任務(wù)單 1.1計(jì)算機(jī)概論 1.2案例—配置一臺(tái)微機(jī) 1.3知識(shí)拓展 評(píng)價(jià)單學(xué)習(xí)情境一計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

學(xué)習(xí)情境一計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

任務(wù)單

計(jì)算機(jī)是一種處理信息的電子工具，它能自動(dòng)、高速、精確地對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)、傳送與加工處理。計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)人類社會(huì)生產(chǎn)、生活的各個(gè)領(lǐng)域產(chǎn)生了極其深刻的影響。可以說，當(dāng)今世界是一個(gè)豐富多彩的計(jì)算機(jī)世界，計(jì)算機(jī)已融入到人類文化之中，成為人類文化不可缺少的一部分。在進(jìn)入信息時(shí)代的今天，學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)知識(shí)，掌握、使用計(jì)算機(jī)已成為每一個(gè)人的迫切需求。1.1計(jì)?算?機(jī)?概?論一、計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生與發(fā)展

計(jì)算工具發(fā)展的歷史是人類文明史的一個(gè)縮影。從古至今，計(jì)數(shù)工具從簡單的石塊、貝殼到算盤，再到歐洲的手搖計(jì)算器，以后又相繼出現(xiàn)了計(jì)算尺、袖珍計(jì)算器等，直到今天的電子計(jì)算機(jī)，這一過程記錄了人類計(jì)算工具的發(fā)展史。

1．計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生

自從人類文明形成，人類就不斷地追求先進(jìn)的計(jì)算工具。計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生源自于人們想發(fā)明一種能進(jìn)行科學(xué)計(jì)算的機(jī)器的想法，它的產(chǎn)生大致劃分為3個(gè)時(shí)代：算盤時(shí)代、機(jī)械時(shí)代和機(jī)電時(shí)代。

(1)算盤時(shí)代。

(2)機(jī)械時(shí)代。

(3)機(jī)電時(shí)代。

從20世紀(jì)30年代起，科學(xué)家認(rèn)識(shí)到電動(dòng)機(jī)械部件可以由簡單的真空管來代替。在這種思想的指導(dǎo)下，1941年，德國人朱斯(KonradZuse)制造了第一臺(tái)使用二進(jìn)制數(shù)的全自動(dòng)可編程計(jì)算機(jī)。1946年世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)研制成功，從此，電子計(jì)算機(jī)進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的新階段。

2．計(jì)算機(jī)的發(fā)展

世界上第一臺(tái)計(jì)算機(jī)ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī))誕生于1946年2月，是在美國陸軍部的贊助下，由美國國防部和美國賓夕法尼亞大學(xué)共同研制成功的。ENIAC占地面積為170平方米，重達(dá)30多噸，耗電量每小時(shí)160千瓦，使用了18800多個(gè)電子管，70000多個(gè)電阻器，有5000000個(gè)焊接點(diǎn)，內(nèi)存容量為16千字節(jié)，字長為12位，運(yùn)行速度僅有5000次每秒，且可靠性差，如圖1-1和圖1-2所示。但ENIAC是計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑，它的誕生揭開了人類科技的新紀(jì)元，也是人們所稱的第四次科技革命(信息革命)的開端。

從第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)誕生到現(xiàn)在短短60多年中，計(jì)算機(jī)技術(shù)以前所未有的速度迅猛發(fā)展。計(jì)算機(jī)發(fā)展的分代史，通常以計(jì)算機(jī)所采用的邏輯元件作為劃分標(biāo)準(zhǔn)。迄今為止計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷四代(如表1-1所示)，正在向新一代計(jì)算機(jī)過渡。

圖1-1ENIAC

圖1-2ENIAC采用線路連接的方法編排程序

表1-1計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)時(shí)代1)電子管時(shí)代(1946～1957年)

這個(gè)時(shí)代的計(jì)算機(jī)采用的主要元器件是電子管，其主要特征如下：

(1)體積龐大，耗電量大，可靠性差，維護(hù)困難。

(2)計(jì)算速度慢，運(yùn)算速度一般為1000次每秒到10000次每秒。

(3)使用機(jī)器語言，幾乎沒有系統(tǒng)軟件。

(4)采用磁鼓、小磁芯作為存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)空間有限。

(5)輸入/輸出設(shè)備簡單，采用穿孔紙帶或卡片。

(6)主要用于科學(xué)計(jì)算。

2)晶體管時(shí)代(1958～1964年)

這個(gè)時(shí)代的計(jì)算機(jī)采用的主要元器件是晶體管，其主要特征如下：

(1)體積大大縮小，可靠性增強(qiáng)，壽命延長。

(2)計(jì)算速度加快，運(yùn)算速度達(dá)到幾萬次每秒到幾十萬次每秒。

(3)提出了操作系統(tǒng)的概念，開始出現(xiàn)了匯編語言，產(chǎn)生了如FORTRAN和COBOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言和批處理系統(tǒng)。

(4)普遍采用磁芯作為內(nèi)存儲(chǔ)器，磁盤、磁帶作為外存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量大大提高。

(5)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，除了科學(xué)計(jì)算外，還用于數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)過程控制等。

(6)主流產(chǎn)品：IBM7000系列。

3)中、小規(guī)模集成電路時(shí)代(1965～1970年)

20世紀(jì)60年代中期，隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，成功研制出集成電路元件。集成電路可以在幾平方毫米的單晶硅片上集成十幾個(gè)甚至上百個(gè)電子元件。計(jì)算機(jī)開始采用中小規(guī)模的集成電路元件，它們的主要特征如下：

(1)體積進(jìn)一步縮小，壽命更長。

(2)計(jì)算速度加快，每秒可進(jìn)行幾百萬次運(yùn)算。

(3)高級(jí)語言進(jìn)一步發(fā)展，操作系統(tǒng)的出現(xiàn)使計(jì)算機(jī)功能更強(qiáng)，計(jì)算機(jī)開始廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。

(4)普遍采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量進(jìn)一步提高，而體積更小，價(jià)格更低。

(5)計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大到企業(yè)管理和輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。

4)大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時(shí)代(1971年至今)

進(jìn)入20世紀(jì)60年代后期，微電子技術(shù)發(fā)展迅猛，先后出現(xiàn)了大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，使計(jì)算機(jī)進(jìn)入了一個(gè)新時(shí)代，即大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路時(shí)代，其主要特征如下：

(1)體積進(jìn)一步縮小，可靠性更好，壽命更長。

(2)計(jì)算速度加快，每秒可進(jìn)行幾千萬次到千萬億次運(yùn)算。

(3)軟件配置豐富，軟件系統(tǒng)工程化、理論化，程序設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化。

(4)發(fā)展了并行處理技術(shù)和多機(jī)系統(tǒng)，微型計(jì)算機(jī)大量進(jìn)入家庭，產(chǎn)品更新加快。

(5)計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大到辦公自動(dòng)化、數(shù)據(jù)庫管理和圖像處理等領(lǐng)域。

5)智能電子計(jì)算機(jī)時(shí)代(未來)

1988年，第五代計(jì)算機(jī)國際會(huì)議在日本召開，提出了智能電子計(jì)算機(jī)的概念，智能化是今后計(jì)算機(jī)發(fā)展的方向。智能電子計(jì)算機(jī)是一種有知識(shí)、會(huì)學(xué)習(xí)、能推理的計(jì)算機(jī)，具有能理解自然語言、聲音、文字和圖像的能力，并具有說話的能力，使人機(jī)能夠用自然語言直接對(duì)話。它突破了傳統(tǒng)的馮·諾依曼式機(jī)器的概念，把多處理器并聯(lián)起來，并行處理信息，速度大大提高。通過智能化人機(jī)接口，人們不必編寫程序，只需要發(fā)出命令或提出要求，計(jì)算機(jī)就會(huì)完成推理和判斷。

3.我國研制計(jì)算機(jī)的情況

我國計(jì)算機(jī)事業(yè)始于1953年，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，取得了令人矚目的成就。

1958年，第一臺(tái)計(jì)算機(jī)研制成功。

1964年，研制出晶體管計(jì)算機(jī)。

1970年，研制出集成電路計(jì)算機(jī)。

1983年，研制出“銀河-Ⅰ”巨型計(jì)算機(jī)(1億次每秒)。

1992年，“銀河-Ⅱ”巨型計(jì)算機(jī)研制成功(10億次每秒)。

1997年，“銀河-Ⅲ”巨型計(jì)算機(jī)研制成功(百億次每秒)。

1999年，銀河四代巨型機(jī)研制成功。

2000年，我國成功研制出“神威Ⅰ”(3480億次每秒)，其主要技術(shù)指標(biāo)和性能達(dá)到國際先進(jìn)水平，我國成為繼美國、日本之后，世界上第三個(gè)具備研制高性能計(jì)算機(jī)能力的國家。

2010年11月，在國際超級(jí)計(jì)算機(jī)TOP500組織正式發(fā)布第36屆世界超級(jí)計(jì)算機(jī)500強(qiáng)排名中，中國在前十中占有2席，“天河一號(hào)”排名第一，“曙光星云”排名第三。

