 (2) 闪 存 盘 与 移 动 硬 盘 1) 闪 存 盘 闪 存 盘 是 一 种 采 用 USB 接 口 的 无 需 物 理 驱 动 器 的 微 型 高 容 量 移 动 存 储 器, 它 采 用 的 存 储 介 质 为 闪 存 (Flash Memory) 闪 存 盘 不 需 要 额 外 的 驱 动 器, 只 要 插 入 计 算 机 上 的 USB 接 口 就 可 独 立 地 存 储 读 写 数 据 闪 存 盘 体 积 小 质 量 轻 携 带 方 便 防 潮 防 磁 耐 高 低 温 抗 震 性 能 强 安 全 可 靠 性 好 使 用 寿 命 较 长 并 支 持 热 插 拔 技 术, 如 图 1-17 所 示 2) 移 动 硬 盘 移 动 硬 盘 是 以 硬 盘 为 存 储 介 质, 能 与 计 算 机 之 间 交 换 大 容 量 数 据, 携 带 方 便 的 存 储 产 品 其 具 有 容 量 大 传 输 速 度 快 使 用 方 便 可 靠 性 高 轻 巧 便 捷 等 优 点, 一 般 用 USB 接 口, 如 图 1-18 所 示 (3) 光 盘 光 盘, 即 高 密 度 光 盘 (Compact Disc), 是 通 过 光 学 方 式 从 光 盘 读 取 或 写 入 信 息 的 存 储 器 它 利 用 激 光 可 聚 集 成 能 量 高 度 集 中 的 极 细 的 光 束 这 一 特 点, 实 现 高 密 度 信 息 的 存 储 光 盘 存 储 系 统 包 括 光 盘 和 光 盘 驱 动 器 ( 简 称 光 驱 ), 如 图 1-19 所 示 光 驱 的 核 心 部 件 是 由 半 导 体 激 光 器 和 光 路 系 统 组 成 的 激 光 头, 经 过 处 理 后 光 束 更 集 中 且 能 精 确 控 制, 光 束 首 先 打 在 光 盘 上, 再 由 光 盘 反 射 回 来, 经 过 光 检 测 器 捕 获 信 号 光 盘 上 有 两 种 状 态, 即 凹 点 和 空 白, 它 们 的 反 射 信 号 相 反, 很 容 易 经 过 光 检 测 器 识 别 检 测 器 所 得 到 的 信 息 只 是 光 盘 上 凹 凸 点 的 排 列 方 式, 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

30 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 19 驱 动 器 中 有 专 门 的 部 件 把 它 转 换 成 二 进 制 的 0 和 1 并 进 行 校 验, 然 后 才 能 得 到 实 际 数 据 图 1-17 闪 存 盘 图 1-18 移 动 硬 盘 图 1-19 光 盘 驱 动 器 和 光 盘 目 前 用 于 计 算 机 系 统 的 光 盘 主 要 有 只 读 光 盘 (CD-ROM) 刻 录 光 盘 (CD-R) 可 擦 写 光 盘 (CD-RW) 数 字 多 功 能 盘 (DVD) 1) 只 读 光 盘 (CD-ROM) CD-ROM 只 能 读 出 信 息 而 不 能 写 入 信 息, 容 量 一 般 为 650MB 2) 刻 录 光 盘 (CD-R) CD-R 是 一 种 可 录 式 一 次 写 入 多 次 读 取 信 息 的 光 盘 CD-R 光 盘 的 尺 寸 和 CD-ROM 相 同, 只 是 多 了 一 层 记 录 介 质 层 记 录 的 介 质 是 有 机 染 料 或 者 金 属 CD-R 有 两 种 记 录 方 式, 一 种 是 用 激 光 在 金 属 记 录 层 烧 熔 出 凹 点 来 记 录, 另 一 种 是 利 用 激 光 加 热 使 染 料 型 记 录 层 变 色 来 完 成 的, 变 色 部 分 的 反 射 率 比 附 近 区 域 低 得 多 读 出 数 据 是 根 据 反 射 激 光 的 强 弱 变 化 来 实 现 的 CD-R 驱 动 器 也 称 光 盘 刻 录 机, 外 观 上 和 CD-ROM 