《大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)與應(yīng)用》課件第1章計(jì)算機(jī)基本概念與基礎(chǔ)知識

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現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的誕生是科學(xué)技術(shù)發(fā)展史上重要的里程碑，也是20世紀(jì)人類最大的發(fā)明創(chuàng)造之一。它的出現(xiàn)使社會(huì)生產(chǎn)技術(shù)和社會(huì)生活發(fā)生了劃時(shí)代變化。最近20年來，以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為代表的信息技術(shù)的發(fā)展，極大地改變了人類的生活面貌。那些以前只在科幻小說和好萊塢電影中才出現(xiàn)的場景，正在一步一步變成現(xiàn)實(shí)：移動(dòng)通信、可視電話、3D網(wǎng)游，博客……實(shí)現(xiàn)這一切都需要計(jì)算機(jī)技術(shù)。因此，掌握計(jì)算機(jī)的基本應(yīng)用，已成為現(xiàn)代人必需的生活技能。本章目錄1.1計(jì)算機(jī)的基本概念1.2計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表示1.3計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成1.4漢字信息處理技術(shù)1.5計(jì)算機(jī)軟件維護(hù)與病毒的清除及防護(hù)1.1計(jì)算機(jī)的基本概念

1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段要了解電子計(jì)算機(jī)，首先要了解電子計(jì)算機(jī)的定義及計(jì)算機(jī)的發(fā)展簡史。1.電子計(jì)算機(jī)的定義什么是電子計(jì)算機(jī)呢？我們不妨給它下個(gè)定義。電子計(jì)算機(jī)是一種能夠自動(dòng)高速而精確的進(jìn)行信息處理的現(xiàn)代化的電子設(shè)備。它是一種具有計(jì)算能力和邏輯判斷能力的機(jī)器。由于計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行自動(dòng)控制并具有記憶能力，并可以像人腦一樣具有邏輯判斷能力，所以，計(jì)算機(jī)又稱為電腦。2.計(jì)算機(jī)的發(fā)展的階段計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段一般稱為劃代，我們一般將計(jì)算機(jī)的發(fā)展分為三個(gè)階段:

第一階段是近代計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段；第二階段是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)發(fā)展階段；第三階段是微機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展階段。傳統(tǒng)的劃代方法是以構(gòu)成電子器件的不斷更新為標(biāo)志，而20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的微型計(jì)算機(jī)則是以其核心部件──微處理器不同的電路構(gòu)成作為劃代標(biāo)志。近代計(jì)算機(jī)的發(fā)展近代計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了大約120年的歷史，其中最重要的代表人物是英國數(shù)字學(xué)家查樂斯·巴貝奇。他為了解決當(dāng)時(shí)人工計(jì)算數(shù)學(xué)用表所產(chǎn)生的誤差，在1822年開始設(shè)計(jì)差分機(jī)，1834年他又設(shè)計(jì)了一臺(tái)更完善的分析機(jī)，分析機(jī)的重要貢獻(xiàn)在于它已具有計(jì)算機(jī)的五個(gè)基本部分：輸入裝置、處理裝置、存儲(chǔ)裝置、控制裝置以及輸出裝置。

1936年美國哈佛大學(xué)數(shù)學(xué)教授霍華德·艾肯在讀了巴貝奇的文章后，提出用機(jī)電方法而不是純機(jī)械的方法來實(shí)現(xiàn)分析機(jī)的想法，并設(shè)計(jì)制造了MarkI計(jì)算機(jī)，這臺(tái)機(jī)器使用了大量繼電器作為開關(guān)部件，使巴貝奇的想法變成現(xiàn)實(shí)。但這臺(tái)機(jī)器不能屬于真正的計(jì)算機(jī)，它僅僅是一般意義上的計(jì)算機(jī)器。傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，最重要的奠基人物是英國科學(xué)家艾蘭·圖靈和匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼。圖靈建立了圖靈機(jī)的模型，發(fā)展了可計(jì)算性理論，奠定了人工智能的基礎(chǔ)。馮·諾依曼第一次提出了計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)概念，確定了計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)。①第一代電子計(jì)算機(jī)(1946─1957年)1946年2月在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)（ElectronicNumericalIntegratorAndComputer，簡稱ENIAC）。該臺(tái)計(jì)算機(jī)用于軍事上彈道問題的計(jì)算。這臺(tái)計(jì)算機(jī)從1946年2月使用到1955年10月最后切斷電源，服役長達(dá)9年。它可以進(jìn)行每秒5000次加法運(yùn)算，使用了18000個(gè)電子管、1500多個(gè)繼電器，占地面積170平方米，重達(dá)30噸，耗電140千瓦，價(jià)格40萬美元，是個(gè)“龐然大物”，這是公認(rèn)的現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的始祖。它的出現(xiàn)，是計(jì)算工具發(fā)展史上的一個(gè)重要的里程碑，使人類進(jìn)入了一個(gè)嶄新時(shí)代─電子計(jì)算機(jī)時(shí)代。第一代計(jì)算機(jī)是電子管計(jì)算機(jī)，時(shí)間大約從1946─1957年。其基本電子元件是電子管，內(nèi)存儲(chǔ)器采用磁芯，外存儲(chǔ)器有紙帶、卡片、磁帶、磁鼓等。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的限制，每秒運(yùn)算速度僅為幾千次至幾萬次。內(nèi)存容量僅幾千字，要用二進(jìn)制碼表示的機(jī)器語言進(jìn)行編程，工作十分繁瑣。因此，第一代電子計(jì)算機(jī)體積龐大，造價(jià)很高，而且僅地軍事研究工作中。②第二代計(jì)算機(jī)(1958─1964年)

第二代電子計(jì)算機(jī)是晶體管計(jì)算機(jī)，時(shí)間約從1958─1964年。這個(gè)時(shí)期計(jì)算機(jī)的主要器件逐步由電子管改為晶體管，內(nèi)存所使用的器件大多使用磁性材料制成的磁芯存儲(chǔ)器。外存儲(chǔ)器，有磁盤、磁帶，外設(shè)種類也有所增加。運(yùn)算速率達(dá)每秒幾十萬次，內(nèi)存容量擴(kuò)大到幾十萬字。與此同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件也有了較大發(fā)展。這個(gè)階段創(chuàng)造了程序設(shè)計(jì)語言，計(jì)算機(jī)的使用也逐步擴(kuò)大，除了科學(xué)計(jì)算之外，還用于數(shù)據(jù)處理和事務(wù)處理。③第三代計(jì)算機(jī)(1965─1969年)

第三代計(jì)算機(jī)是集成電路計(jì)算機(jī),時(shí)間約從1964─1969年。隨著固體物理技術(shù)的發(fā)展，集成電路工藝已可以在幾平方毫米的單晶硅片上集中由十幾個(gè)甚至由上百個(gè)電子元件組成的邏輯電路。用這些小規(guī)模集成電路（SSI─SmallScale

Intergration)和中規(guī)模集成電路(MSI─MiddleScaleIntergration)器件作為計(jì)算機(jī)邏輯器件是第三代電子計(jì)算機(jī)的標(biāo)志。第三代計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，每秒可達(dá)幾十萬次到幾百萬次。高級程序設(shè)計(jì)語言在這個(gè)時(shí)期有了很大發(fā)展，并出現(xiàn)了操作系統(tǒng)和會(huì)話式語言，計(jì)算機(jī)開始廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域。④第四代計(jì)算機(jī)(1970年─現(xiàn)在)

第四代計(jì)算機(jī)稱為大規(guī)模集成電路電子計(jì)算機(jī)，時(shí)間從1970年至今。進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來，計(jì)算機(jī)邏輯器采用大規(guī)模集成電路（LSI），超大規(guī)模集成電路（VLSI）技術(shù),集成度很高的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器代替了服役達(dá)20年之久的磁芯存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到每秒幾千萬次甚至幾十億次。操作系統(tǒng)不斷完善，應(yīng)用軟件已成為現(xiàn)代化工業(yè)的一部分。計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了以計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為特征的時(shí)代。微型計(jì)算機(jī)發(fā)展階段