2010年“天河一號(hào)”在中國國家超級(jí)計(jì)算天津中心安裝部署，其實(shí)測運(yùn)算速度可達(dá)2570萬億次每秒(如圖1-3所示)；排名第二的“美洲虎”超級(jí)計(jì)算機(jī)實(shí)測運(yùn)算速度可達(dá)1750萬億次每秒(如圖1-4所示)；排名第三的“曙光星云”計(jì)算機(jī)實(shí)測運(yùn)算速度達(dá)到1270萬億次每秒(如圖1-5所示)。

(a)(b)圖1-3“天河一號(hào)”超級(jí)計(jì)算機(jī)

圖1-4“美洲虎”超級(jí)計(jì)算機(jī)

圖1-5“曙光星云”超級(jí)計(jì)算機(jī)二、計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

計(jì)算機(jī)主要具備如下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

(1)快速的運(yùn)算能力?，F(xiàn)在高性能計(jì)算機(jī)每秒能進(jìn)行幾百億次以上的加法運(yùn)算。如果一個(gè)人在一秒鐘內(nèi)能做一次運(yùn)算，那么一般的電子計(jì)算機(jī)一小時(shí)的工作量，一個(gè)人得做100多年。在很多場合下，運(yùn)算速度起著決定性作用。例如，氣象預(yù)報(bào)要分析大量資料，如用手工計(jì)算需要十天半個(gè)月，失去了預(yù)報(bào)的意義，而用計(jì)算機(jī)，幾分鐘就能算出一個(gè)地區(qū)內(nèi)數(shù)天的氣象預(yù)報(bào)。

(2)足夠高的計(jì)算精度。計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度主要取決于計(jì)算機(jī)的字長，字長越長，運(yùn)算精度越高，計(jì)算機(jī)的數(shù)值計(jì)算越精確。如計(jì)算圓周率π，計(jì)算機(jī)在很短時(shí)間內(nèi)就能精確計(jì)算到200萬位以上。

(3)超強(qiáng)的“記憶”能力。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器類似于人的大腦，可以“記憶”(存儲(chǔ))大量的數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)程序而不丟失，在計(jì)算的同時(shí)，還可把中間結(jié)果存儲(chǔ)起來。

(4)復(fù)雜的邏輯判斷能力。計(jì)算機(jī)在程序的執(zhí)行過程中，會(huì)根據(jù)上一步的執(zhí)行結(jié)果，運(yùn)用邏輯判斷方法自動(dòng)確定下一步的執(zhí)行命令。正是因?yàn)橛?jì)算機(jī)具有這種邏輯判斷能力，使得計(jì)算機(jī)不僅能解決數(shù)值計(jì)算問題，而且能解決非數(shù)值計(jì)算問題，比如信息檢索、圖像識(shí)別等。

(5)按程序自動(dòng)工作的能力。計(jì)算機(jī)可以按照預(yù)先編制的程序自動(dòng)執(zhí)行而不需要人工干預(yù)。三、計(jì)算機(jī)的分類

計(jì)算機(jī)按不同的標(biāo)準(zhǔn)可以有以下不同的分類方法：

(1)按處理方式分類，分為模擬計(jì)算機(jī)、數(shù)字計(jì)算機(jī)以及數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)。

模擬計(jì)算機(jī)主要用于處理模擬信號(hào)，如工業(yè)控制中的溫度、壓力等。模擬計(jì)算機(jī)的運(yùn)算部件是一些電子電路，其運(yùn)算速度極快，但精度不高，使用也不夠方便。

數(shù)字計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制運(yùn)算，其特點(diǎn)是計(jì)算精度高，便于存儲(chǔ)信息，是通用性很強(qiáng)的計(jì)算工具，既能勝任科學(xué)計(jì)算和數(shù)字處理，又能進(jìn)行過程控制和CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))/CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)等工作。通常所說的計(jì)算機(jī)，一般是指數(shù)字計(jì)算機(jī)。

數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)取數(shù)字、模擬計(jì)算機(jī)之長，既能進(jìn)行高速運(yùn)算，又便于存儲(chǔ)信息，但這類計(jì)算機(jī)造價(jià)昂貴。

(2)按功能分類，分為專用計(jì)算機(jī)與通用計(jì)算機(jī)。

專用計(jì)算機(jī)功能單一，可靠性高，結(jié)構(gòu)簡單，適應(yīng)性差，但在特定用途下最有效、最經(jīng)濟(jì)、最快速，是其他計(jì)算機(jī)無法替代的。導(dǎo)彈和火箭上使用的計(jì)算機(jī)很大一部分就是專用計(jì)算機(jī)。

通用計(jì)算機(jī)功能齊全，適應(yīng)性強(qiáng)，目前人們所使用的大都是通用計(jì)算機(jī)。

(3)按規(guī)模分類，分為巨型機(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)及單片機(jī)等幾類。

這些類型之間的基本區(qū)別通常在于其體積大小、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度、功率消耗、性能指標(biāo)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量、指令系統(tǒng)和設(shè)備、軟件配置等的不同。一般來說，巨型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度很高，每秒可執(zhí)行幾億條指令，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量很大，規(guī)模大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，主要用于大型科學(xué)計(jì)算，它也是衡量一個(gè)國家科學(xué)實(shí)力的重要標(biāo)志之一。單片計(jì)算機(jī)則只由一片集成電路制成，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)十分簡單。性能介于巨型機(jī)和單片機(jī)之間的就是大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)和微型機(jī)，它們的性能指標(biāo)和結(jié)構(gòu)規(guī)模則相應(yīng)地依次遞減。

(4)按工作模式分類，分為服務(wù)器和工作站兩類。

服務(wù)器是一種可供網(wǎng)絡(luò)用戶共享的、高性能的計(jì)算機(jī)。服務(wù)器一般具有大容量的存儲(chǔ)設(shè)備和豐富的外部設(shè)備，在其上運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，要求具有較高的運(yùn)行速度，因此，很多服務(wù)器都配置了雙CPU。服務(wù)器上的資源可供網(wǎng)絡(luò)用戶共享。

工作站是高檔微型機(jī)，它的獨(dú)到之處就是易于聯(lián)網(wǎng)，并配有大容量主存和大屏幕顯示器，特別適合于CAD/CAM和辦公自動(dòng)化。四、計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域

計(jì)算機(jī)的高速發(fā)展，促進(jìn)了計(jì)算機(jī)的全面應(yīng)用，遍及經(jīng)濟(jì)、政治、軍事及社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域。計(jì)算機(jī)的早期應(yīng)用和現(xiàn)代應(yīng)用可歸納為以下幾個(gè)方面。

1．科學(xué)計(jì)算

科學(xué)計(jì)算又稱為數(shù)值計(jì)算，是計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域。在科學(xué)研究和工程技術(shù)中，有大量的復(fù)雜計(jì)算問題，利用計(jì)算機(jī)高速運(yùn)算和大容量存儲(chǔ)的能力，可進(jìn)行浩繁復(fù)雜、人工難以完成或根本無法完成的各種數(shù)值計(jì)算。例如，包含數(shù)百個(gè)變元的高階線性方程組的求解，氣象預(yù)報(bào)中衛(wèi)星云圖資料的分析計(jì)算等等。

2．?dāng)?shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理又稱為信息處理，是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域之一。所謂數(shù)據(jù)處理，是指用計(jì)算機(jī)對(duì)各種形式表示的信息資源(如數(shù)值、文字、聲音、圖像等)進(jìn)行收集、存儲(chǔ)、分類、加工、輸出等處理過程。數(shù)據(jù)處理是現(xiàn)代管理的基礎(chǔ)，廣泛地用于情報(bào)檢索、統(tǒng)計(jì)、事務(wù)管理、生產(chǎn)管理自動(dòng)化、決策系統(tǒng)、辦公自動(dòng)化等方面。數(shù)據(jù)處理的應(yīng)用已全面深入到當(dāng)今社會(huì)生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域。

3．過程控制

過程控制也稱為實(shí)時(shí)控制，是指用計(jì)算機(jī)作為控制部件對(duì)單臺(tái)設(shè)備或整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行控制。其基本原理為：將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)送入計(jì)算機(jī)內(nèi)與控制模型進(jìn)行比較，然后再由計(jì)算機(jī)反饋信息去調(diào)節(jié)及控制整個(gè)生產(chǎn)過程，使之按最優(yōu)化方案進(jìn)行。用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，可以大大提高自動(dòng)化水平，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)控制的準(zhǔn)確性，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。因此，計(jì)算機(jī)的過程控制在工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)行業(yè)及現(xiàn)代化戰(zhàn)爭的武器系統(tǒng)中都得到廣泛應(yīng)用。

4．計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)是指能夠部分或全部代替人完成各項(xiàng)工作(如設(shè)計(jì)、制造及教學(xué)等)的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)，目前主要包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD，ComputerAidedDesign)、計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM，ComputerAidedManufacturing)和計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)(CAI，ComputerAidedInstruction)。

CAD可以幫助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程或產(chǎn)品的設(shè)計(jì)工作，采用CAD能夠提高設(shè)計(jì)工作的自動(dòng)化程度，縮短設(shè)計(jì)周期，并達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)效果。目前，CAD已廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、電子、建筑、航空、服裝、化工等行業(yè)，成為計(jì)算機(jī)應(yīng)用最活躍的領(lǐng)域之一。