驱 动 器 没 什 么 区 别, 只 是 它 里 面 的 激 光 器 比 标 准 CD-ROM 驱 动 器 的 激 光 器 功 率 要 大 要 录 制 CD-R, 还 可 以 使 用 专 门 的 软 件, 如 Ahead Nero 3) 可 擦 写 光 盘 (CD-RW) CD-RW 是 一 种 可 多 次 写 入 多 次 读 取 信 息, 也 可 以 擦 除 或 修 改 信 息 的 光 盘 4) 数 字 化 多 功 能 光 盘 (DVD) DVD 是 代 替 CD 的 下 一 代 存 储 媒 体 在 DVD 的 生 产 中 采 用 了 一 种 新 的 技 术, 即 采 用 波 长 为 635~650mm 的 红 色 激 光 刻 盘 来 使 轨 道 的 间 距 减 少, 从 而 大 大 增 加 了 光 盘 的 存 储 容 量 DVD 定 义 了 4 种 规 格 : 单 面 单 层 单 面 双 层 双 面 单 层 和 双 面 双 层 容 量 分 别 是 4.7GB 8.5GB 9.4GB 和 17GB 计 算 机 的 软 件 系 统 计 算 机 软 件 是 指 计 算 机 程 序 及 其 相 关 文 档 的 集 合 程 序 是 完 成 某 一 任 务 的 指 令 或 语 句 的 有 序 集 合 ; 文 档 是 描 述 程 序 操 作 及 使 用 的 相 关 资 料 没 有 软 件 支 持 的 计 算 机 称 为 裸 机 计 算 机 软 件 系 统 按 用 途 分 为 系 统 软 件 和 应 用 软 件 计 算 机 的 系 统 层 次 如 图 1-20 所 示 1 系 统 软 件 是 指 控 制 计 算 机 的 运 行 管 理 计 算 机 的 各 种 资 源, 图 1-20 计 算 机 系 统 层 次 关 系 图 并 为 应 用 软 件 提 供 支 持 和 服 务 的 一 类 软 件 其 功 能 是 方 便 用 户, 提 高 计 算 机 使 用 效 率, 扩 充 系 统 的 功 能 系 统 软 件 具 有 如 下 特 点 : 一 是 和 硬 件 系 统 的 不 可 分 割 性, 开 发 各 种 设 备 驱 动 程 序 需 要 对 硬 件 有 透 彻 的 了 解 ; 二 是 通 用 性, 其 算 法 和 功 能 不 依 赖 特 定 的 用 户, 无 论 哪 个 应 用 领 域 都 可

31 20 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) 以 使 用 ; 三 是 基 础 性, 其 他 软 件 都 是 在 系 统 软 件 的 支 持 下 开 发 和 运 行 的 系 统 软 件 是 构 成 计 算 机 系 统 必 备 的 软 件, 是 用 户 和 与 硬 件 系 统 的 接 口, 系 统 软 件 通 常 包 括 以 下 几 种 (1) 操 作 系 统 操 作 系 统 是 软 件 中 最 基 础 和 最 核 心 的 部 分 计 算 机 启 动 后, 首 先 把 操 作 系 统 调 入 内 存, 由 它 控 制 和 支 持 在 同 一 计 算 机 上 运 行 的 其 他 程 序, 并 管 理 计 算 机 的 所 有 资 源 它 的 作 用 是 管 理 计 算 机 中 的 硬 件 软 件 和 数 据 信 息, 支 持 其 他 软 件 的 开 发 和 运 行, 使 计 算 机 能 够 自 动 协 调 高 效 地 工 作 常 用 的 操 作 系 统 有 DOS OS/2 UNIX Linux NetWare Windows 2000 Windows XP/Vista Windows 7 Windows 8 等 (2) 语 言 处 理 程 序 人 与 人 之 间 交 流 需 要 语 言, 人 与 计 算 机 之 间 交 流 同 样 需 要 语 言 人 与 计 算 机 之 间 交 流 信 息 使 用 的 语 言 叫 做 程 序 设 计 语 言 按 照 程 序 设 计 语 言 对 其 硬 件 的 依 赖 程 度 通 