20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了微型計(jì)算機(jī)，它的出現(xiàn)與發(fā)展具有劃時(shí)代的意義。計(jì)算機(jī)的核心部件是處理器，也叫中央處理單元即CPU（CenterProcessingUnit）。微機(jī)的核心部件是微處理器。微處理器的迅速發(fā)展，大大促進(jìn)了微機(jī)的發(fā)展，反過來，微機(jī)的不斷發(fā)展又給微處理器不斷提出新的更高的要求，因而又促進(jìn)了微處理器的不斷發(fā)展和更新，二者相互促進(jìn)、相輔相成，帶動(dòng)著整個(gè)計(jì)算機(jī)工業(yè)不斷進(jìn)步。為了便于微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部電路和外設(shè)接口電路的連接，CPU的外部聯(lián)線采用了三總線體系結(jié)構(gòu)，即數(shù)據(jù)總線、控制總線、地址總線。微型計(jì)算機(jī)的劃代是以微處理器的更新為標(biāo)志，為簡單起見，我們對微機(jī)的劃代將從準(zhǔn)16位的IBM-PC開始。微型計(jì)算機(jī)發(fā)展階段①第一代微型計(jì)算機(jī)

1981年8月，第一臺(tái)字長為8位的微機(jī)IBMPC在美國IBM公司誕生，它采用了Intel的8088芯片作為微處理器，內(nèi)部總線為16位，外部總線為8位。自此，這臺(tái)開放式體系結(jié)構(gòu)的桌面臺(tái)式機(jī)已被載入史冊。后來IBMPC/XT在世界微機(jī)市場取得了極大的成功。通常將IBMPC/XT及其兼容機(jī)稱為第一代微型計(jì)算機(jī)。②第二代微型計(jì)算機(jī)

1984年，IBM公司采用Intel微處理器80286，推出IBMPC/AT，其中AT代表先進(jìn)型或高級技術(shù)（AdvancedType或AdvancedTechnology）。Intel80286芯片的時(shí)鐘從8MHz到16MHz，它是完全16位的微處理器，IBMPC/AT的內(nèi)存達(dá)到1M，并配有高密軟磁盤和20M以上的硬盤，采用了AT總線，又稱工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)ISA總線。

IBMPC/AT的性能高出IBMPC/XT2-3倍，進(jìn)一步占領(lǐng)了20世紀(jì)80年代中后期世界微機(jī)市場。這時(shí)的286AT及其兼容機(jī)稱為第二代微型計(jì)算機(jī)。③第三代微型計(jì)算機(jī)

1986年，PC兼容機(jī)廠家Compaq公司率先推出386AT機(jī)，開辟了386微機(jī)的時(shí)代；1987年，IBM公司推出了PS/2-50型計(jì)算機(jī)，它使用80386作為其CPU芯片。但其總線不再與ISA總線兼容，而是IBM獨(dú)自的微通道體系結(jié)構(gòu)的MCA總線。1988年Compaq公司又推出了與ISA總線兼容的擴(kuò)展工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)的EISA總線。這一時(shí)代的微機(jī)被稱為第三代微型計(jì)算機(jī)，它分EISA總線與MCA總線兩大分支。④第四代微型計(jì)算機(jī)

1989年，Intel公司的80486芯片問世后，很快就出現(xiàn)了以它為CPU的微型主機(jī)，它們?nèi)砸钥偩€類型分為EISA和MCA兩個(gè)分支，但已發(fā)展了局部總線VESA技術(shù)。1993年NEC公司的ImageP60則采用了PCI局部總線，該種總線結(jié)構(gòu)是目前微機(jī)普遍使用的結(jié)構(gòu)。我們將486微型計(jì)算機(jī)又稱為第四代微型計(jì)算機(jī)，它又以局部總線的不同而分為VESA和PCI兩大分支。⑤第五代微型計(jì)算機(jī)

1993年，Intel公司的Pentium芯片的推出，將微機(jī)帶到第五代以Pentium芯片的微機(jī)時(shí)代。隨后各廠家紛紛推出更高檔次的微機(jī)，使微機(jī)性能大大增強(qiáng)。同時(shí)，微軟公司推出了視窗個(gè)人機(jī)操作系統(tǒng)，由于它大大改變了人機(jī)界面,即變字符界面（DOS操作系統(tǒng)）為圖形界面，極大方便了用戶對微機(jī)的操作。1.1.2計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)(1)運(yùn)算的高速性(2)精確度高(3)自動(dòng)化程度好(4)通用性強(qiáng)1.1.3計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域在20世紀(jì)50年代，計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，20世紀(jì)60年代，計(jì)算機(jī)應(yīng)用擴(kuò)展到工業(yè)、交通、軍事部門的實(shí)時(shí)控制和大公司、大銀行的數(shù)據(jù)處理。20世紀(jì)70年代，許多中、小企業(yè)和事業(yè)單位用上了計(jì)算機(jī)，一方面擴(kuò)展了在事務(wù)管理和工程控制方面的應(yīng)用，另一方面在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，乃至圖形處理、專家系統(tǒng)等人工智能領(lǐng)域也開展了不少新用途。1.計(jì)算機(jī)的傳統(tǒng)應(yīng)用（1）科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算是計(jì)算機(jī)最早的應(yīng)用領(lǐng)域。今天，科學(xué)計(jì)算在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中的比重雖不斷下降，但是在天文、地質(zhì)、生物、數(shù)學(xué)等基礎(chǔ)科學(xué)研究以及空間技術(shù)、新材料研制、原子能研究等高、新技術(shù)領(lǐng)域中，仍然占有重要的地位。在某些應(yīng)用領(lǐng)域，對計(jì)算的速度和精度仍不時(shí)提出更高的要求。（2）數(shù)據(jù)處理早在20世紀(jì)50年代，人們就開始把登記帳目等單調(diào)的事務(wù)工作交給計(jì)算機(jī)處理。20世紀(jì)60年代初期，大銀行、大企業(yè)和政府機(jī)關(guān)紛紛用計(jì)算機(jī)處理帳冊、管理倉庫或統(tǒng)計(jì)報(bào)表，從數(shù)據(jù)的收集、存儲(chǔ)、整理到檢索統(tǒng)計(jì)，應(yīng)用的范圍日益擴(kuò)大，很快就超過了科學(xué)計(jì)算，成為最大的計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域。直到今天，數(shù)據(jù)處理在所有計(jì)算機(jī)應(yīng)用中仍穩(wěn)居第一位，耗用的機(jī)時(shí)約占全部計(jì)算機(jī)應(yīng)用的2/3以上。（3）實(shí)時(shí)控制由于計(jì)算機(jī)不僅支持高速運(yùn)算，且具有邏輯判斷能力，所以從20世紀(jì)60年代起，就在冶金、機(jī)械、電力、石油化工等產(chǎn)業(yè)中用計(jì)算機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制。其工作過程是，首先用傳感器在現(xiàn)場采集受控制對象的數(shù)據(jù)，求出它們與設(shè)定數(shù)據(jù)的偏差，接著由計(jì)算機(jī)按控制模型進(jìn)行計(jì)算，然后產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，驅(qū)動(dòng)伺服裝置對受控對象進(jìn)行控制或調(diào)整。它實(shí)際上是自動(dòng)控制原理在生產(chǎn)過程中的應(yīng)用，所以有時(shí)也稱為“過程控制”。2.計(jì)算機(jī)的現(xiàn)代應(yīng)用在三大傳統(tǒng)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，計(jì)算機(jī)應(yīng)用在近30年中又有許多新發(fā)展。（1）辦公自動(dòng)化（OfficeAutomation）辦公自動(dòng)化簡稱OA，是20世紀(jì)70年代中期首先從發(fā)達(dá)國家發(fā)展起來的一門綜合性技術(shù)。它是計(jì)算機(jī)、通信與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是當(dāng)代適用面最廣的一類應(yīng)用。（2）生產(chǎn)自動(dòng)化（ProductionAutomation）生產(chǎn)自動(dòng)化包括計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等內(nèi)容。它們是計(jì)算機(jī)在現(xiàn)代生產(chǎn)領(lǐng)域特別是制造業(yè)中的應(yīng)用，不僅能提高自動(dòng)化水平，而且使傳統(tǒng)的生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了革命性的變化。

①計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD,Computer-AidedDesign）

②計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM,Computer-AidedManufacturing）