CAM是指用計(jì)算機(jī)來管理、計(jì)劃和控制加工設(shè)備的操作(如用數(shù)控機(jī)床代替工人加工各種形狀復(fù)雜的工件等)。采用CAM技術(shù)可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，提高生產(chǎn)率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度并改善生產(chǎn)人員的工作條件。CAD與CAM的結(jié)合產(chǎn)生了CAD/CAM一體化生產(chǎn)系統(tǒng)，再進(jìn)一步發(fā)展，則形成計(jì)算機(jī)制造集成系統(tǒng)。

CAI是指利用計(jì)算機(jī)來輔助教學(xué)工作。CAI改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，更新了舊的教學(xué)方法。CAI的應(yīng)用之一—多媒體課件的使用，為學(xué)生創(chuàng)造了一個(gè)生動(dòng)、形象、高效的全新學(xué)習(xí)環(huán)境，顯著提高了學(xué)習(xí)效果。學(xué)生還可通過人-機(jī)對(duì)話方式把計(jì)算機(jī)作為自學(xué)和自我測試的工具。CAI同時(shí)也改善了教師的工作條件，提高了教學(xué)效率。

5．人工智能

人工智能是用計(jì)算機(jī)來模擬人的智能，從而代替人的部分腦力勞動(dòng)。人工智能既是計(jì)算機(jī)當(dāng)前的重要應(yīng)用領(lǐng)域，也是今后計(jì)算機(jī)發(fā)展的主要方向。人工智能應(yīng)用中所要研究和解決的問題均是需要進(jìn)行判斷及推理的智能性問題，難度很大，因此，人工智能是計(jì)算機(jī)在更高層次上的應(yīng)用。盡管在這個(gè)領(lǐng)域中技術(shù)上的困難很多(如知識(shí)的表示、知識(shí)的處理等)，目前仍取得了一些重要成果。

人工智能有多方面的應(yīng)用，主要有以下幾個(gè)方面。

(1)機(jī)器人。機(jī)器人可分為兩類，一類稱為“工業(yè)機(jī)器人”，只能完成規(guī)定的重復(fù)動(dòng)作，通常用于車間的生產(chǎn)流水線上，完成裝配、焊接、噴漆等工作；另一類稱為“智能機(jī)器人”，具有一定的感知和識(shí)別能力，能說一些簡單話語，這類機(jī)器人可以從事更復(fù)雜的工作，如展覽會(huì)迎賓、月球探測等。目前，世界上研制及使用機(jī)器人最多的國家是日本。

(2)定理證明。借助計(jì)算機(jī)來證明數(shù)學(xué)猜想或定理，這是一項(xiàng)難度極大的人工智能應(yīng)用，例如四色猜想的證明。四色猜想是圖論中的一個(gè)世界級(jí)的難題，它的內(nèi)容是：任意一張地圖只需用四種顏色來著色，就可以使地圖上的相鄰區(qū)域具有不同的顏色。換言之，用四種顏色就可繪制任何地圖，三種顏色不夠，而五種顏色多余。這個(gè)猜想的證明不知難倒了多少數(shù)學(xué)家，雖然經(jīng)過無數(shù)次的驗(yàn)證，猜想的結(jié)論都是千真萬確的，但卻一直無法在理論上進(jìn)行證明，有人認(rèn)為，證明這個(gè)猜想的難度絲毫不亞于哥德巴赫猜想。1976年，美國數(shù)學(xué)家哈根和阿貝爾用計(jì)算機(jī)成功地證明了四色猜想。這個(gè)猜想的證明需要進(jìn)行一百億次(1010次)邏輯判斷，這個(gè)天文數(shù)字的工作量如果用人工來完成，則需兩萬年時(shí)間，這就是計(jì)算機(jī)問世以前，任何人都無法證明或推翻這個(gè)猜想的原因。從此，“四色猜想”正式更名為“四色定理”。

(3)模式識(shí)別。模式識(shí)別是通過抽取被識(shí)別對(duì)象的特征，與存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)的已知對(duì)象的特征進(jìn)行比較及判別，從而進(jìn)行類別判斷的一種人工智能技術(shù)。其重點(diǎn)是圖形識(shí)別及語言識(shí)別。如刑偵學(xué)中的指紋辨別、手寫漢字的識(shí)別都是模式識(shí)別的應(yīng)用實(shí)例。

(4)專家系統(tǒng)。專家系統(tǒng)是一種能夠模仿專家的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)、思想，代替專家進(jìn)行推理和判斷，并做出決策處理的人工智能軟件?，F(xiàn)在已有醫(yī)療專家系統(tǒng)等多種實(shí)用專家系統(tǒng)投入使用。

人工智能除了上述的一些應(yīng)用外，還包括自然語言處理、機(jī)器翻譯、智能檢索等方面的應(yīng)用。

6．家庭生活

1)娛樂方面

隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)在娛樂方面的應(yīng)用很多，如：在計(jì)算機(jī)上看電影、聆聽CD音樂、玩電腦游戲，利用虛擬實(shí)境技術(shù)，將現(xiàn)實(shí)或虛構(gòu)的環(huán)境構(gòu)建在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用戶可以如親臨實(shí)境般地在虛擬的環(huán)境中游走。

2)消費(fèi)方面

(1)網(wǎng)上銀行。網(wǎng)上銀行是指通過Internet網(wǎng)絡(luò)或其他公用信息網(wǎng)，將用戶的電腦終端連接至銀行，實(shí)現(xiàn)將銀行服務(wù)直接送到用戶辦公室或家中的服務(wù)系統(tǒng)。它拉近用戶與銀行的距離，使用戶不再受限于銀行的地理環(huán)境、服務(wù)時(shí)間，突破空間距離和物體媒介的限制。

(2)電子商務(wù)。電子商務(wù)(ElectronicCommerce，EC)是利用Internet將企業(yè)、用戶、供應(yīng)商及他們進(jìn)行的商業(yè)活動(dòng)所需的環(huán)節(jié)連到Internet上，以改善企業(yè)組織的操作流程，降低成本，提高商務(wù)處理的效率以及客戶滿意程度。例如：通過Internet傳遞并處理定單，從事網(wǎng)上銷售、銀行轉(zhuǎn)賬及提供客戶服務(wù)等工作。

3)日常生活方面

個(gè)人計(jì)算機(jī)的普及，使人們的日常生活發(fā)生了變化，例如：股票交易，查詢火車車次及時(shí)間、飛機(jī)的班次，旅游報(bào)價(jià)及購買車票等都可以通過網(wǎng)絡(luò)在家中完成。

一、案例情境

小王喜歡玩電腦游戲，并且還可以稱得上是一個(gè)游戲高手，這天他的一個(gè)朋友要他到科技市場幫忙組裝一臺(tái)電腦，他以為自己能夠辦好這件事，但到科技市場后，才發(fā)覺自己在電腦方面的專用術(shù)語非常缺乏，由于長時(shí)間沉溺于電腦游戲，對(duì)當(dāng)前電腦硬件的發(fā)展也不是很了解。他只好支支吾吾，對(duì)朋友說，他先回去了解一下行情，隔天再為朋友組裝電腦。1.2案例—配置一臺(tái)微機(jī)為了幫助朋友組裝一臺(tái)物美價(jià)廉適合朋友使用的電腦，挽回上次科技市場的尷尬之旅，小王翻書查資料，上網(wǎng)站了解硬件行情，功夫不負(fù)有心人，從計(jì)算機(jī)的發(fā)展、數(shù)據(jù)表示與轉(zhuǎn)換、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成、微機(jī)的性能指標(biāo)到每一個(gè)配件的價(jià)格，他都了如指掌，終于為他的朋友組裝了一臺(tái)性能良好、價(jià)格適中的電腦。下面他就把自己了解到的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)分解成多個(gè)知識(shí)點(diǎn)，分享給大家。學(xué)完本案例后可以較深入的了解以下知識(shí)：

計(jì)算機(jī)中信息是如何表示的以及各種數(shù)制之間如何轉(zhuǎn)換；

計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)是如何編碼的；

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及其工作原理；

微機(jī)系統(tǒng)的組成；

微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)；

如何配置微機(jī)系統(tǒng)；

計(jì)算機(jī)中各部件如何連接。二、相關(guān)知識(shí)點(diǎn)

1．計(jì)算機(jī)中信息的表示及數(shù)制轉(zhuǎn)換

在計(jì)算機(jī)中，任何信息都是以二進(jìn)制形式表示和存儲(chǔ)的。而人們在日常生活中主要使用十進(jìn)制，有時(shí)為了方便還采用八進(jìn)制和十六進(jìn)制。因此，有必要了解不同進(jìn)位計(jì)數(shù)制以及相互轉(zhuǎn)換的方法。

1)進(jìn)位計(jì)數(shù)制

把一組數(shù)碼從低位到高位排列起來，按照進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)，稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡稱進(jìn)制。例如：十進(jìn)制數(shù)125，逢10進(jìn)1，為十進(jìn)制；1小時(shí)等于60分，逢60進(jìn)1，為六十進(jìn)制。

