[其他語(yǔ)言學(xué)習(xí)]第1課計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)

1、.第1章 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí) 具體要求w 了解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成w 掌握計(jì)算機(jī)各個(gè)組成部件 本章導(dǎo)讀在21世紀(jì)，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和計(jì)算機(jī)的普及，如今計(jì)算機(jī)已成為人們工作和學(xué)習(xí)不可缺少的工具之一，計(jì)算機(jī)為人類科學(xué)技術(shù)的發(fā)展做出了重要的貢獻(xiàn)，所有的大型運(yùn)算操作都是由計(jì)算機(jī)來(lái)完成的。下面介紹計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史:第一代：電子管計(jì)算機(jī) 1946年，世界上第一臺(tái)電子數(shù)字積分式計(jì)算機(jī)埃尼克（ENIAC）在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)莫爾學(xué)院誕生。ENIAC屬于第一代電子管計(jì)算機(jī)。第一代計(jì)算機(jī)由于采用電子管，因而體積大、耗電多、運(yùn)算速度較低、故障率較高而且價(jià)格極貴。第二代：晶體管計(jì)算機(jī)第二代計(jì)算機(jī)的主要邏輯部件采用晶體管

2、，內(nèi)存儲(chǔ)器主要采用磁芯，外存儲(chǔ)器主要采用磁盤，輸入和輸出方面有了很大的改進(jìn)，價(jià)格大幅度下降。在程序設(shè)計(jì)方面，研制出了一些通用的算法和語(yǔ)言，操作系統(tǒng)的雛形開始形成。第三代：集成電路計(jì)算機(jī)第三代計(jì)算機(jī)用集成電路作為邏輯元件，使用范圍更廣，尤其是一些小型計(jì)算機(jī)在程序設(shè)計(jì)技術(shù)方面形成了三個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)：操作系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)和應(yīng)用程序，總稱為軟件。第四代：大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)1978年以后，16位微處理器相繼出現(xiàn)，微型計(jì)算機(jī)達(dá)到一個(gè)新的高峰。INTEL公司不斷推進(jìn)著微處理器的革新。緊隨8086之后，又研制成功了80286。80386、80486、奔騰（PENTIUM）、奔騰二代（PENTIUM）、奔騰三代（

3、PENIUM）、奔騰四代（PENIUMIV）。第四代計(jì)算機(jī)以大規(guī)模集成電路作為邏輯元件和存儲(chǔ)器，使計(jì)算機(jī)向著微型化和巨型化兩個(gè)方向發(fā)展。從第一代到第四代，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)都是相同的，即都由控制器，存儲(chǔ)器，運(yùn)算器和輸入輸出設(shè)備組成，稱為馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)第五代 智能計(jì)算機(jī)智能計(jì)算機(jī)的主要特征是具備人工智能，能像人一樣思維，并且運(yùn)算速度極快，其硬件系統(tǒng)支持高度并行和快速推理，其軟件系統(tǒng)能夠處理知識(shí)信息。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)（也稱神經(jīng)計(jì)算機(jī)）是智能計(jì)算機(jī)的重要代表。第六代：生物計(jì)算機(jī)半導(dǎo)體硅晶片的電路密集，散熱問(wèn)題難以徹底解決，大大影響了計(jì)算機(jī)性能的進(jìn)一步發(fā)揮與突破。利用蛋白質(zhì)分子制造出基因芯片

4、，研制生物計(jì)算機(jī)（也稱分子計(jì)算機(jī)、基因計(jì)算機(jī)），已成為當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的最前沿。生物計(jì)算機(jī)比硅晶片計(jì)算機(jī)在速度、性能上有質(zhì)的飛躍，被視為極具發(fā)展?jié)摿Φ摹暗诹?jì)算機(jī)”。w 本課將介紹計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本組成以及個(gè)人計(jì)算機(jī)的各個(gè)組成部件，讓讀者對(duì)計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件有一個(gè)直觀的認(rèn)識(shí)，為以后的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。 1.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 w 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，硬件系統(tǒng)是指組成計(jì)算機(jī)的硬件設(shè)備，包括CPU、主板、內(nèi)存、顯示器和硬盤等；軟件系統(tǒng)是指運(yùn)行于硬件系統(tǒng)之上的計(jì)算機(jī)程序，通過(guò)對(duì)硬件設(shè)備進(jìn)行控制和操作來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的功能。軟件系統(tǒng)的運(yùn)行需要建立在硬件系統(tǒng)都正常工作的情況下。 w 1.1.1