常 分 为 3 类 : 机 器 语 言 汇 编 语 言 和 高 级 语 言 1) 机 器 语 言 机 器 语 言 是 用 二 进 制 代 码 1 和 0 组 成 的 一 组 代 码 指 令, 是 唯 一 可 以 被 计 算 机 硬 件 识 别 和 执 行 的 面 向 机 器 语 言 机 器 语 言 的 优 点 是 占 用 内 存 小 执 行 速 度 快 但 机 器 语 言 编 写 程 序 工 作 量 大 程 序 阅 读 性 差 调 试 困 难 2) 汇 编 语 言 汇 编 语 言 是 使 用 一 些 能 反 映 指 令 功 能 的 助 记 符 来 代 替 机 器 指 令 的 符 号 语 言 汇 编 语 言 的 指 令 与 机 器 语 言 的 指 令 基 本 上 是 一 一 对 应 的 这 些 助 记 符 一 般 是 人 们 容 易 记 忆 和 理 解 的 英 文 缩 写, 如 加 法 指 令 ADD, 减 法 指 令 SUB, 移 动 指 令 MOV 等 汇 编 语 言 在 编 写 阅 读 和 调 试 方 面 有 很 大 进 步 但 是 汇 编 语 言 仍 然 是 一 种 面 向 机 器 的 语 言, 仍 需 紧 密 依 赖 硬 件, 程 序 的 可 移 植 性 差 3) 高 级 语 言 高 级 语 言 是 一 种 独 立 于 机 器 的 算 法 语 言 高 级 语 言 的 表 达 方 式 接 近 于 人 们 日 常 使 用 的 自 然 语 言 和 数 学 表 达 式, 并 且 有 一 定 的 语 法 规 则 高 级 语 言 编 写 的 程 序 运 行 要 慢 一 些, 但 是 编 程 简 单 易 学 可 移 植 性 好 可 读 性 强 调 试 容 易 等 常 见 的 高 级 语 言 有 BASIC FORTRAN C Delphi Java 等 除 机 器 语 言 以 外, 采 用 其 他 程 序 设 计 语 言 编 写 的 程 序, 计 算 机 都 不 能 直 接 运 行, 这 种 程 序 称 为 源 程 序, 必 须 将 源 程 序 翻 译 成 等 价 的 机 器 语 言 程 序, 即 目 标 程 序, 才 能 被 计 算 机 识 别 和 执 行 承 担 把 源 程 序 翻 译 成 目 标 程 序 工 作 的 是 语 言 处 理 程 序 将 汇 编 语 言 程 序 翻 译 成 目 标 程 序 的 语 言 处 理 程 序 称 为 汇 编 程 序 将 高 级 语 言 程 序 翻 译 成 目 标 程 序 有 两 种 方 式 : 解 释 方 式 和 编 译 方 式, 对 应 的 语 言 处 理 程 序 也 就 是 解 释 程 序 和 编 译 程 序 解 释 程 序 : 对 高 级 语 言 程 序 逐 句 解 释 执 行 这 种 方 法 的 特 点 是 程 序 设 计 的 灵 活 性 大, 但 程 序 的 运 行 效 率 较 低 BASIC 语 言 就 采 用 这 种 方 法 编 译 程 序 : 把 高 级 语 言 所 写 的 程 序 作 为 一 个 整 体 进 行 处 理, 编 译 后 与 子 程 序 库 链 接, 形 成 一 个 完 整 的 可 执 行 程 序 这 种 方 法 的 缺 点 是 编 译 和 链 接 较 费 时, 但 可 执 行 程 序 运 行 速 度 很 快 FORTRAN 和 C 语 言 等 都 采 用 这 种 方 法 (3) 服 务 性 程 序 服 务 性 程 序 是 在 系 统 开 发 和 系 统 维 护 时 使 用 的 工 具, 完 成 一 些 与 管 理 计 算 机 系 统 资 源 及 文 件 有 关 的 任 务 这 种 程 序 需 要 操 作 系 统 的 支 持, 而 它 们 又 支 持 软 件 的 开 发 和 维 护 常 用 的 服 务 程 序 有 编 辑 程 序 连 接 装 配 程 序 测 试 程 序 诊 断 程 序 调 试 程 序 等 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心