每個(gè)數(shù)位上允許使用的數(shù)碼個(gè)數(shù)稱為“基數(shù)”。例如：十進(jìn)制數(shù)字每個(gè)數(shù)位上允許使用的數(shù)碼為0～9，因此基數(shù)為10；二進(jìn)制數(shù)字每個(gè)數(shù)位上允許使用的數(shù)碼只有0和1，因此基數(shù)為2。同一個(gè)數(shù)碼在不同位置代表的數(shù)值不同。例如：十進(jìn)制數(shù)515的百位5代表500(5

×

102)，個(gè)位5代表5(5

×

100)。由此，一個(gè)數(shù)碼所表示的數(shù)值等于該數(shù)碼乘以與數(shù)碼所在位置有關(guān)的常數(shù)，我們把這個(gè)常數(shù)稱為位權(quán)，簡稱“權(quán)”。它是以指數(shù)形式表示(進(jìn)制基數(shù)為底，數(shù)碼位置序號(hào)為冪次)的。例如：十進(jìn)制數(shù)字123.5，3的位權(quán)是100，2的位權(quán)是101，5的位權(quán)是10-1。

2)計(jì)算機(jī)中的常用進(jìn)制

十進(jìn)制(D)：基數(shù)為10，各個(gè)位置的有效數(shù)字為0～9，位權(quán)為10的N次冪(N為數(shù)碼所在位置的序號(hào))。

二進(jìn)制(B)：基數(shù)為2，各個(gè)位置的有效數(shù)字為0和1，位權(quán)為2的N次冪(N為數(shù)碼所在位置的序號(hào))。

八進(jìn)制(O)：基數(shù)為8，各個(gè)位置的有效數(shù)字為0～7，位權(quán)為8的N次冪(N為數(shù)碼所在位置的序號(hào))。

十六進(jìn)制(H)：基數(shù)為16，各個(gè)位置的有效數(shù)字為0～9(表示前10個(gè)數(shù)字)和A～F(表示后6個(gè)數(shù)字)，位權(quán)為16的N次冪(N為數(shù)碼所在位置的序號(hào))。為了區(qū)別不同進(jìn)制的數(shù)字，書中約定對(duì)于任一R進(jìn)制的數(shù)N，記作(N)R。例如二進(jìn)制數(shù)1101，表示為(1101)2或者1101B；十進(jìn)制數(shù)123，表示為(123)10或者123D。四種計(jì)數(shù)制的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1-2所示。

表1-2四種計(jì)數(shù)制的對(duì)應(yīng)表3)進(jìn)制轉(zhuǎn)換

(1)將R進(jìn)制轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制(R可以是2、8、16)。

方法：按權(quán)展開，然后相加。

【例1】把二進(jìn)制數(shù)(1101.01)2轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(1101.01)2=

1

×

23+

1

×

22+

0

×

21+

1

×

20+

0

×

2-1+

1

×

2-2=

(13.25)10

【例2】把八進(jìn)制數(shù)(2576.2)8轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(576.2)8=5

×

82+

7

×

81+

6

×

80+

2

×

8-1=

(382.25)10

【例3】把十六進(jìn)制數(shù)(1AD)16轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)。

(1AD)16=

1

×

162+

10

×

161+

13

×

160=

(429)10

(2)將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成R進(jìn)制數(shù)(R可以是2、8、16)。

方法：整數(shù)與小數(shù)兩部分分別轉(zhuǎn)換，然后再拼接起來。

整數(shù)部分：除R求余，直到商為零，先余為低位，后余為高位。

小數(shù)部分：乘R取整，直到小數(shù)位為零或達(dá)到精度要求，先整為高位，后整為低位。

【例4】將十進(jìn)制數(shù)(21)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

結(jié)果為

(21)10

=

(10101)2

【例5】將十進(jìn)制數(shù)(0.625)10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

0.625

×

2=

1.25 取整為1 高位

0.25

×

2=

0.5 取整為0

0.5

×

2=

1.0 取整為1 低位

結(jié)果為

(0.625)10=

(0.101)2

【例6】將十進(jìn)制數(shù)(132.525)10轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)(小數(shù)部分保留2位有效數(shù)字)。

整數(shù)部分：

(132)10=(204)8

小數(shù)部分：

0.525

×

8

=

4.2 取整為4 高位

0.2

×

8

=

1.6 取整為1 低位

結(jié)果為

(132.525)10=(204.41)8

(3)將二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八、十六進(jìn)制數(shù)。

由于2的3次冪等于8，所以每個(gè)八進(jìn)制數(shù)可以由3個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示。2的4次冪等于16，所以每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)可以由4個(gè)二進(jìn)制數(shù)表示。

方法：以小數(shù)點(diǎn)為中心，向左或向右每三位(四位)二進(jìn)制數(shù)一組，每組分別轉(zhuǎn)換成它們所對(duì)應(yīng)的八進(jìn)制(十六進(jìn)制)數(shù)字。位數(shù)不足時(shí)，整數(shù)部分左補(bǔ)零，小數(shù)部分右補(bǔ)零。

【例7】將二進(jìn)制數(shù)(10110111.101)2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)。

(010

110

111.101)2=(267.5)8

2

6

7

.

5

【例8】將二進(jìn)制數(shù)(1010111.110)2轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。

(0101

0111.1100)2=

(57.C)16

5

7

.C

(4)將八、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

方法：將每個(gè)八(十六)進(jìn)制數(shù)用三位(四位)二進(jìn)制數(shù)代替。

【例9】將八進(jìn)制數(shù)(150.72)8轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

(150.72)8=(001

101

000.111

010)2=(1101000.11101)2

1

5

0

.

7

2

【例10】將十六進(jìn)制數(shù)(B7.A8)16轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

(B7.A8)16=(1011

0111.1010

1000)2=(10110111.10101)2

B

7

.A

8

十進(jìn)制、二進(jìn)制與八進(jìn)制與十六進(jìn)制相互對(duì)應(yīng)關(guān)系見表1-2。

4)信息單位

計(jì)算機(jī)中的信息分為數(shù)值信息和非數(shù)值信息。非數(shù)值信息包括字符、圖像、聲音等。數(shù)值信息可以直接轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)據(jù)，而對(duì)于非數(shù)值信息則采用二進(jìn)制數(shù)編碼來表示。

為了衡量信息的量，人們規(guī)定了如下一些常用單位：

(1)位(bit)。位是二進(jìn)制中一個(gè)數(shù)位，簡稱比特，可以是“0”或“1”。位是計(jì)算機(jī)中的最小單位。

(2)字節(jié)(Byte，B)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)中最基本的單位。1B

=

8bit。

除B外，還有KB(千字節(jié))、MB(兆字節(jié))、GB(吉字節(jié))和TB(太字節(jié))。它們與字節(jié)的關(guān)系是：

1B=

8bit

1KB=

210B=

1024B

1MB=

210KB=

1024KB=

220B

1GB=

210MB=

220KB=

230B

1TB=

210GB=

220MB=

230KB=

240B

(3)字(word)：計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)時(shí)，一次可以運(yùn)算的數(shù)據(jù)長度稱為一個(gè)“字”。字是計(jì)算機(jī)內(nèi)CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本單位。

2．?dāng)?shù)據(jù)編碼

1)西文字符編碼

計(jì)算機(jī)中的信息都是用二進(jìn)制編碼表示的。用以表示字符的二進(jìn)制編碼稱為字符編碼。計(jì)算機(jī)中常用的字符編碼有BCD碼和ASCII碼。IBM系列大型機(jī)采用BCD碼，微型機(jī)采用ASCII碼，下面主要介紹ASCII碼。

ASCII(AmericanStandardCodeForInformationInterchange)碼是美國標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼，被國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)指定為國際標(biāo)準(zhǔn)。ASCII碼有7位碼和8位碼兩種版本。國際通用的7位ASCII碼稱為基本ASCII碼，共有27=

128個(gè)不同的編碼值，其中包括：26個(gè)大寫英文字母，26個(gè)小寫英文字母，0～9共10個(gè)數(shù)字，34個(gè)通用控制字符和32個(gè)專用字符(標(biāo)點(diǎn)符號(hào)和運(yùn)算符)，如表1-3所示。

表1-3標(biāo)準(zhǔn)ASCII碼表例如：字符“A”的ASCII碼為(1000001)2，對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)為(41)16，十進(jìn)制數(shù)字為(65)10。常用西文字符的ASCII碼如表1-4所示。表1-4常用西文字符的ASCII碼2)中文字符編碼

(1)漢字輸入碼。為將漢字輸入計(jì)算機(jī)而編制的代碼稱為漢字輸入碼，也稱為外碼。漢字輸入碼是根據(jù)漢字的發(fā)音或字形結(jié)構(gòu)等多種屬性和漢語的有關(guān)規(guī)則編制而成的。

(2)漢字信息交換碼(國標(biāo)碼)。

①國標(biāo)碼：漢字信息交換碼是用于漢字信息處理系統(tǒng)之間或者與通信系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的漢字代碼，簡稱交換碼，也稱為國標(biāo)碼。它是為了使系統(tǒng)、設(shè)備之間信息交換時(shí)采用統(tǒng)一的形式而制定的。我國1981年頒布了國家標(biāo)準(zhǔn)—《信息交換用漢字編碼字符集—基本集》，代號(hào)“GB2312—80”，即“國標(biāo)碼”。國標(biāo)碼規(guī)定了進(jìn)行一般漢字信息處理時(shí)所使用的7445個(gè)字符編碼。其中682個(gè)非漢字圖形字符(如：序號(hào)、數(shù)字、羅馬數(shù)字、英文字母、日文假名、俄文字母、漢語拼音等)和6763個(gè)漢字的代碼。漢字代碼中又有一級(jí)常用漢字3755個(gè)，二級(jí)非常用漢字3008個(gè)。一級(jí)常用漢字按漢語拼音字母順序排列，二級(jí)非常用漢字按偏旁部首排列，部首順序依筆畫多少排序。