5、 硬件系統(tǒng)w 1.1.2 軟件系統(tǒng) 1.1.1 硬件系統(tǒng) w 無(wú)論是微型計(jì)算機(jī)還是大型計(jì)算機(jī)，都是以“馮·諾依曼”的體系結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的?！榜T·諾依曼”體系結(jié)構(gòu)是被稱為計(jì)算機(jī)之父的馮·諾依曼所設(shè)計(jì)的體系結(jié)構(gòu)?！榜T·諾依曼”體系結(jié)構(gòu)規(guī)定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等幾部分組成。 1. 運(yùn)算器和控制器 w 運(yùn)算器被集成在CPU中，用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，其功能是完成數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。控制器也被集成在CPU中，其功能是進(jìn)行邏輯控制，它可以發(fā)出各種指令，以控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)行，指揮和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部件的工作。w 運(yùn)算器和控制器合稱為中央

6、處理單元，即Central Processing Unit，簡(jiǎn)稱CPU。CPU是整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的中樞，它通過(guò)對(duì)各部分的協(xié)同工作，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的分析、判斷和計(jì)算等操作，以完成程序所指定的任務(wù)。 2. 存儲(chǔ)器 w 存儲(chǔ)器用來(lái)存放計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器又叫內(nèi)存，其容量小、速度快，用于存放臨時(shí)數(shù)據(jù)；外存儲(chǔ)器的容量大、速度慢，用于存放計(jì)算機(jī)中暫時(shí)不用的數(shù)據(jù)。外存儲(chǔ)器的代表就是每臺(tái)電腦必備的硬盤。 3. 輸入設(shè)備 w 輸入設(shè)備是指將數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)中的設(shè)備，人們要向電腦發(fā)出指令，就必須通過(guò)輸入設(shè)備進(jìn)行。在計(jì)算機(jī)產(chǎn)生初期，輸入設(shè)備是一臺(tái)讀孔的機(jī)器，它只能輸入“0”和“1”兩種數(shù)字

7、。隨著高級(jí)語(yǔ)言的出現(xiàn)，人們逐漸發(fā)明了鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀和手寫板等輸入設(shè)備，使數(shù)據(jù)輸入變得簡(jiǎn)單也更容易操作了。4. 輸出設(shè)備 w 輸出設(shè)備負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的中間過(guò)程和最終結(jié)果以人們能夠識(shí)別的字符、表格、圖形或圖像等形式表示出來(lái)。最常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)等，現(xiàn)在顯示器已成為每臺(tái)計(jì)算機(jī)必配的輸出設(shè)備。 1.1.2 軟件系統(tǒng) w 軟件是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用的各種程序，而軟件系統(tǒng)則指控制整個(gè)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)工作的程序集合。軟件系統(tǒng)的主要作用為：使計(jì)算機(jī)的性能得到充分發(fā)揮，人們通過(guò)軟件系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)不同的功能，軟件系統(tǒng)的開發(fā)是根據(jù)人們的需求進(jìn)行的。w 軟件系統(tǒng)一般可分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 1. 系

8、統(tǒng)軟件 w 系統(tǒng)軟件包括匯編程序、編譯程序、操作系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件等。系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)（Operating System，簡(jiǎn)稱OS）是由指揮與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的程序模塊和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的一種大型軟件系統(tǒng)，其功能是管理計(jì)算機(jī)的全部硬件資源和軟件資源，為用戶提供高效、方便的服務(wù)界面。如Windows系列操作系統(tǒng)、DOS操作系統(tǒng)、UNIX和Linux等。 2. 應(yīng)用軟件 w 應(yīng)用軟件是在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上編制的各種程序。應(yīng)用軟件都是一些具有特定功能的軟件，能夠幫助用戶完成特定的任務(wù)，如通過(guò)Word可以編輯一篇文章，通過(guò)Photoshop可以繪制和處理圖片，通過(guò)Windows Med

9、ia Player可以播放VCD影碟等。 1.2 計(jì)算機(jī)的組成部件 計(jì)算機(jī)主機(jī)中包含中央處理器CPU、主板、內(nèi)存、顯卡、硬盤、光存儲(chǔ)設(shè)備、軟驅(qū)和電源等組件。 1. 中央處理器CPU w CPU由運(yùn)算器和控制器組成，是計(jì)算機(jī)的運(yùn)算中心，用來(lái)進(jìn)行計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和發(fā)出控制計(jì)算機(jī)的指令。 2. 主板 w 如果把CPU比做計(jì)算機(jī)的“大腦”，主板便是計(jì)算機(jī)的“軀干”。主板將CPU、內(nèi)存、顯卡、鼠標(biāo)、鍵盤等部件連接在一起，為計(jì)算機(jī)的設(shè)備提供數(shù)據(jù)通道。主板對(duì)所有部件的工作起統(tǒng)一協(xié)調(diào)的作用，因此主板的穩(wěn)定工作是系統(tǒng)發(fā)揮最優(yōu)性能的前提。主板上有各種插槽和接口，為不同設(shè)備提供不同的連接方式。3. 內(nèi)存 w 內(nèi)存直