③計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS,ComputerIntegratedManufacturingSystem）（3）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用（DatabaseApplications）數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用，在計(jì)算機(jī)現(xiàn)代應(yīng)用中占有十分重要的地位。今天在任何一個(gè)發(fā)達(dá)國家，大到國民經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)和跨國的科技情報(bào)網(wǎng)，小到個(gè)人的親友通信和銀行儲(chǔ)蓄帳，無一不要與數(shù)據(jù)庫打交道。今天在任何一個(gè)發(fā)達(dá)國家，大到國民經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)和跨國的科技情報(bào)網(wǎng)，小到個(gè)人的親友通信和銀行儲(chǔ)蓄帳，無一不要與數(shù)據(jù)庫打交道。（4）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（NetworkingApplications）早在20世紀(jì)70年代，國外已有一批廣域網(wǎng)投入運(yùn)行。從20世紀(jì)70年代末到80年代,是局域網(wǎng)（LAN）取得巨大進(jìn)展的時(shí)期。美國提出了建設(shè)信息高速公路的計(jì)劃。我國也在政府的統(tǒng)一規(guī)劃下制訂并開始實(shí)施規(guī)?？涨暗膰医?jīng)濟(jì)信息網(wǎng)（即“三金”工程）、教育科研網(wǎng)和公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的建設(shè)計(jì)劃。（5）人工智能（ArtificialIntelligence）人工智能簡稱AI，有時(shí)也譯作“智能模擬”，因?yàn)樗闹饕康氖怯糜?jì)算機(jī)來模擬人的智能。近20余年來，圍繞AI的應(yīng)用主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

①機(jī)器人（Robots）

②專家系統(tǒng)（expertsystem）

③模式識別（PatternRecogrition）④智能檢索（IntelligentRetrieval）（6）計(jì)算機(jī)模擬（ConputerSimulation）在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，常使用模型對產(chǎn)品或工程進(jìn)行分析或設(shè)計(jì)。20世紀(jì)60年代以后，人們嘗試用計(jì)算機(jī)程序代替實(shí)物模型來做模擬試驗(yàn)，今天，模擬方法愈趨成熟，諸如飛機(jī)、汽車等產(chǎn)品，已能完全在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行模擬設(shè)計(jì)。例如，長63.7m、寬60.9m的波音777，是世界第一架不用大型模型制造成功的客機(jī)。值得一提的是，國外在20世紀(jì)80年代末期出現(xiàn)了一種稱為“虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality,簡稱VR）”的新技術(shù)。簡言之，這是一種模擬人在自然環(huán)境中的視、聽、動(dòng)作等行為的人－機(jī)界面技術(shù)。把VR技術(shù)應(yīng)用于飛行模擬器，飛行員只要在訓(xùn)練座艙中戴上一個(gè)頭盔顯示器，便能看到一個(gè)高度逼真的空中環(huán)境，產(chǎn)生身臨其境的感覺（7）計(jì)算機(jī)輔助教育（ComputerBasedEducation）

CBE是總稱，包括CAI（computer-aidedinstruction,計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)）和CMI（computermanagedinstruction,計(jì)算機(jī)管理教學(xué)）兩個(gè)部分。后者包括用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)各種教學(xué)管理，例如教務(wù)管理、教學(xué)計(jì)劃制訂、課程安排、計(jì)算機(jī)題庫與計(jì)算機(jī)評分等。我們平時(shí)常說的計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)主要是指CAI.課件（courseware）即CAI系統(tǒng)所使用的教學(xué)軟件,它相當(dāng)于傳統(tǒng)教學(xué)中的教材。課件并不排斥文字教材。恰恰相反，如果二者配合很好，可以相得益彰，有助于提高CAI的教學(xué)質(zhì)量。課件可以用普通高級語言來開發(fā)。也可使用課件開發(fā)的專用語言或?qū)懽鞴ぞ?。CAI有許多優(yōu)點(diǎn)。最大的特色，是交互教育和個(gè)別指導(dǎo)。1.1.4計(jì)算機(jī)的分類1.按信息的表示形式和處理方式分類按信息的表示形式和處理方式可分為數(shù)字計(jì)算機(jī)、模擬計(jì)算機(jī)以及數(shù)字模擬混合計(jì)算機(jī)。數(shù)字計(jì)算機(jī)采用二進(jìn)制運(yùn)算，其特點(diǎn)是解題精度高、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)據(jù)處理，也能進(jìn)行過程控制和CAD/CAM等工作。目前提到的電子計(jì)算機(jī)大多指數(shù)字計(jì)算機(jī)。

2.按計(jì)算機(jī)的用途分類按計(jì)算機(jī)的用途可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。通用機(jī)根據(jù)不同的計(jì)算機(jī)型號配有一定的存儲(chǔ)容量，一定數(shù)量的外圍設(shè)備，也配有多種系統(tǒng)軟件和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，通用性強(qiáng)，功能齊全，現(xiàn)在一般講的計(jì)算機(jī)就是指通用計(jì)算機(jī)。專用計(jì)算機(jī)是專為某些特定問題設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)。因此功能單一，可靠性高，成本低，結(jié)構(gòu)往往比較簡單。如銀行系統(tǒng)、商業(yè)系統(tǒng)、軍事系統(tǒng)的專用計(jì)算機(jī)。3.按計(jì)算機(jī)規(guī)模劃分

1989年11月,美國電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）的一個(gè)委員會(huì)根據(jù)當(dāng)時(shí)的發(fā)展趨勢，以及計(jì)算機(jī)的一些主要技術(shù)指標(biāo)，如字長、運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、外部設(shè)備、輸入和輸出能力、配置軟件豐富否、價(jià)格高低等，把計(jì)算機(jī)分為六類：(1)主機(jī)（Mainframe）國外習(xí)慣將大型機(jī)稱作mainframe,這可能是因?yàn)檫@類機(jī)器通常都安裝在機(jī)架（frame）內(nèi)的緣故。這類計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)是大型、通用，一般具有大容量的內(nèi)、外存儲(chǔ)器和多種類型的I/O通道,能同時(shí)支持批處理和分時(shí)處理等多種工作方式。近幾年出現(xiàn)的新型主機(jī)還采取了多處理、并行處理等新技術(shù)，使整機(jī)處理速度高達(dá)300-750MIPS,內(nèi)存容量達(dá)到1000兆字節(jié)（1000MB）以上,具有很強(qiáng)的處理和管理能力。(2)小型機(jī)（Minicomputer或Minis）對廣大的中、小用戶來講，小型機(jī)比主機(jī)具有更大的吸引力。它結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，不需要經(jīng)長期訓(xùn)練即可維護(hù)和使用，所以更易推廣和普及。在20世紀(jì)70年代的“小型機(jī)熱”中，很多公司加入了小型機(jī)生產(chǎn)商的行列。以DEC公司為例，它自1965年推出12位PDP-8小型機(jī)，因價(jià)廉物美一炮打響后，接著在1970年推出16位的PDP-11系列機(jī)。馳名世界的UNIX操作系統(tǒng)，就是首先在小型機(jī)PDP-7上研制成功的。(3)個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）個(gè)人計(jì)算機(jī)簡稱PC機(jī)，是四代機(jī)時(shí)期出現(xiàn)的一個(gè)新機(jī)種。1975年1月，美國Altair公司組裝了世界上第一臺(tái)PC機(jī)─采用8080芯片的Altair-8800。但直到20世紀(jì)80年代初，IBM在數(shù)年內(nèi)連續(xù)推出了IBMPC（1981年）、PC/XT（eXtendedType，1983）和PC/AT（AcvancedType,1984）等機(jī)型，才真正形成和鞏固了PC機(jī)的主流系列。輕、小、（價(jià)）廉、易（用）是PC機(jī)的重要特色。(4)巨型機(jī)（SuperComputer）它是計(jì)算機(jī)6種類型中價(jià)格最貴、功能最強(qiáng)的一類。巨型機(jī)的速度通常用FLOPS（FLoating-pointOperationsPerSecond）來衡量。當(dāng)前，巨型機(jī)多用于戰(zhàn)略武器（如核武器和反導(dǎo)彈武器）的設(shè)計(jì)，空間技術(shù)，石油勘探，中、長期天氣預(yù)報(bào)，以及社會(huì)模擬等領(lǐng)域。美國、日本是生產(chǎn)巨型機(jī)的主要國家。前蘇聯(lián)與英、法、德等國也都開發(fā)了各自的巨型機(jī)系統(tǒng)。我國先后在1983年、1992年和1997年推出了自行研制的銀河-I（100MFLOPS）、銀河-II（1GFLOPS）和銀河-Ⅲ（10GFLOPS）等巨型機(jī)，從而成為世界上少數(shù)幾個(gè)能夠研制巨型機(jī)國家之一。(5)小巨型機(jī)（Minisupers）