32 第 1 章 计 算 机 应 用 基 础 知 识 21 1 编 辑 程 序 (Editor): 该 程 序 能 使 用 户 通 过 简 单 的 操 作 就 可 以 建 立 修 改 程 序 或 其 他 文 件, 并 提 供 方 便 的 编 辑 环 境 2 连 接 装 配 程 序 (Linker): 用 该 程 序 可 以 把 几 个 分 别 编 译 的 目 标 程 序 连 接 成 一 个 目 标 程 序, 并 且 要 与 系 统 提 供 的 库 程 序 相 连 接, 才 能 得 到 一 个 可 执 行 程 序 3 测 试 程 序 (Checking Program): 该 程 序 能 检 查 出 程 序 中 的 某 些 错 误, 方 便 用 户 对 错 误 的 排 除 4 诊 断 程 序 (Diagnostic Program): 该 程 序 方 便 用 户 对 计 算 机 进 行 维 护, 检 测 计 算 机 硬 件 故 障 并 对 故 障 定 位 5 调 试 程 序 (Debug): 该 程 序 能 帮 助 用 户 在 程 序 执 行 的 状 态 下 检 查 源 程 序 的 错 误, 并 提 供 在 程 序 中 设 置 断 点 单 步 跟 踪 等 手 段 (4) 数 据 库 管 理 系 统 利 用 数 据 库 系 统 可 以 有 效 地 保 存 和 管 理 数 据, 并 利 用 这 些 数 据 得 到 各 种 有 用 的 信 息 数 据 库 系 统 主 要 包 括 数 据 库 和 数 据 库 管 理 系 统 数 据 库 是 按 一 定 方 式 组 织 起 来 的 数 据 集 合 数 据 库 管 理 系 统 具 有 建 立 维 护 和 使 用 数 据 库 的 功 能 ; 具 有 使 用 方 便 高 效 的 数 据 库 编 程 语 言 的 功 能 ; 并 能 提 供 数 据 共 享 和 安 全 性 保 障 数 据 库 管 理 系 统 按 数 据 模 型 的 不 同, 分 为 层 次 型 网 状 型 和 关 系 型 3 种 类 型 其 中 关 系 型 数 据 库 使 用 最 为 广 泛, 如 SQL Server FoxPro Oracle Access Sybase MySQL 等 都 是 常 用 的 关 系 型 数 据 库 管 理 系 统 2 应 用 软 件 是 用 户 为 解 决 各 种 实 际 问 题 而 编 制 的 计 算 机 应 用 程 序 及 其 有 关 资 料 在 应 用 软 件 中, 有 些 是 通 用 的 应 用 软 件, 也 有 些 是 为 某 个 行 业 某 种 业 务 甚 至 为 某 个 部 门 研 制 的 专 用 的 应 用 软 件 (1) 通 用 的 应 用 软 件 通 用 应 用 软 件 是 指 具 有 通 用 信 息 处 理 功 能 的 商 品 化 软 件 它 的 特 点 是 通 用 性, 因 此 可 以 被 许 多 类 似 应 用 需 求 的 用 户 所 使 用 它 所 提 供 的 功 能 往 往 可 以 由 用 户 通 过 选 择 设 置 和 调 配 来 满 足 用 户 的 特 定 需 求 比 较 典 型 的 通 用 软 件 有 文 字 处 理 软 件 表 格 处 理 软 件 数 值 统 计 分 析 软 件 财 务 核 算 软 件 等, 如 Microsoft Office 防 杀 病 毒 多 媒 体 播 放 联 机 翻 译 电 子 字 典 等 软 件 (2) 专 用 应 用 软 件 专 用 应 用 软 件 是 指 满 足 用 户 特 定 要 求 的 应 用 软 件 因 为 某 些 情 况 下, 用 户 对 数 据 处 理 的 功 能 需 求 存 在 很 大 的 差 异 性, 通 用 软 件 不 能 满 足 要 求, 此 时 需 要 由 专 业 人 士 采 取 单 独 开 发 的 方 法, 为 用 户 开 发 具 有 特 定 要 求 的 专 门 应 用 软 件 例 如, 为 某 公 司 定 制 的 人 力 资 源 