10、接被CPU訪問(wèn)，在加電情況下，CPU可以對(duì)內(nèi)存進(jìn)行讀寫操作。當(dāng)斷電后，內(nèi)存中的數(shù)據(jù)會(huì)全部丟失?，F(xiàn)在常用的內(nèi)存為DDR內(nèi)存。內(nèi)存是計(jì)算機(jī)運(yùn)行必不可少的部件之一。4. 顯卡 w 顯卡，也稱圖形加速卡，是計(jì)算機(jī)中主要的板卡之一，它用來(lái)處理計(jì)算機(jī)中的圖像信息?，F(xiàn)在的顯卡可獨(dú)立進(jìn)行圖形處理方面的工作，并將處理的結(jié)果轉(zhuǎn)換成顯示器能夠顯示的模擬信號(hào)，這樣在顯示器上就能看到輸出的結(jié)果。5. 硬盤 w 硬盤是存儲(chǔ)數(shù)據(jù)最重要的外部存儲(chǔ)器之一。硬盤采用全密封設(shè)計(jì)，將盤片和驅(qū)動(dòng)器放在一起，使硬盤具有高速和穩(wěn)定的特點(diǎn)。硬盤工作的時(shí)候最好將其保持水平放置，并且不能受到較大的震動(dòng)。6. 光存儲(chǔ)設(shè)備 w 光存儲(chǔ)設(shè)備簡(jiǎn)稱光驅(qū)，

11、是普遍使用的外部存儲(chǔ)設(shè)備。光存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)存放介質(zhì)為光盤，其特點(diǎn)是容量大、成本低，而且保存時(shí)間長(zhǎng)，不易損壞。w 光存儲(chǔ)設(shè)備根據(jù)不同的功能主要分為CD-ROM、DVD-ROM、CD刻錄機(jī)、COMBO和DVD刻錄機(jī)等。其中CD-ROM、DVD-ROM只能讀取數(shù)據(jù)，而CD刻錄機(jī)、COMBO和DVD刻錄機(jī)不僅可以讀取數(shù)據(jù)，還可以向可寫光盤中寫入數(shù)據(jù)。7. 電源 w 電源為主機(jī)中的所有設(shè)備提供動(dòng)力，一臺(tái)計(jì)算機(jī)的正常運(yùn)行離不開一個(gè)穩(wěn)定的電源。電源有多個(gè)接口，分別接到主板、硬盤和光存儲(chǔ)設(shè)備等部件上為其提供電能。1.2.2 外部設(shè)備 一般連接到主機(jī)的外部接口的設(shè)備都是外部設(shè)備，主要的外部設(shè)備有鼠標(biāo)、鍵盤和顯示

12、器。w 1. 鼠標(biāo)和鍵盤w 2. 顯示器 1. 鼠標(biāo)和鍵盤 w 鼠標(biāo)和鍵盤是現(xiàn)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中最主要的輸入設(shè)備，鍵盤出現(xiàn)的歷史比鼠標(biāo)更長(zhǎng)，而鼠標(biāo)的出現(xiàn)推動(dòng)了圖形化操作系統(tǒng)的發(fā)展。2. 顯示器 w 顯示器的作用是將顯卡處理過(guò)的信號(hào)以圖形的方式表現(xiàn)出來(lái)?，F(xiàn)在市場(chǎng)上的顯示器多為純平顯示器和LCD顯示器（液晶顯示器）。1.2.3 其他設(shè)備 w 前面介紹的計(jì)算機(jī)部件已經(jīng)可以組裝成一臺(tái)計(jì)算機(jī)了，但是要擴(kuò)展計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍，還需要為計(jì)算機(jī)安裝一些擴(kuò)展設(shè)備。w 1. 聲卡和音箱w 2. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 w 3. 軟驅(qū) w 4. 可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備 w 5. 數(shù)碼設(shè)備 1. 聲卡和音箱 w 聲卡用來(lái)處理計(jì)算機(jī)中的音頻信息，音箱負(fù)責(zé)將聲卡處理的音頻信息輸出以讓人們可以聽到，聲卡和音箱組成了計(jì)算機(jī)的音頻系統(tǒng)。2. 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 w 網(wǎng)卡、Modem、交換機(jī)、集線器和路由器等組成了計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，使世界各地的計(jì)算機(jī)可以通過(guò)Internet連接起來(lái)。3. 軟驅(qū) w 軟驅(qū)也是外部存儲(chǔ)器的一種，曾經(jīng)是組裝計(jì)算機(jī)必備的部件之一。但它所使用的存儲(chǔ)介質(zhì)軟盤由于保存的數(shù)據(jù)容易損壞，并且容量過(guò)小，已經(jīng)被USB閃存盤所取代。4. 可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備 w 可移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備包括USB閃存盤和移動(dòng)硬盤，這類設(shè)備使用方便，即插即用，容量也能滿足人們的需求，現(xiàn)在已成為計(jì)算機(jī)中