20世紀(jì)80年代中期出現(xiàn)的小巨型機(jī)，是計(jì)算機(jī)家族中最年輕的成員。巨型機(jī)的性能雖高，但價(jià)格昂貴。于是，一些公司開始研制小巨型機(jī)，力求在保持或略為降低巨型機(jī)性能的前提下，較大幅度地降低巨型機(jī)的價(jià)格。發(fā)展小型機(jī)主要有兩條途徑：

①利用高性能微處理器組成并行多處理系統(tǒng)，使巨型機(jī)小型化；

②把部分巨型機(jī)技術(shù)引入超級小型機(jī)（superminis），使后者的功能“巨型化”。目前生產(chǎn)小巨型機(jī)的廠家，主要有美國的Convex公司（C系列,例如C-1、C-2、C-3等）和Alliant公司（FX系列,例如FX/8、FX/80、FX/2800等）。(6)工作站（Workstation）工作站是介于PC機(jī)和小型機(jī)之間的一種高檔微型機(jī)。1980年，美國Appolo公司（現(xiàn)已并入HP公司）推出了世界了第一個(gè)工作站DN-100。與PC機(jī)不同，工作站通常都配有高分辨率的大屏幕顯示器和大容量的內(nèi)、外存儲(chǔ)器，具有較強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力與高性能的圖形功能。近幾年生產(chǎn)的工作站多數(shù)還增加了內(nèi)置（built-in）的網(wǎng)絡(luò)功能，可方便地通過連網(wǎng)與其它工作站共享資源。1.2計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)表示計(jì)算機(jī)可以通過輸入設(shè)備接收各種形式的信息，然而在計(jì)算機(jī)內(nèi)部處理的并不是輸入的信息形式，而是將它們轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)中的數(shù)。所以，計(jì)算機(jī)中的數(shù)是信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)部的表達(dá)式(載體)，這種表達(dá)方式是信息處理的基礎(chǔ)，是學(xué)習(xí)和使用計(jì)算機(jī)的基本知識。本節(jié)主要介紹計(jì)算機(jī)所使用的數(shù)制和字符編碼。1.2.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制進(jìn)位計(jì)數(shù)制是一種計(jì)數(shù)方法。顧名思義，所謂進(jìn)位計(jì)數(shù)制，就是按進(jìn)位方式實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)制度。在進(jìn)位計(jì)數(shù)制中包含有基數(shù)和位權(quán)兩個(gè)要素：基數(shù)是進(jìn)位計(jì)數(shù)制中所用的數(shù)字符號的個(gè)數(shù)。如十進(jìn)制中基數(shù)等于10;從理論上講，可以用任意的正整數(shù)b為基數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，其規(guī)則是“逢b進(jìn)一”，稱為b進(jìn)制的數(shù)。把基數(shù)的若干次冪稱為“位權(quán)”，冪的值與該位數(shù)字所在位置有關(guān)。任何一種用進(jìn)位計(jì)數(shù)制表示的數(shù)Ｎ，其數(shù)值可寫成按位權(quán)展開的多項(xiàng)式之和：

(Ｎ)b＝(anan-1…a1a0a-1…a-m)b

＝an×bn

＋an-1×bn-1＋…＋a1×b1

＋a0×b0＋a-1×b-1＋…＋a-m×b-m＝∑aｊbｊ（ｊ＝n，n-1，…，1，0，-1，…，-m）其中，b是基數(shù)，aｊ是第ｊ位上的數(shù)字符號(或稱系數(shù))，bｊ是權(quán)數(shù)，n和m分別是數(shù)的整數(shù)部分和小數(shù)點(diǎn)以后的位數(shù)。1.十進(jìn)制數(shù)日常生活中，人們通常采用十進(jìn)制來計(jì)數(shù)。十進(jìn)制數(shù)的基數(shù)為10，有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)數(shù)字符號，它的計(jì)數(shù)特點(diǎn)為“逢十進(jìn)一”，各位權(quán)用10ｊ表示。一個(gè)任意的十進(jìn)制數(shù)也可以表示成上式形式，只不過上式中的b即為十進(jìn)制數(shù)中的10，aｊ是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)，其余均相同。例如：

(23.45)10＝2×101

＋3×100

＋4×10-1＋5×10-22.二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)是最簡單的計(jì)數(shù)制，基數(shù)為2，只有0和1兩個(gè)數(shù)字符號，計(jì)數(shù)規(guī)則是“逢二進(jìn)一”，各位權(quán)用2j表示。因此，一個(gè)任意的二進(jìn)制數(shù)也可以表示成上式形式，只是上式中的aｉ為0、1兩個(gè)數(shù)碼中的一個(gè)。由于二進(jìn)制的位權(quán)是2j，從最低整數(shù)位第0位開始，逐位的位權(quán)是：20,21,…,2n。例如：

(10110.11)2＝1×24

＋1×22＋1×21

＋1×2-1＋1×2-2＝(22.75)10二進(jìn)制數(shù)的特點(diǎn)是

(1)二進(jìn)制數(shù)的物理表示容易實(shí)現(xiàn)。二進(jìn)制數(shù)中只有0和1兩個(gè)數(shù)字符號，很容易利用具有兩種穩(wěn)定物理狀態(tài)的元件和電路來表示。容易被計(jì)算機(jī)識別，抗干擾性強(qiáng)，可靠性高。

(2)二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則很簡單。很容易在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)，并使運(yùn)算電路大大簡化。

(3)算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算容易溝通。3.十六進(jìn)制數(shù)在十六進(jìn)制數(shù)中，基數(shù)為16，需要用16個(gè)數(shù)字符號來計(jì)數(shù)，為此通常借用A,B,C,D,E,F六個(gè)英文字母分別代表10，11，12，13，14，15這六個(gè)數(shù)。故十六進(jìn)制所用的數(shù)字符號是：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)。計(jì)數(shù)規(guī)則是“逢十六進(jìn)一”，即F＋1＝10；FF＋1＝100；…，各位權(quán)用16ｊ表示。任何一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)的值都可以用它的按位權(quán)展開求和得。例如：十六進(jìn)制數(shù)2B9的數(shù)值是：

(2B9)16＝2B9H=2×162＋11×161＋9×160＝(697)104.八進(jìn)制數(shù)在八進(jìn)制數(shù)中，基數(shù)為8，需要用8個(gè)數(shù)字符號來計(jì)數(shù)，即用0,1,2,3,4,5,6,7八個(gè)數(shù)字符號來計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)規(guī)則是“逢八進(jìn)一”，各位權(quán)用8ｊ表示。1.2.2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換，就是對同一數(shù)值的數(shù)，從一種數(shù)制的表示形式換算成另一種數(shù)制的表示形式。因此以下對十進(jìn)制、二進(jìn)制、十六進(jìn)制、八進(jìn)制之間的相互轉(zhuǎn)換的方法作些介紹。1.十進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換(1)二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)將二進(jìn)制數(shù)各位數(shù)字(0和1)乘以該位的位權(quán)，乘積相加，其和就是對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。例如，求(110110.11)2對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。

(110110.11)2＝1×25

＋1×24＋1×22

＋1×21＋1×2-1＋1×2-2＝(54.75)10

(2)十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別進(jìn)行轉(zhuǎn)換，然后用小數(shù)點(diǎn)將兩部分連接起來。①整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“除2取余”法。將被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)連除以2，直至商為0，每次相除所得的余數(shù)按相反的次序排列起來就是對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。即第一次除2所得的余數(shù)排在整數(shù)的最低位，最后一次相除所得余數(shù)是最高位。

例如：將十進(jìn)制數(shù)53轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。按“除2取余”法進(jìn)行如下：

53÷2＝26余1第一次除得的余數(shù)(即最低位)26÷2＝13余013÷2＝6余16÷2＝3余03÷2＝1余11÷2＝0余1最后一次除得的余數(shù)(即最高位)