管 理 信 息 系 统 财 务 管 理 系 统 统 计 管 理 系 统 等 软 件 综 上 所 述, 计 算 机 系 统 是 由 硬 件 系 统 和 软 件 系 统 组 成 的 硬 件 是 计 算 机 系 统 的 躯 体, 软 件 是 计 算 机 的 灵 魂 硬 件 的 性 能 决 定 了 软 件 的 运 行 速 度, 软 件 决 定 了 可 进 行 的 工 作 性 质 硬 件 和 软 件 是 相 辅 相 成 的, 只 有 将 两 者 有 效 地 结 合 起 来, 才 能 使 计 算 机 系 统 发 挥 应 有 的 功 能 微 型 计 算 机 的 主 要 性 能 指 标 及 配 置 1 衡 量 一 台 微 机 的 技 术 性 能 指 标 主 要 有 以 下 几 个 方 面

33 22 计 算 机 应 用 基 础 ( 第 二 版 ) (1) 主 频 主 频 即 CPU 的 时 钟 频 率, 它 在 很 大 程 度 上 决 定 了 计 算 机 的 运 行 速 度, 主 频 的 单 位 是 赫 兹 (Hz) (2) 字 长 字 长 是 指 计 算 机 的 运 算 部 件 能 同 时 处 理 的 二 进 制 数 据 的 位 数, 它 与 计 算 机 的 功 能 和 用 途 有 很 大 的 关 系 字 长 决 定 了 计 算 机 的 运 算 精 度, 字 长 越 长, 计 算 机 的 运 算 精 度 就 越 高 ; 其 次, 字 长 决 定 了 指 令 直 接 寻 址 的 能 力 (3) 内 存 容 量 内 存 容 量 表 示 内 存 储 器 中 能 存 储 的 信 息 的 总 字 节 数 内 存 的 容 量 越 大, 存 储 的 程 序 和 数 据 就 越 多, 能 运 行 的 软 件 功 能 越 丰 富, 处 理 能 力 越 强 (4) 存 取 周 期 把 信 息 代 码 存 入 存 储 器, 称 为 写, 把 信 息 代 码 从 存 储 器 中 取 出, 称 为 读 存 储 器 进 行 一 次 读 或 写 操 作 所 需 的 时 间, 称 为 存 储 器 的 访 问 时 间 ( 或 读 写 时 间 ), 连 续 启 动 两 次 独 立 的 读 或 写 操 作 ( 如 连 续 的 两 次 读 操 作 ) 所 需 的 最 短 时 间, 称 为 存 取 周 期 ( 或 存 储 周 期 ) 存 取 周 期 越 短, 则 存 取 速 度 越 快 (5) 运 算 速 度 运 算 速 度 是 指 微 机 每 秒 钟 能 执 行 的 指 令 条 数, 单 位 是 DMIPS( 百 万 条 指 令 / 秒 ) 2 微 机 的 硬 件 配 置 主 要 考 虑 如 下 几 个 方 面 1 CPU: 如 Intel 酷 睿 2 双 核 E7400( 盒 ) 2 主 板 : 如 华 硕 P5QL SE 3 内 存 : 如 金 士 顿 2GB DDR2 800( 窄 板 ) 4 硬 盘 : 如 希 捷 500GB M( 串 口 / 散 )ST350 5 显 卡 : 如 七 彩 虹 GT240-GD5 CF 白 金 版 512M M50 6 光 驱 : 如 三 星 TS-H662A 7 液 晶 显 示 器 : 如 LG W1942SP 8 机 箱 : 如 动 力 火 车 绝 尘 侠 X5 9 电 源 : 如 长 城 双 动 力 静 音 BTX-400SEL-P4 10 键 鼠 套 装 : 如 双 飞 燕 520X 套 装 3 一 般 计 算 机 要 安 装 如 下 一 些 常 用 的 软 件 1 操 作 系 统 :Windows 7 2 办 公 软 件 :Office 3 解 压 软 件 :WinRAR 4 网 络 安 全 软 件 : 瑞 星 杀 毒 软 件 360 安 全 卫 士 天 网 防 火 墙 软 件 等 5 网 络 软 件 :IE 浏 览 器 下 载 工 具 QQ 聊 天 软 件 6 阅 读 工 具 :Adobe Reader 7.0 科 学 出 版 社 职 教 技 术 出 版 中 心