②區(qū)位碼：在國標(biāo)碼中，全部國標(biāo)漢字與圖形符號(hào)組成一個(gè)94

×

94的矩陣，矩陣的每一行稱為一個(gè)“區(qū)”，每一列稱為一“位”，這樣就形成了94個(gè)區(qū)(01區(qū)～94區(qū))、每個(gè)區(qū)內(nèi)有94位(01位～94位)的漢字字符集。一個(gè)漢字所在位置的區(qū)號(hào)和位號(hào)組合在一起就構(gòu)成一個(gè)四位數(shù)的代碼，前兩位數(shù)字為“區(qū)碼”(01～94)，獨(dú)立占一個(gè)字節(jié)，后兩位數(shù)字為“位碼”，也獨(dú)立占一個(gè)字節(jié)，這種代碼稱為“區(qū)位碼”。編碼范圍為0101～9494，轉(zhuǎn)換為十六進(jìn)制為0101H～5E5EH。在區(qū)位碼中，1～15區(qū)為非漢字圖形區(qū)，16～87(10H～57H)區(qū)是漢字區(qū)，88～94是保留區(qū)。其中16～55區(qū)為一級(jí)漢字，56～87區(qū)為二級(jí)漢字。

③區(qū)位碼與國標(biāo)碼之間的關(guān)系：

國標(biāo)碼

=

十六進(jìn)制的區(qū)位碼

+

2020H

(3)漢字內(nèi)碼。漢字內(nèi)碼是為在計(jì)算機(jī)內(nèi)部對(duì)漢字進(jìn)行存儲(chǔ)、處理和傳輸而編制的漢字代碼，它應(yīng)能滿足存儲(chǔ)、處理和傳輸?shù)囊?。?dāng)一個(gè)漢字輸入計(jì)算機(jī)后就轉(zhuǎn)換為內(nèi)碼，然后才能在機(jī)器內(nèi)流動(dòng)、處理。漢字兩字節(jié)的機(jī)內(nèi)碼和國標(biāo)碼有一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)系：

機(jī)內(nèi)碼

=

國標(biāo)碼

+

8080H

可見漢字機(jī)內(nèi)碼中兩字節(jié)的最高位均為1。

例如，“中”字國標(biāo)碼是5650H，它的機(jī)內(nèi)碼是：

5650H+8080H=D6D0H

(4)漢字字形碼。漢字字形碼即漢字輸出碼，用于顯示或打印漢字時(shí)產(chǎn)生字形。描述漢字字形的方法主要有點(diǎn)陣字型和輪廓字形兩種。

點(diǎn)陣字型方法比較簡單，就是用一個(gè)排列方陣的點(diǎn)的黑白來描述漢字。漢字的字形稱為字模，以一點(diǎn)陣表示。點(diǎn)陣中的點(diǎn)對(duì)應(yīng)存儲(chǔ)器中的一位，對(duì)于16

×

16點(diǎn)陣的漢字，如圖1-6所示，共有256個(gè)點(diǎn)，即256位。由于計(jì)算機(jī)中，8個(gè)二進(jìn)制位作為一個(gè)字節(jié)，所以16

×

16點(diǎn)陣漢字需要32(16

×

16

/

8

=

32)字節(jié)表示一個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)字信息(字模)；32

×

32點(diǎn)陣漢字需要128(32

×

32

/

8

=

128)字節(jié)表示一個(gè)漢字的點(diǎn)陣數(shù)字信息。圖1-6漢字點(diǎn)陣字形點(diǎn)陣數(shù)越大，分辨率越高，字形越美觀，但占用的存儲(chǔ)空間越多。漢字的點(diǎn)陣字型的缺點(diǎn)是放大后會(huì)出現(xiàn)鋸齒現(xiàn)象，很不美觀。

輪廓字形的方法比點(diǎn)陣字型復(fù)雜，但這種方法的優(yōu)點(diǎn)是字形精度高，且可以任意放大、縮小而不產(chǎn)生鋸齒現(xiàn)象，但在確定輸出之前必須經(jīng)過復(fù)雜的數(shù)學(xué)運(yùn)算處理。中文Windows廣泛應(yīng)用的TrueType字形就是采用輪廓字形法。

(5)各種漢字代碼之間的關(guān)系。漢字的輸入、處理和輸出的過程實(shí)際上是漢字的各種代碼之間的轉(zhuǎn)換過程，或者說漢字代碼在系統(tǒng)有關(guān)部件之間流動(dòng)的過程。圖1-7表示了這些代碼在漢字信息處理系統(tǒng)中的位置及它們之間的關(guān)系。

圖1-7漢字信息處理系統(tǒng)的模型

3．計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，如圖1-8所示。硬件系統(tǒng)是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種物理設(shè)備的總稱，它包括主機(jī)和外部設(shè)備兩部分。

圖1-8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

1)主機(jī)

(1)中央處理器CPU(CentralProcessingUnit)。CPU是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的核心，主要包括運(yùn)算器(ALU)和控制器(CU)兩大部件。它是負(fù)責(zé)運(yùn)算和控制的中心，計(jì)算機(jī)的所有操作都受CPU控制，所以它的品質(zhì)直接影響著整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。CPU可以直接訪問內(nèi)存儲(chǔ)器，它和內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的主機(jī)，是計(jì)算機(jī)的主體。

①運(yùn)算器ALU(ArithmeticandLogicalUnit)。運(yùn)算器主要功能是對(duì)二進(jìn)制數(shù)碼進(jìn)行算術(shù)或邏輯運(yùn)算，它的速度幾乎決定了計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度。

②控制器CU(ControlUnit)。控制器是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞，由它指揮全機(jī)各個(gè)部件自動(dòng)、協(xié)調(diào)地工作，保證計(jì)算機(jī)按照預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和步驟有條不紊的進(jìn)行操作和處理。

控制器從內(nèi)存中逐條取出指令，分析每條指令規(guī)定的是什么操作(操作碼)，以及進(jìn)行該操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的位置(地址碼)。然后，根據(jù)分析結(jié)果，向計(jì)算機(jī)其他部分發(fā)出控制信號(hào)。

(2)內(nèi)存儲(chǔ)器(主存儲(chǔ)器、MainMemory)。存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)。存數(shù)是指往存儲(chǔ)器里“寫入”數(shù)據(jù)；取數(shù)是指從存儲(chǔ)器里“讀取”數(shù)據(jù)。讀寫操作統(tǒng)稱對(duì)存儲(chǔ)器的訪問。存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器(簡稱內(nèi)存)和外存儲(chǔ)器(簡稱外存)兩類。

內(nèi)存儲(chǔ)器分為隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)和只讀存儲(chǔ)器(ROM)兩類。

隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM(RandomAccessMemory)有兩個(gè)重要的特點(diǎn)：一是其中的信息隨時(shí)可以讀出或?qū)懭?，?dāng)寫入時(shí)，原來存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)將被沖掉；二是加電使用時(shí)其中的信息會(huì)完好無缺，但是一旦斷電(關(guān)機(jī)或意外掉電)，RAM中存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)就會(huì)消失，而且無法恢復(fù)。內(nèi)存容量實(shí)質(zhì)上指RAM的容量。

只讀存儲(chǔ)器ROM(ReadOnlyMemory)主要用來存放固定不變的控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)程序和數(shù)據(jù)。ROM中的信息是在制造時(shí)用專門設(shè)備一次寫入的，存儲(chǔ)的內(nèi)容是永久性的，即使關(guān)機(jī)或掉電也不會(huì)丟失，如BIOS(基本輸入/輸出系統(tǒng))中的內(nèi)容就存儲(chǔ)在ROM中。

2)外部設(shè)備

(1)外存儲(chǔ)器(輔助存儲(chǔ)器、Memory)。外存儲(chǔ)器(簡稱外存)，是存放程序和數(shù)據(jù)的“倉庫”，可以長時(shí)間的保存大量信息。外存與內(nèi)存相比容量要大得多。但外存的訪問速度遠(yuǎn)比內(nèi)存要慢，中央處理器(CPU)只能直接訪問存儲(chǔ)在內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。外存中的數(shù)據(jù)只有先調(diào)入內(nèi)存后，才能被中央處理器訪問和處理。CPU、內(nèi)存、外存間的關(guān)系如圖1-9所示。

圖1-9CPU、內(nèi)存、外存間的關(guān)系

(2)輸入設(shè)備(InputDevices)。輸入設(shè)備是用來向計(jì)算機(jī)輸入命令、程序、數(shù)據(jù)、文本、圖像、音頻和視頻等信息的。其主要作用是把人們可讀的信息轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)能識(shí)別的二進(jìn)制代碼輸入計(jì)算機(jī)，供計(jì)算機(jī)處理。例如，用鍵盤輸入信息時(shí)，敲擊它的每個(gè)鍵位都能產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)，再由電路板轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的二進(jìn)制代碼送入計(jì)算機(jī)。目前常用的輸入設(shè)備是鍵盤、鼠標(biāo)器、光筆、掃描儀、麥克風(fēng)等。