所以(53)10＝(110101)2

②小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換采用“乘2取整”法。將被轉(zhuǎn)換的十進(jìn)制數(shù)連乘以2，每次相乘后所得的乘積的整數(shù)部分就是對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。第一次乘積所得整數(shù)部分是二進(jìn)制小數(shù)的最高位，以下依次類推，直到剩下的純小數(shù)為零或達(dá)到所要求的精度為止。例如：將十進(jìn)制小數(shù)0.688轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制小數(shù)。按“乘2取整”法進(jìn)行如下：

0.688×2＝1.376整數(shù)部分為1,小數(shù)的最高位

0.376×2＝0.75200.752×2＝1.50410.504×2＝1.0081……

若最后的純小數(shù)部分不為零，則所得的二進(jìn)制小數(shù)的值是近似的。若精度不滿足還可繼續(xù)做下去，直到所需的精度為止。故(0.688)10≈(0.1011)2

綜合上面兩個(gè)例題可得(53.688)10≈(110101.1011)22.二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)的轉(zhuǎn)換因?yàn)槎M(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)存在特定的關(guān)系，三位二進(jìn)制數(shù)正好相當(dāng)于一位八進(jìn)制數(shù)，四位二進(jìn)制數(shù)正好相當(dāng)于一位十六進(jìn)制數(shù)，所以它們之間的轉(zhuǎn)換很容易實(shí)現(xiàn)。①二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。將二進(jìn)制數(shù)從小數(shù)點(diǎn)起，向左和向右每三位分為一組(不足三位的補(bǔ)0)，然后分別寫出每組相應(yīng)的八進(jìn)制數(shù)，即可得到所求的結(jié)果。例如：將二進(jìn)制數(shù)10010110101.011110轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)。

(10010110101.011110)2＝((010)(010)(110)(101).(011)(110))2＝(2265.36)8

②二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。與前述類似，從小數(shù)點(diǎn)兩邊開始向左和向右每四位分成一組(不足四位的補(bǔ)0)，然后分別寫出每組的相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)，即可得到所求的結(jié)果。例如：將上題中的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。(10010110101.011110)2＝((0100)(1011)(0101).(0111)(1000))2＝(4B5.78)16＝4B5.78H③八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)。只需將每位八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)寫成三位二進(jìn)制數(shù)或四位二進(jìn)制連接在一起就是對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)。整數(shù)最前面的0和小數(shù)最后面0可以去掉。例如：(237.13)8＝((010)(011)(111).(001)(011))2＝(10011111.001011)23E3.29H＝((0011)(1110)(0011).(0010)(1001))2＝(1111100011.00101001)23.十進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換①十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)。方法與十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)類似。它是對于整數(shù)部分采用“除8或16取余”法，小數(shù)部分采用“乘8或16取整”法，再通過小數(shù)點(diǎn)連接起來。②八進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。方法與二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)類似，也是將八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制數(shù)各位數(shù)字乘以該位位權(quán)，乘積相加，其和就是對應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。1.2.3字符ASCII碼目前國際上最流行的字符編碼是“美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)碼”（AmericanStandardCodeforInformationInterchange），簡稱為ASCII碼。它也是通訊領(lǐng)域中使用的一種編碼。ASCII碼有7位版本的ASCII碼和8位版本的ASCII碼兩種。國際上通用的ASCII碼是一種7位碼，即每個(gè)字符的ASCII碼由七位二進(jìn)制數(shù)組成。這種ASCII碼版本10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字、52英文大小寫字母、32個(gè)標(biāo)點(diǎn)符號和運(yùn)算符以及34個(gè)控制碼，總共128個(gè)字符。見書P21表1-2所示。采用ASCII編碼來表示具有一定形狀和意義的字符，便于在計(jì)算機(jī)或其它設(shè)備中存貯、傳送和進(jìn)行處理。當(dāng)需要恢復(fù)它原來的形狀(如顯示、打印等)或產(chǎn)生其作用時(shí)，可通過相應(yīng)的設(shè)備再變成字符或產(chǎn)生相應(yīng)的控制作用。從以上的介紹看到，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，數(shù)值、字符都是用二進(jìn)制數(shù)或代碼來表示的。其實(shí)計(jì)算機(jī)內(nèi)所有的信息，包括數(shù)據(jù)、程序以至于漢字、圖像和聲音等，也都是以二進(jìn)制數(shù)或代碼的形式來表示的。1.3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)兩大部分組成。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)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。

硬件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備CPU內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備外存儲(chǔ)器輸出設(shè)備只讀存儲(chǔ)器(ROM)隨機(jī)存儲(chǔ)器(RAM)鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀等硬盤、軟盤、光盤、U盤等顯示器、打印機(jī)、音箱等軟件系統(tǒng)是為了運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的程序和各種文檔的總和軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)語言處理程序DOS、WINDOWS、UNIX等編譯、解釋、匯編程序等系統(tǒng)服務(wù)程序數(shù)據(jù)庫管理程序?qū)崟r(shí)控制軟件監(jiān)控、檢測、調(diào)試、連接編輯程序等Oracle、Sybase、IBMDB2等文字處理軟件表格處理軟件輔助設(shè)計(jì)軟件硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分缺一不可。1.3.1計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成

1.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作原理計(jì)算機(jī)是自動(dòng)化的信息處理裝置，它采用了“存儲(chǔ)程序”原理。這一原理是1946年由美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮·諾依曼提出的，其主要思想如下：①計(jì)算機(jī)硬件由五個(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。②采用二進(jìn)制。③程序和數(shù)據(jù)一樣存放在存儲(chǔ)器中。這一原理確定了計(jì)算機(jī)的基本組成和工作方式，如書P23圖1-2所示。計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成

輸入設(shè)備存儲(chǔ)器輸出設(shè)備運(yùn)算器控制器CPU用戶輸入用戶控制線地址線數(shù)據(jù)線2.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備及其功能當(dāng)代的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都無一例外地由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部件組成。

①運(yùn)算器它是對信息進(jìn)行加工和處理（主要是算術(shù)和邏輯運(yùn)算）的部件。運(yùn)算器是由能進(jìn)行簡單算術(shù)運(yùn)算（如加、減等）和邏輯運(yùn)算（如與、或、非運(yùn)算等）的運(yùn)算器件及若干用來暫時(shí)寄存少量數(shù)據(jù)的寄存器、累加器等組成。②控制器控制器是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞和指揮中心。它要根據(jù)用戶通過程序所下達(dá)的加工處理任務(wù)，按時(shí)間的先后順序，負(fù)責(zé)向其它各部件發(fā)出控制信號，并保證各部件協(xié)調(diào)一致地工作。它主要由指令寄存器、譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、操作控制器等組成。

③存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶和存儲(chǔ)部件。計(jì)算機(jī)中的全部信息，包括輸入的原始信息，經(jīng)計(jì)算機(jī)初步加工后的中間信息和最后處理的結(jié)果信息都記憶或存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中。除這些信息處還存放著如何對輸入的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理的一系列指令所構(gòu)成的程序。④輸入設(shè)備和輸出設(shè)備它們連同外（輔）存儲(chǔ)器，統(tǒng)稱計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件組成中的外部設(shè)備，簡稱外設(shè)。3.存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器一般應(yīng)包括兩個(gè)部分：一個(gè)是包含在計(jì)算機(jī)主機(jī)中的主（內(nèi)）存儲(chǔ)器，簡稱內(nèi)存，它直接和運(yùn)算器、控制器及輸入輸出設(shè)備聯(lián)系，容量雖小，但存取速度快，一般只存放那些急需要處理的數(shù)據(jù)或正在運(yùn)行的程序；另一個(gè)是包含在外設(shè)中的外（輔）存儲(chǔ)器，簡稱外存，它間接和運(yùn)算器、控制器聯(lián)系，存取速度雖慢，但存儲(chǔ)容量大，是用來存放大量暫時(shí)還不用的數(shù)據(jù)和程序。一旦要用時(shí)，就按指令的要求，事先調(diào)入內(nèi)存，用完后再放回外存。(1)主(內(nèi))存儲(chǔ)器目前，主（內(nèi)）存儲(chǔ)器是由半導(dǎo)體器件構(gòu)成，從使用功能上分，有隨機(jī)存取存儲(chǔ)器RAM（又稱讀寫存儲(chǔ)器）和只讀存儲(chǔ)器ROM。從物理結(jié)構(gòu)上分，則有單極性和雙極性兩種。單級性存儲(chǔ)器是用MOS器件做成的，它的特點(diǎn)是集成度高、功耗小、存儲(chǔ)速度低。雙極性存儲(chǔ)器是用TTL器件做成的，它的特點(diǎn)是存儲(chǔ)速度快、集成度低、功耗較大。在微型計(jì)算機(jī)中使用的存儲(chǔ)器主要是單極性的MOS存儲(chǔ)器。隨機(jī)存取存儲(chǔ)器中分靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)RAM兩種。(2)外(輔)存儲(chǔ)器主存的最大特點(diǎn)是存取速度快，但容量小、體積大、價(jià)格貴。而外存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是容量大、價(jià)格低、速度慢。所以取長補(bǔ)短。外存儲(chǔ)器按存取方式可分順序存取存儲(chǔ)器和直接存取的存儲(chǔ)器。關(guān)于存儲(chǔ)器，常用到以下兩個(gè)術(shù)語：①位（Bit）每一個(gè)能存儲(chǔ)0或1的物理單元稱為一個(gè)二進(jìn)制位。②字節(jié)（Byte）簡寫為B，通常每8個(gè)二進(jìn)制位組成一個(gè)字節(jié)。存儲(chǔ)器的容量一般用KB、MB、GB、TB來表示，它們之間的換算關(guān)系如下：

1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB(3)磁盤磁盤是具有磁表面的圓盤形磁記錄媒體，是在微型計(jì)算機(jī)上得到廣泛應(yīng)用的隨機(jī)存取的外部存儲(chǔ)器。它提供了“永久性”保存程序和數(shù)據(jù)的可能。磁盤既是微型計(jì)算機(jī)常用的輸入設(shè)備，又是常用的輸出設(shè)備。①軟磁盤。軟磁盤又稱軟盤。微機(jī)上使用的軟盤有5.25英寸和3.5英寸兩種，現(xiàn)在已基本被U盤所取代，這里就不介紹了。②硬磁盤。硬磁盤又稱硬盤。硬盤以容量大、速度快、功耗省、壽命長、通用性強(qiáng)而著稱，作為微機(jī)的主要外存儲(chǔ)設(shè)備一直發(fā)揮著重要作用。硬盤從外形尺寸上分有5.25英寸、3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸，從存儲(chǔ)容量（字節(jié)數(shù)）上分有20GB、40GB、80GB、160GB等等，從結(jié)構(gòu)上分有固定式磁盤和可換式磁盤。硬盤的容量一般比較大，為了應(yīng)用方便和實(shí)際需要，常把它劃分為幾個(gè)邏輯分區(qū)。4.計(jì)算機(jī)的基本輸入設(shè)備由于信息的載體不同，所需信息的轉(zhuǎn)換并輸入計(jì)算機(jī)的設(shè)備也不同。例如有鍵盤輸入設(shè)備（無需中間信息載體）、光學(xué)識別輸入設(shè)備（把紙上的標(biāo)記或字符在光的反射下產(chǎn)生的光通量變換成電信號）、圖形輸入設(shè)備（如光筆、鼠標(biāo)器、跟蹤球等）及其它輸入設(shè)備（如模數(shù)轉(zhuǎn)換器、語音識別器等）。在此我們僅介紹基本輸入設(shè)備。(1)鍵盤鍵盤是計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備，幾乎所有的命令、漢字、各種語言程序、原始數(shù)據(jù)等都是從鍵盤輸入。鍵盤通過一根電纜線和一條5針插頭與微機(jī)主機(jī)板上的5針DIN插座相連接。鍵盤按鍵的多少進(jìn)行分類，一般可分為6類：83鍵鍵盤、84鍵鍵盤、101鍵鍵盤、102鍵鍵盤、104鍵鍵盤和108鍵鍵盤，各類鍵盤甚至同類鍵盤在鍵的多少和排列位置上稍有不同，但使用上大同小異。下面以104鍵鍵盤為例說明鍵盤的分區(qū)。104鍵鍵盤如圖1-3所示。圖１-3鍵盤①打字鍵盤區(qū)。位于鍵盤左部，是鍵盤最主要區(qū)域，與普通英文打字機(jī)的鍵盤類似，共有58個(gè)鍵，包括基本字符鍵和部分系統(tǒng)控制鍵。②功能鍵區(qū)。功能鍵區(qū)在鍵盤上方，包括F1-F2和<Esc>、<PrintScreen>、<ScrollLock>、<Pause/Break>鍵。它們在不同的軟件中代表的功能不同。③數(shù)字小鍵盤區(qū)。數(shù)字小鍵盤區(qū)在鍵盤右部，共17個(gè)鍵，包括數(shù)字鍵、光標(biāo)鍵和部分控制鍵。該區(qū)的鍵受<NumLock>鍵的控制，主要便于操作者單手輸入數(shù)據(jù)。