(3)輸出設(shè)備(OutputDevices)。輸出設(shè)備的主要功能是將計(jì)算機(jī)處理后的各種內(nèi)部格式的信息轉(zhuǎn)換為人們能識(shí)別的形式(如文字、圖形、圖像和聲音等)表達(dá)出來。例如，在紙上打印出印刷符號(hào)或在屏幕上顯示字符、圖形等。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀和音箱等，前兩種輸出設(shè)備分別能把信息直觀地顯示在屏幕上或打印出來。

(4)接口設(shè)備。接口設(shè)備主要是指網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、聲卡、顯卡等，CPU通過接口電路同外設(shè)相連。

4．計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)

軟件系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所使用的各種程序及其文檔的集合。計(jì)算機(jī)軟件一般可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

1)系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件由一組控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)并管理其資源的程序組成，主要功能包括：啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，存儲(chǔ)、加載和執(zhí)行應(yīng)用程序，對(duì)文件進(jìn)行排序、檢索，將程序語言翻譯為機(jī)器語言等。一般來說系統(tǒng)軟件可分為操作系統(tǒng)、語言處理程序、服務(wù)程序和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

(1)操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是管理、控制和監(jiān)督計(jì)算機(jī)軟、硬件資源協(xié)調(diào)運(yùn)行的程序系統(tǒng)，由一系列具有不同控制和管理功能的程序組成。操作系統(tǒng)具有處理器管理(進(jìn)程管理)、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理和作業(yè)管理五大管理功能。它是直接運(yùn)行在計(jì)算機(jī)硬件上的最基本的系統(tǒng)軟件，是系統(tǒng)軟件的核心。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)發(fā)展的產(chǎn)物，使用它的主要目的有兩個(gè)：一是方便用戶使用計(jì)算機(jī)，它是用戶和計(jì)算機(jī)的接口；二是統(tǒng)一管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的全部資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以便充分、合理地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的效率。操作系統(tǒng)的種類繁多，按其功能和特性分為批處理操作系統(tǒng)、分時(shí)操作系統(tǒng)(如Unix操作系統(tǒng))和實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等；按同時(shí)管理用戶的多少分為單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)；此外，還有適合管理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。

目前常用的操作系統(tǒng)有：Windows系列(WindowsXP、Windows2003、Windows7)、UNIX、Linux等。

(2)程序設(shè)計(jì)語言。程序設(shè)計(jì)語言是軟件系統(tǒng)的重要組成部分，是人機(jī)進(jìn)行信息交流的標(biāo)準(zhǔn)，按照其發(fā)展分為機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言。

語言處理程序是用來對(duì)各種程序設(shè)計(jì)語言進(jìn)行翻譯，使之產(chǎn)生計(jì)算機(jī)可以直接執(zhí)行的目標(biāo)程序(用二進(jìn)制代碼表示的程序)的集合。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)只能直接識(shí)別以數(shù)字代碼表示的指令序列，即機(jī)器語言。如果要在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行高級(jí)語言程序就必須配備該程序語言的翻譯程序。翻譯程序本身是一組程序，不同的高級(jí)語言都有相應(yīng)的翻譯程序。對(duì)于高級(jí)語言來說，翻譯的方法有兩種：一種是“解釋”，BASIC語言源程序的執(zhí)行就采用這種方式。這種方式速度較慢，每次運(yùn)行都要經(jīng)過“解釋”，邊解釋邊執(zhí)行。對(duì)源程序進(jìn)行解釋的程序，稱為解釋程序。

另一種是“編譯”，它調(diào)用相應(yīng)語言的編譯程序，把源程序變成由機(jī)器語言組成的目標(biāo)程序(以

.OBJ為擴(kuò)展名)，然后再用連接程序，把目標(biāo)程序與庫文件相連接形成可執(zhí)行文件。對(duì)源程序進(jìn)行編譯的程序，稱為編譯程序。

(3)服務(wù)程序。服務(wù)程序能夠提供一些常用的服務(wù)性功能，它們?yōu)橛脩糸_發(fā)程序和使用計(jì)算機(jī)提供了方便，像計(jì)算機(jī)中常用的診斷程序、調(diào)試程序均屬此類。

(4)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫是指按照一定聯(lián)系存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)集合，可以為多種應(yīng)用共享，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS(DataBaseManagementSystem)則是能夠?qū)?shù)據(jù)庫進(jìn)行加工、管理的系統(tǒng)軟件。其主要功能是建立、維護(hù)、刪除數(shù)據(jù)庫及對(duì)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作，如檢索、修改、排序、合并等。

常見的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有VisualFoxPro、Oracle、SQLServer等。

2)應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件是為了解決各種實(shí)際問題而編寫的計(jì)算機(jī)程序。例如：文字處理、表格處理、電子演示、電子郵件收發(fā)等是企事業(yè)單位或日常生活中常需要處理的問題，WPS辦公軟件、MicrosoftOffice辦公軟件都是針對(duì)上述問題而開發(fā)的辦公軟件。

此外，針對(duì)財(cái)務(wù)會(huì)計(jì)業(yè)務(wù)問題的財(cái)務(wù)軟件，針對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制圖問題的繪圖軟件(AutoCAD)，以及圖像處理軟件(Photoshop)等等都是適應(yīng)解決某類問題的應(yīng)用軟件。

綜上所述，一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成，兩者缺一不可。沒有軟件的計(jì)算機(jī)等于一堆廢銅爛鐵，無任何作用；同樣，沒有硬件，軟件也就猶如無源之水、空中樓閣。它們只有相互配合，計(jì)算機(jī)才能正常運(yùn)行。

5．計(jì)算機(jī)的基本工作原理

1946年美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出了程序存儲(chǔ)式電子數(shù)字自動(dòng)計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案。這個(gè)方案包含3個(gè)要點(diǎn)：

采用二進(jìn)制數(shù)的形式表示數(shù)據(jù)和指令。

將指令和數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)器中。

計(jì)算機(jī)硬件由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成。

計(jì)算機(jī)的工作過程為：人們預(yù)先編制程序，利用輸入設(shè)備將程序輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)，同時(shí)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制代碼，計(jì)算機(jī)在控制器的控制下，從內(nèi)存中逐條取出程序中的每一指令交給運(yùn)算器去執(zhí)行，并將運(yùn)算結(jié)果送回存儲(chǔ)器指定的單元中，當(dāng)所有的運(yùn)算任務(wù)完成后，程序執(zhí)行結(jié)果通過輸出設(shè)備輸出。所以，計(jì)算機(jī)的工作原理可以概括為“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”，就是通常所說的“順序存儲(chǔ)程序”概念。我們把按照這一原理設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)稱為“馮·諾依曼型計(jì)算機(jī)”，其基本結(jié)構(gòu)如圖1-10所示。從計(jì)算機(jī)的第一代至第四代，一直沒有突破馮·諾依曼的體系結(jié)構(gòu)，目前絕大多數(shù)計(jì)算機(jī)都是基于馮·諾依曼計(jì)算機(jī)模型而開發(fā)的。

圖1-10計(jì)算機(jī)工作原理圖

6．微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成

微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是利用大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)，將運(yùn)算器和控制器做在一個(gè)集成電路芯片上(微處理器)。因此，微型計(jì)算機(jī)簡稱為微機(jī)。微機(jī)具有體積小、重量輕、可靠性高、價(jià)格低廉等優(yōu)勢，通常所說的PC機(jī)都屬于微型計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)組成如圖1-11所示。

圖1-11微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成

1)總線

總線(Bus)是微型計(jì)算機(jī)中用于連接CPU、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口等部件的一組信號(hào)線和控制電路，是系統(tǒng)內(nèi)各部件之間共享的一組公共數(shù)據(jù)傳輸線路?？偩€由多條信號(hào)線路組成，每條信號(hào)線路可以傳輸二進(jìn)制的“0”或“1”信號(hào)。微型計(jì)算機(jī)中的總線一般分為內(nèi)部總線、系統(tǒng)總線和外部總線。

(1)內(nèi)部總線。內(nèi)部總線位于微處理器CPU的內(nèi)部，也稱芯片內(nèi)部總線，用于運(yùn)算器(ALU)、控制器和各種寄存器之間的相互連接及信號(hào)傳送。由于受芯片面積及對(duì)外引腳數(shù)的限制，片內(nèi)總線大多采用單總線結(jié)構(gòu)。

(2)系統(tǒng)總線。系統(tǒng)總線是指主板上連接微型計(jì)算機(jī)中各功能部件之間的總線，是微機(jī)系統(tǒng)中最重要的總線，通常采用三總線結(jié)構(gòu)。從功能上分為地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線，如圖1-12所示。

圖1-12微型計(jì)算機(jī)三總線結(jié)構(gòu)

※地址總線AB(AddressBus)：用于傳送由CPU發(fā)出的地址信號(hào)，該地址信號(hào)或?yàn)镃PU要訪問的內(nèi)存單元地址，或?yàn)镃PU要訪問的輸入/輸出接口的地址信號(hào)。地址總線是單向總線，其位數(shù)決定了CPU可直接尋址的內(nèi)存空間大小。