④編輯區(qū)。編輯區(qū)位于主鍵盤區(qū)與小鍵盤區(qū)的中間，用于光標(biāo)定位和編輯操作。鍵盤除了4個(gè)分區(qū)外，右上方還有3個(gè)指示燈：NumLock指示燈、CapsLock指示燈和ScrollLock指示燈，當(dāng)<NumLock>鍵、<CapsLock>鍵和<ScrollLock>鍵按下時(shí)，就分別置亮或熄滅相應(yīng)的指示燈。從指示燈的亮暗，操作者就能清楚地看出數(shù)字小鍵盤狀態(tài)、字母大小寫狀態(tài)和滾動(dòng)鎖定鍵狀態(tài)。(2)鼠標(biāo)鼠標(biāo)是一種手持式的指點(diǎn)設(shè)備，用來控制顯示屏幕上光標(biāo)移動(dòng)位置和選擇、移動(dòng)顯示屏幕上的內(nèi)容。鼠標(biāo)作為一種輸入設(shè)備是隨著近年來友好的圖形用戶界面的廣泛出現(xiàn)，特別是Windows、CAD與文字排版等應(yīng)用而逐步普及的，已成為微機(jī)必備的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。鼠標(biāo)通過串口和主機(jī)相連接，按工作原理鼠標(biāo)可分為：機(jī)械式和光電式。①機(jī)械式：鼠標(biāo)下面有一個(gè)可以滾動(dòng)的小球，當(dāng)鼠標(biāo)在平面上移動(dòng)時(shí)，小球與平面摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)鼠標(biāo)內(nèi)的兩個(gè)光盤轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生脈沖，測出X-Y方向的相對位移量，從而可反映出屏幕上鼠標(biāo)的位置。機(jī)械式鼠標(biāo)價(jià)錢便宜，故障率較高，需要經(jīng)常清洗。②光電式：鼠標(biāo)下面有一個(gè)光電轉(zhuǎn)換裝置，需要一塊專用取信號的墊板配合使用。鼠標(biāo)在板上移動(dòng)，鼠標(biāo)下的光電轉(zhuǎn)換裝置根據(jù)從墊板上所取信號來確定光標(biāo)位置。光電式鼠標(biāo)故障較少，但價(jià)錢較貴,現(xiàn)已成為主流產(chǎn)品。另外，還有一種與機(jī)械式鼠標(biāo)十分接近的跟蹤球，廣泛應(yīng)用于便攜式手提電腦中。它的球座是固定的，球在上面，使用時(shí)用手指或手掌去推動(dòng)。鼠標(biāo)按鍵一般采用2鍵（左、右）或3鍵（左、中、右）。各個(gè)按鍵所起的作用完全依賴于用戶所用的軟件，在不同的軟件環(huán)境下，相同的按鍵可能會(huì)產(chǎn)生不同的效果。在Windows等圖形用戶界面中最常使用的是左按鍵，一般用來作“選擇”用。操作的時(shí)候，先移動(dòng)鼠標(biāo)使光標(biāo)指向所要選擇的內(nèi)容，按下左鍵，然后再放開即可。(3)其它一些輸入設(shè)備①掃描儀：通過它可以將文件、書籍、照片等輸入到計(jì)算機(jī)中。②漢字書寫板：漢字書寫板是一種可以用手寫的方式向計(jì)算機(jī)輸入文字的設(shè)備。它由一支特殊的筆和相應(yīng)的硬件及軟件配合，可以實(shí)現(xiàn)手寫輸入操作。③麥克風(fēng)：麥克風(fēng)是一種語音輸入設(shè)備，與計(jì)算機(jī)聲卡連接，將聲音信息輸入計(jì)算機(jī)。④數(shù)碼相機(jī)：數(shù)碼相機(jī)是近年發(fā)展起來的一種新型照相機(jī)。它將圖像存儲(chǔ)在數(shù)字相機(jī)的存儲(chǔ)器中，可以將圖像輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。5.計(jì)算機(jī)的基本輸出設(shè)備輸出設(shè)備的作用是將計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)信息傳送到外部媒介，并轉(zhuǎn)化成某種為人們所認(rèn)識的表示形式。在微型計(jì)算機(jī)中，最常用的輸出設(shè)備有顯示器和打印機(jī)。顯示器與打印機(jī)作為兩種常用的輸出設(shè)備通常是交替配合使用的。調(diào)試程序、學(xué)習(xí)操作時(shí)，可以用顯示器顯示程序或數(shù)據(jù)；而對于需要長期保存或詳細(xì)分析研究的程序、信息等可以用打印機(jī)輸出。(1)顯示器顯示器（又稱CRT或監(jiān)視器）是計(jì)算機(jī)的重要輸出設(shè)備之一。顯示器分為兩種：陰極射線管顯示器（CRT）和液晶顯示器（LCD）。顯示器的尺寸以顯像管對角線的長度來衡量，有12、14、15、17、19和21英寸等多種規(guī)格，顯示器的色彩有單色和彩色兩種，顯示方式有字符方式和圖形方式兩種。顯示器的主要技術(shù)指標(biāo)有分辨率、點(diǎn)間距、掃描頻率及安全規(guī)范等。分辨率是指顯示器的屏幕上橫向和縱向可顯示光點(diǎn)數(shù)，是顯示器重要的技術(shù)指標(biāo)。過去常見的標(biāo)準(zhǔn)有低(CGA)、中(EGA)、高(VGA)分辨率三種。但目前已經(jīng)流行的是更高的SVGA、TVGA等標(biāo)準(zhǔn)。比如：單色顯示器分辨多數(shù)為720×350，表示顯示器橫向可顯示720個(gè)點(diǎn)縱向可顯示350個(gè)點(diǎn)。顯然，分辨率越高，顯示的圖像越清晰，效果越好?，F(xiàn)在微機(jī)使用的彩色高分辨率顯示器為：640×480、800×600、1024×768、1280×1024。點(diǎn)間距是光點(diǎn)之間的距離，點(diǎn)間距越小，清晰度越高。點(diǎn)間距的規(guī)格有0.39mm、0.3lmm、0.28mm、0.26mm和0.25mm等，但目前最常見的是0.25mm點(diǎn)間距的顯示器。掃描頻率指每秒鐘完成掃描的次數(shù)，掃描頻率高，就不會(huì)使人感到閃爍。平時(shí)使用計(jì)算機(jī)時(shí)肉眼一般感覺不出屏幕閃爍，但在電視節(jié)目中，我們經(jīng)常看得到顯示器在不停閃動(dòng)。我們在選擇顯示器時(shí)，主要關(guān)注的是場頻，也叫刷新頻率。一般認(rèn)為場頻達(dá)到85Hz就已經(jīng)很滿意了。主機(jī)與顯示器通過接口──顯示適配器相聯(lián)。顯示適配器也稱顯示控制器、顯示適配卡、顯示接口卡等，簡稱顯示卡或顯卡。主機(jī)與顯示器通過接口──顯示適配器相聯(lián)。顯示適配器也稱顯示控制器、顯示適配卡、顯示接口卡等，簡稱顯示卡或顯卡。微機(jī)顯示卡經(jīng)歷了CGA、EGA、VGA、XGA四代的發(fā)展。根據(jù)微機(jī)總線結(jié)構(gòu)的不同，顯示卡又可分為：ISA總線的顯示卡、VESA總線的顯示卡、EISA總線的顯示卡、PCI總線的顯示卡和AGP總線結(jié)構(gòu)的顯示卡。目前流行的顯示卡大都配有16MB－64MB以上內(nèi)存并支持真彩顯示模式，如1024×768×16.7M。

(2)打印機(jī)打印機(jī)也是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)最常用的輸出設(shè)備。在顯示器上輸出的內(nèi)容只能當(dāng)時(shí)查看，便于用戶檢查與修改，但不能保存。為了將計(jì)算機(jī)輸出的內(nèi)容留下書面記錄以便保存，就需要用打印機(jī)打印輸出。按打印機(jī)的打印方式來分，目前常用的打印機(jī)有：點(diǎn)陣打印機(jī)、噴墨打印機(jī)與激光打印機(jī)。①點(diǎn)陣打印機(jī)點(diǎn)陣打印機(jī)又稱針式打印機(jī)或擊打式打印機(jī)。它有7針、9針、18針、24針等多種形式，在微機(jī)上用得最多的是9針和24針打印機(jī)。點(diǎn)陣打印機(jī)打印頭上的針排成一至二列，打印的字符是用點(diǎn)陣組成的。在打印時(shí)，隨著打印頭在紙上的平行移動(dòng)，由電路控制相應(yīng)的針動(dòng)作或不動(dòng)作，動(dòng)作的針頭接觸色帶擊打紙面而形成墨點(diǎn)，不動(dòng)作的針在相應(yīng)位置上留下空白，這樣移動(dòng)若干列后就可打印出需要的字符或漢字。點(diǎn)陣打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于耗材便宜，且可以打印連續(xù)紙，缺點(diǎn)是速度慢，噪音大，，打印質(zhì)量不高，且不適合打印圖形。②噴墨打印機(jī)近年來，噴墨打印機(jī)的制造技術(shù)有了很大突破，它的打印速度比點(diǎn)陣打印機(jī)快，打印質(zhì)量比點(diǎn)陣打印機(jī)好，噪音也遠(yuǎn)比點(diǎn)陣打印機(jī)小，因此在很多場合下，用戶喜歡使用它。噴墨打印機(jī)是通過噴墨管將墨水噴射到普通打印紙上而實(shí)現(xiàn)字符或圖形的輸出。高分辨率的彩色打印需要高質(zhì)量的專用打印紙。但噴墨打印機(jī)的價(jià)格要比點(diǎn)陣打印機(jī)高，并且，專用打印紙與專用墨水的消耗使噴墨打印機(jī)的日常費(fèi)用也比較高。③激光打印機(jī)激光打印機(jī)屬于非擊打式的頁式打印機(jī)，無噪聲、分辨率高，打印速度也遠(yuǎn)高于點(diǎn)陣打印機(jī)，因此，它越來越受到用戶的歡迎。激光打印機(jī)的工作原理比點(diǎn)陣打印機(jī)要復(fù)雜得多，其結(jié)構(gòu)也復(fù)雜得多，它集合了光、機(jī)、電等技術(shù)。高速激光打印機(jī)的打印速度可達(dá)到20000行/分，低速激光打印機(jī)的打印速度為500-700行/分。激光打印機(jī)的分辨率一般在4-12點(diǎn)/毫米。由于激光打印機(jī)打印出的字符或圖形質(zhì)量很高，因此，對于需要打印正式公文與圖表的用戶，是一種最好的選擇。(3)其它一些輸出設(shè)備①聲卡和音響。聲卡和音響是計(jì)算機(jī)的聲音輸出設(shè)備。聲卡是插在計(jì)算機(jī)主板上的一塊電路卡，其作用是將計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)的數(shù)字化聲音轉(zhuǎn)換成模擬信號輸出給音箱。②繪圖儀。繪圖儀是將計(jì)算機(jī)的輸出信息繪制成圖形的輸出設(shè)備。一般可分為兩類，即筆式繪圖儀和非筆式繪圖儀。除上述輸入輸出設(shè)備外，還有光筆、條形碼技術(shù)等，特別是多媒體計(jì)算機(jī)發(fā)展發(fā)展起來以后，各種方式的輸入輸出設(shè)備必將進(jìn)一步得到發(fā)展。6.USB與移動(dòng)存儲(chǔ)器