※數(shù)據(jù)總線DB(DataBus)：用于傳送數(shù)據(jù)信息，是CPU與內(nèi)存、CPU與輸入/輸出接口之間傳輸數(shù)據(jù)的通道，是雙向總線。

※控制總線CB(ControlBus)：用于傳送控制信號(hào)和時(shí)序信號(hào)。控制信號(hào)中，有的是CPU向內(nèi)存或CPU向I/O(輸入/輸出)接口電路發(fā)出的信號(hào)，如讀/寫信號(hào)、片選信號(hào)、中斷響應(yīng)信號(hào)等?？刂瓶偩€上的信號(hào)傳送方向由具體控制信號(hào)而定，一般是雙向的，控制總線的位數(shù)要根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際需要確定。

(3)外部總線。外部總線是微型計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間的總線，微型計(jì)算機(jī)作為一種設(shè)備，通過該總線和其他設(shè)備進(jìn)行信息與數(shù)據(jù)交換。

2)主板(MainBoard)

系統(tǒng)主板是微型計(jì)算機(jī)中一塊用于安裝各種插件，并由控制芯片構(gòu)成的電路板。主板上不僅有芯片組、BIOS芯片、各種跳線、電源插座，還提供以下插槽：CPU插槽、內(nèi)存插槽、總線擴(kuò)展槽、IDE(電子集成驅(qū)動(dòng)器)接口、軟盤驅(qū)動(dòng)器接口，以及串行口、并行口、PS/2接口、USB接口、CPU風(fēng)扇電源接口、各類外設(shè)接口等，如圖1-13所示。

圖1-13微機(jī)系統(tǒng)主板

3)中央處理器CPU

CPU是微型計(jì)算機(jī)的核心芯片。它是一個(gè)體積不大而元件集成度高、功能強(qiáng)的芯片，主要包括運(yùn)算器(ALU)和控制器(CU)兩大部件。CPU又稱微處理器MPU(Micro-ProcessorUnit)。CPU是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制中心，它嚴(yán)格按照規(guī)定的脈沖頻率工作，一般來說，工作頻率越高，CPU工作速度越快，能夠處理的數(shù)據(jù)量也就越大，功能也就越強(qiáng)。在CPU技術(shù)和市場上，Intel公司一直占據(jù)著主導(dǎo)地位，目前的主流產(chǎn)品有IntelCorei3/i5/i7等多核多線程CPU系列。AMD公司的AMDPhenomII/AthlonII等多核CPU系列產(chǎn)品。Intel常用產(chǎn)品還有Pentium4CPU，Pentium4CPU采用FC-PGA2封裝和LGA封裝兩種形式，如圖1-14和圖1-15所示。

圖1-14LGA封裝的Pentium4CPU芯片外觀

圖1-15Pentium4CPUFC-PGA2封裝形式

4)內(nèi)存儲(chǔ)器(Memory)

存儲(chǔ)器分為兩大類：一類是設(shè)在主機(jī)的內(nèi)部存儲(chǔ)器(簡稱內(nèi)存)，也稱為主存儲(chǔ)器；另一類是屬于計(jì)算機(jī)外部設(shè)備的存儲(chǔ)器(簡稱外存)，也稱為輔助存儲(chǔ)器(簡稱輔存)。存儲(chǔ)器分類如圖1-16所示。

現(xiàn)在微機(jī)內(nèi)存均采用DRAM芯片安裝在專用電路板上，稱為內(nèi)存條，如圖1-17所示。內(nèi)存容量主流配置為1GB、2GB等。

圖1-16存儲(chǔ)器分類

圖1-17內(nèi)存儲(chǔ)器由于CPU速度的不斷提高，而主存由于容量大、尋址系統(tǒng)繁多、讀寫電路復(fù)雜等原因，造成了主存的工作速度大大低于CPU的工作速度，直接影響了計(jì)算機(jī)的性能。為了解決主存與CPU工作速度上的不一致，設(shè)計(jì)者們在CPU和主存之間增設(shè)了一級(jí)容量不大、但速度很高的高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)。目前Pentium4CPU的Cache容量為128KB～2MB，甚至更高。

5)外部存儲(chǔ)器(輔助存儲(chǔ)器)

與內(nèi)存相比，外部存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是存儲(chǔ)量大、價(jià)格較低，而且在斷電的情況下也可以長期保存信息，所以又稱為永久性存儲(chǔ)器。目前最常用的外部存儲(chǔ)器有硬盤、光盤和U盤存儲(chǔ)器等，如圖1-18所示。

(1)硬盤存儲(chǔ)器。硬盤是由若干片硬盤片組成的盤片組，一般被固定在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)。硬盤的容量大，存取速度快。目前生產(chǎn)的硬盤容量一般為320～1500GB以上。在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，硬盤驅(qū)動(dòng)器的符號(hào)用一個(gè)英文字母表示，也稱為盤符，如果有兩個(gè)硬盤，稱為C盤和D盤，或者將一個(gè)硬盤分成兩個(gè)區(qū)，也稱為C區(qū)和D區(qū)。

(a)硬盤存儲(chǔ)器(b)光盤

(c)

U盤(d)移動(dòng)硬盤(e)

MP3(f)

MP4

圖1-18外存儲(chǔ)器為了能在盤面的指定區(qū)域上讀寫數(shù)據(jù)，必須將每個(gè)磁盤面劃分為數(shù)目相等的同心圓，稱為磁道，每個(gè)磁道又等分為若干個(gè)弧段，稱為扇區(qū)(Sector)。磁道按徑向從外向內(nèi)，依次從0開始編號(hào)，盤片組中相同編號(hào)的磁道形成了一個(gè)假想的圓柱，成為磁盤的柱面(Cylinder)。顯然，柱面數(shù)等于盤面上的磁道數(shù)。每個(gè)盤面有一個(gè)徑向可移動(dòng)的讀寫磁頭(Head)，自然，磁頭數(shù)就是構(gòu)成柱面的盤面數(shù)。通常，一個(gè)扇區(qū)的容量為512字節(jié)。與主機(jī)交換信息是以扇區(qū)為單位進(jìn)行的。磁盤的容量計(jì)算公式是：

磁盤的容量

=

柱面數(shù)(C)

×

磁頭數(shù)(H)

×

扇區(qū)數(shù)(S)

×

512B

(2)光盤存儲(chǔ)器。原理：運(yùn)用光盤中反射面的凸凹不平，表示“0”和“1”的信號(hào)，光驅(qū)利用激光頭產(chǎn)生激光掃描光盤盤面，讀取“0”和“1”的信號(hào)。特點(diǎn)：記錄密度高，存儲(chǔ)容量大，數(shù)據(jù)保存時(shí)間長。

類型：只讀型光盤(CD-ROM)，只能讀取信息，不能寫入，一片5英寸光盤可以存儲(chǔ)650MB的信息。一次寫入型光盤(CD-R)，只能寫一次，寫后不能修改?？刹列凸獗P(CD-RW)，可以重復(fù)讀寫，但需要光盤刻錄機(jī)操作。

DVD盤片的容量為4.7GB，相當(dāng)于CD-ROM光盤的7倍。DVD盤片可分為：DVD-ROM、DVD-R(可一次寫入)、DVD-RAM(可多次寫入)和DVD-RW(讀和重寫)。

(3)輔助存儲(chǔ)器?，F(xiàn)在移動(dòng)存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展迅速，輔助存儲(chǔ)器包括閃盤(U盤)、存儲(chǔ)卡、記憶棒、移動(dòng)硬盤等。輔助存儲(chǔ)器的容量一般都比較大，大多采用USB接口，便于不同計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行信息交流。

各種存儲(chǔ)技術(shù)的參數(shù)比較如表1-5所示。

表1-5各種存儲(chǔ)技術(shù)的參數(shù)另外，MP3音頻播放器及MP4多媒體影音播放器是時(shí)下流行的兩個(gè)數(shù)碼設(shè)備，它們也兼有移動(dòng)存儲(chǔ)的功能。

6)輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是指能向計(jì)算機(jī)系統(tǒng)輸入信息的設(shè)備，如鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光筆等，如圖1-19所示。

(1)鍵盤(Keyboard)。鍵盤是計(jì)算機(jī)最常用的一種輸入設(shè)備，上面通常包括數(shù)字鍵、字母鍵、符號(hào)鍵、功能鍵和控制鍵等，并分別放在一定的區(qū)內(nèi)。目前常用的鍵盤有兩種基本格式：PC/XT格式鍵盤和AT格式鍵盤。微機(jī)上常用的是101鍵和104鍵的標(biāo)準(zhǔn)鍵盤。

圖1-19微機(jī)常見輸入設(shè)備

(2)鼠標(biāo)(Mouse)。鼠標(biāo)根據(jù)其使用原理可以分為：機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)、光電機(jī)械鼠標(biāo)、無線鼠標(biāo)和藍(lán)牙鼠標(biāo)等。

(3)其他輸入設(shè)備。鍵盤和鼠標(biāo)是微機(jī)中最常用的輸入設(shè)備，此外還有掃描儀、條形碼閱讀器、光學(xué)字符閱讀器(OCR)、觸摸屏、光筆、聲音輸入設(shè)備(麥克風(fēng))和圖像輸入設(shè)備(數(shù)碼相機(jī))等。

7)輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是指能從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中輸送出信息的設(shè)備。如顯示器、打印機(jī)、投影儀等，如圖1-20所示。

(1)顯示器(Monitor)。顯示器也稱為監(jiān)視器，是微機(jī)中最重要的輸出設(shè)備之一，也是人機(jī)交互必不可少的設(shè)備。顯示器用于微機(jī)的終端，可顯示多種不同的信息。

常用的顯示器有陰極射線管顯示器(CRT)和液晶顯示器(LCD)。

圖1-20微機(jī)常見輸出設(shè)備在選擇和使用顯示器時(shí)，應(yīng)該了解顯示器的主要特性：像素與點(diǎn)距、分辨率、尺寸等。同時(shí)，在購買顯示器時(shí)，顯示器支持的顏色有多少、顯示器一秒鐘更新畫面的次數(shù)，都是考慮的因素。

(2)音箱或耳機(jī)。見過有的人一邊在計(jì)算機(jī)前操作，一邊聽著美妙的音樂嗎？那就是音箱的杰作。現(xiàn)在，有聲有畫的多媒體計(jì)算機(jī)家族越來越壯大，為我們的工作和生活增添了很多的色彩。主機(jī)中的聲音信號(hào)通過聲卡傳遞給音箱，再由音箱傳達(dá)出來，才能真正體現(xiàn)出來多媒體的效果。

(3)打印機(jī)(Printer)。按打印機(jī)打印原理可分為擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)兩大類。擊打式打印機(jī)中有字符式打印機(jī)和針式打印機(jī)(又稱點(diǎn)陣打印機(jī))。非擊打式打印機(jī)種類繁多，有靜電打印機(jī)、熱敏式打印機(jī)、噴墨式打印機(jī)和激光打印機(jī)等。激光打印機(jī)性能最好，其次是噴墨打印機(jī)，針式打印機(jī)性能較差。

(4)其他輸出設(shè)備。在微型機(jī)上使用的其他輸出設(shè)備有繪圖儀、視頻投影儀等。

7．微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)

計(jì)算機(jī)的性能涉及體系結(jié)構(gòu)、軟硬件配置、指令系統(tǒng)等多種因素，一般來說主要有下列技術(shù)指標(biāo)：

1)字長

字長是計(jì)算機(jī)CPU一次處理數(shù)據(jù)的實(shí)際位數(shù)，是衡量計(jì)算機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。字長越長，一次可處理的二進(jìn)制位越多，計(jì)算能力就越強(qiáng)，計(jì)算精度就越高。當(dāng)前大多數(shù)微機(jī)字長是64位。

2)時(shí)鐘主頻

時(shí)鐘主頻是指CPU在單位時(shí)間(秒)內(nèi)發(fā)出的脈沖數(shù)。它的高低很大程度上決定了計(jì)算機(jī)速度的高低。主頻單位是MHz或GHz，一般來說，主頻越高，速度越快。由于微處理器發(fā)展迅速，微機(jī)的主頻也在不斷的提高。P4處理器的主頻目前已達(dá)到1～3GHz。

3)運(yùn)算速度

計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度通常是指每秒鐘執(zhí)行的加法指令數(shù)目，常用每秒百萬次MIPS(MillionInstructionsPerSecond)來表示。這個(gè)指標(biāo)更能直觀地反映機(jī)器的速度。

4)存儲(chǔ)容量

存儲(chǔ)容量分內(nèi)存容量和外存容量。這里主要是指內(nèi)存儲(chǔ)器的容量。因?yàn)樗械某绦虮仨毾日{(diào)入內(nèi)存才能夠運(yùn)行，所以內(nèi)存容量越大，機(jī)器所能運(yùn)行的程序就越大，處理能力就越強(qiáng)。目前微機(jī)內(nèi)存的容量一般為1G，甚至更多。

5)存取周期

存取周期就是CPU從內(nèi)存儲(chǔ)器中存取數(shù)據(jù)所需的時(shí)間。存取周期越短，則存取速度越快。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存取周期約在幾十到幾百微秒之間。

此外，計(jì)算機(jī)的可靠性、可維護(hù)性、平均無故障時(shí)間和性能價(jià)格比也都是計(jì)算機(jī)的技術(shù)指標(biāo)。

8．配置微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

目前配置一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)有兩種途徑：一是選擇品牌計(jì)算機(jī)，例如聯(lián)想、方正等；二是自己組裝一臺(tái)兼容機(jī)。無論通過哪種途徑，在配置微型計(jì)算機(jī)時(shí)都要從硬件和軟件兩個(gè)方面著手。

1)硬件配置

硬件配置當(dāng)然是越高越好，但應(yīng)該考慮到性能價(jià)格比，以能夠滿足自己需要為原則。一般分為三類：經(jīng)濟(jì)實(shí)惠型、多功能型和高性能型。經(jīng)濟(jì)實(shí)惠型：功能一般，價(jià)格比較便宜。適合計(jì)算機(jī)初學(xué)者。

多功能型：這種系統(tǒng)裝有G3和Pentium處理器(或其他類似的處理器)，內(nèi)存較大，硬盤較大，并且具有多媒體功能。這使用戶有足夠的空間去操作和存儲(chǔ)圖像，進(jìn)行更多的復(fù)雜計(jì)算和設(shè)計(jì)任務(wù)，如運(yùn)行三維游戲軟件等。

高性能型：這種PC是建立在最新最先進(jìn)的組建基礎(chǔ)之上，并推動(dòng)著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，這種級(jí)別的計(jì)算機(jī)，工作于復(fù)雜的圖形設(shè)計(jì)和多媒體應(yīng)用軟件，特大內(nèi)存，特大硬盤空間，視頻存儲(chǔ)空間相應(yīng)也很大。這種高性能的配置有著令人難以置信的速度和功率，使計(jì)算機(jī)游戲達(dá)到了一種前所未有的效果。頂級(jí)的三維加速器、高質(zhì)量的音響和高性能的處理器三者加起來，使得游戲看起來更逼真。如果需要運(yùn)行對(duì)計(jì)算機(jī)性能要求高的游戲軟件，那就應(yīng)該選擇這種機(jī)型。

目前計(jì)算機(jī)的主流配置為：CPU為雙核/四核且頻率在3GHz以上；內(nèi)存容量在2GB以上；硬盤容量在500GB以上；顯示器為19英寸以上的液晶寬屏。

2)軟件配置

硬件安裝完畢之后，首先對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)及格式化，之后安裝操作系統(tǒng)(如WindowsXP、Windows2003、Windows7、WindowsVista)，然后安裝各種硬件驅(qū)動(dòng)程序，包括主板驅(qū)動(dòng)程序、顯卡驅(qū)動(dòng)程序、聲卡驅(qū)動(dòng)程序等，最后安裝各類工具軟件，例如Office辦公軟件、殺毒軟件等。

9．微機(jī)各部位的連接

1)對(duì)號(hào)入座原則

對(duì)號(hào)入座原則，就是根據(jù)要連接到主機(jī)的部件和設(shè)備的連接插頭、插座的形狀，在主機(jī)上找到對(duì)應(yīng)的相同的形狀，在連接鍵盤和鼠標(biāo)時(shí)，一定要注意其方向性，即插頭上的“小舌頭”一定要對(duì)準(zhǔn)插孔中的方形孔。微機(jī)各部位的連接位置如圖1-21所示。

2)顏色識(shí)別原則

顏色識(shí)別原則，就是根據(jù)要連接到主機(jī)的部件和設(shè)備的連接插頭、插座的顏色，在主機(jī)上找到對(duì)應(yīng)的顏色后，再插入即可完成連接。如：鍵盤的插頭是藍(lán)色的，那么只要將這一插頭插在主機(jī)背面板上的藍(lán)色插座中即可，這個(gè)藍(lán)色插座就叫做鍵盤接口。在連接鍵盤時(shí)，一定要注意其方向性。

鼠標(biāo)的插頭是綠色的，應(yīng)將其插入主機(jī)背面板上的對(duì)應(yīng)顏色的插座(鼠標(biāo)接口中)。同時(shí)，連接鼠標(biāo)時(shí)也應(yīng)注意其方向性。

音響的插頭是紅色的，耳機(jī)的插頭是黃色的，將它們的插頭分別插入主機(jī)箱后背的紅色和黃色插座中即可，這些插座分別叫做音頻輸出口和麥克風(fēng)插孔。

3)顯示器的插頭

顯示器的插頭是一個(gè)梯形形狀的插頭，也是唯一未遵循顏色識(shí)別原則的設(shè)備，但它的連接依然很方便，因?yàn)轱@示器的插頭是15針的插頭，只要將其對(duì)準(zhǔn)主機(jī)箱背面板上的相同大小的15眼的梯形插座，并均勻地稍加用力就可順利插好。

4)其他設(shè)備

其他設(shè)備與主機(jī)的連接，只要注意顏色相對(duì)和方向即可。電源的連接是所有連接操作中的最后一項(xiàng)工作，即在其他設(shè)備都連接完成，并檢查無錯(cuò)誤后，才可進(jìn)行電源的連接。

三、案例總結(jié)

通過本案例的學(xué)習(xí)，明確計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)采用二進(jìn)制