USB是英文UniversalSerialBus的縮寫，中文含義是“通用串行總線”。它是一種應(yīng)用在PC領(lǐng)域的新型接口技術(shù)。這幾年，隨著大量支持USB的個(gè)人電腦的普及，USB逐步成為PC機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口已經(jīng)是大勢所趨。在主機(jī)(host)端，最新推出的PC機(jī)幾乎100%支持USB；而在外設(shè)(device)端，使用USB接口的設(shè)備也與日俱增，例如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀、游戲桿、磁帶和軟驅(qū)、圖像設(shè)備、打印機(jī)、鍵盤、鼠標(biāo)等等常見的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備都是機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)設(shè)備，如內(nèi)存和硬盤等。隨著信息技術(shù)在人類社會(huì)生活各個(gè)方面的逐漸普及，不少個(gè)人和集體都采用數(shù)字化手段來管理數(shù)據(jù)信息，靈活便捷的信息交換就成了現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的迫切需求。移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備在這種社會(huì)需求中應(yīng)運(yùn)而生。目前比較常見的移動(dòng)存儲(chǔ)器主要有以下幾種：①U盤是采用flashmemory(也稱閃存)存儲(chǔ)技術(shù)的USB設(shè)備。USB指“通用串行接口”，用第一個(gè)字母U命名，所以簡稱“U盤”。U盤（也稱優(yōu)盤、閃盤）是一種可移動(dòng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)工具，具有容量大、讀寫速度快、體積小、攜帶方便等特點(diǎn)。只要插入任何計(jì)算機(jī)的USB接口都可以使用。U盤最高可達(dá)2G的存儲(chǔ)容量，相當(dāng)于數(shù)百片1.44MB軟盤的容量。它還具備了防磁、防震、防潮的諸多特性，明顯增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性。U盤的性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸高速高效；較強(qiáng)的抗震性能可使數(shù)據(jù)傳輸不受干擾。而且價(jià)格適中，容量和速度也遠(yuǎn)勝于軟驅(qū)，已成為軟盤的替代品，現(xiàn)已被計(jì)算機(jī)用戶廣泛使用。②CF閃存卡(compactflashcard)

③微型記憶棒(memorystickduo)

④SD閃存卡（SecureDigital）

⑤XD閃存卡(xD-Picture)

⑥MMC閃存卡（MultiMediaCard）⑦微硬盤1.3.2計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)僅有硬件的計(jì)算機(jī)稱為“裸機(jī)”，它還不能工作，要使計(jì)算機(jī)解決各種實(shí)際問題，必須有軟件的支持。軟件包括計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種用途的程序及其有關(guān)的文檔資料。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在“裸機(jī)”的基礎(chǔ)上，通過一層層軟件的改造后，向用戶呈現(xiàn)出友好的使用界面和強(qiáng)大的功能。軟件分為兩大類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。1.系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件指用于管理計(jì)算機(jī)資源、分配和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)各部分工作、增強(qiáng)計(jì)算機(jī)功能的程序。包括操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)語言及其處理程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和實(shí)用實(shí)用程序。(1)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem,簡稱OS）是用于管理、操縱和維護(hù)計(jì)算機(jī)使其正常高效運(yùn)行的軟件，它是計(jì)算機(jī)軟硬件資源的管理者和軟件系統(tǒng)的核心。從用戶的角度看操作系統(tǒng)是用戶與計(jì)算機(jī)之間的軟接口，任何其他程序只有通過操作系統(tǒng)獲得必要的資源后才能運(yùn)行，因此計(jì)算機(jī)在啟動(dòng)時(shí)，必須首先將操作系統(tǒng)調(diào)入內(nèi)存，由它去控制和管理在系統(tǒng)中運(yùn)行的其他程序。微型機(jī)上常用的操作系統(tǒng)有OS/2、UNIX、Windows98、Windows2000、WindowsXP和WIndowsNT等等。(2)計(jì)算機(jī)語言及其處理程序

①計(jì)算機(jī)語言要使計(jì)算機(jī)能按人的意圖工作就必須使計(jì)算機(jī)接受人向它發(fā)出的命令和信息。計(jì)算機(jī)并不懂得人類的語言（無論是中文還是英文），人機(jī)對話、進(jìn)行信息交換所使用的語言是計(jì)算機(jī)語言。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)語言也不斷從低級向高級發(fā)展，其發(fā)展過程可分為三代:機(jī)器語言、匯編語言和高級語言。第一代語言──機(jī)器語言又稱二進(jìn)制代碼語言，其指令是由一串0和1組成的代碼，計(jì)算機(jī)“一看就懂”，能直接識別和執(zhí)行，不需要任何翻譯。機(jī)器語言是一種面向機(jī)器的語言，其優(yōu)點(diǎn)是占內(nèi)存少、執(zhí)行速度快。缺點(diǎn)是：通用性差，隨機(jī)而異，不同的機(jī)器由于邏輯線路不同而有不同的指令系統(tǒng)；編程難，機(jī)器語言與人們習(xí)慣用的語言差別太大，難學(xué)、難寫、難記；直觀性差，全是0和1的數(shù)字，非常容易出錯(cuò)。第二代語言──匯編語言是用能反映指令功能的助記符來表示機(jī)器指令的符號語言。相對于機(jī)器語言，匯編語言易學(xué)易寫易記，但用其編寫的程序計(jì)算機(jī)不能直接接受，還必須把編好的程序逐條翻譯成機(jī)器語言程序，這一翻譯加工過程稱為匯編，是由機(jī)器按匯編程序自動(dòng)完成的。用匯編語言編出的程序稱匯編語言源程序，用機(jī)器內(nèi)事先裝好的匯編程序（翻譯程序）把匯編語言程序翻譯成機(jī)器語言目標(biāo)程序。匯編語言仍然末擺脫語言對機(jī)器的依附，通用性差，因此從20世紀(jì)50年代起提出了第三代語言──高級語言。高級語言比較接近于人們習(xí)慣使用的自然語言和數(shù)學(xué)語言，程序簡短易讀，便于維護(hù)，同時(shí)不依賴于具體計(jì)算機(jī)，通用性強(qiáng)。目前使用的高級語言很多，比較常用的有：C語言、Java語言、VB、VC++、VFP語言等。②語言處理程序用高級語言編寫的程序計(jì)算機(jī)不能直接接受和執(zhí)行，必須要經(jīng)過翻譯。即將高級語言寫的程序（稱為“源程序”）翻譯成機(jī)器語言程序（稱為“目標(biāo)程序”），然后再讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行。這種翻譯過程一般有兩種方式：編譯方式和解釋方式。編譯方式相當(dāng)于“筆譯”，是將高級語言編寫的源程序整個(gè)地翻譯成機(jī)器語言表示的目標(biāo)程序，然后再執(zhí)行該目標(biāo)程序，得到計(jì)算結(jié)果。一般來說，編譯方式執(zhí)行速度快，但占用內(nèi)存多。解釋方式相當(dāng)于口譯，是用專門的解釋程序?qū)⒏呒壵Z言編寫的源程序逐句地翻譯成機(jī)器語言表示的目標(biāo)程序，譯出一句立即執(zhí)行，即邊解釋邊執(zhí)行。解釋程序靈活，便于查找錯(cuò)誤，占用內(nèi)存少，但效率低，速度慢。(3)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中占很大比例，對于大量的數(shù)據(jù)如何存儲(chǔ)、利用和管理，如何使多個(gè)用戶共享同一數(shù)據(jù)資源，是數(shù)據(jù)處理中必須解決的問題。為此20世紀(jì)60年代末產(chǎn)生了數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DataBaseManagerSystem，簡稱DBMS），20世紀(jì)80年代隨著微機(jī)計(jì)算機(jī)的普及，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)得到了廣泛的應(yīng)用，近年來用戶比較熟悉的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有VirtualFoxpro6.0、SQLServer2000、Oracle、SyBASE等。(4)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)將分布在不同地理位置的多個(gè)獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用通信線路連接起來，實(shí)現(xiàn)互相通信、資源共享。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成為：網(wǎng)絡(luò)硬件、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、傳輸控制協(xié)議以及網(wǎng)絡(luò)軟件。網(wǎng)絡(luò)軟件主要指的是網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)除了具有普通操作系統(tǒng)的功能外，還應(yīng)增加網(wǎng)絡(luò)管理模塊，其主要功能是支持計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)、計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)之間的通信，提供各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，保證實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上的資源共享與信息通信。當(dāng)前流行的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)大體有基于TCP/IP協(xié)議的UNIX操作系統(tǒng)、NovellNetware系統(tǒng)、MicrosoftWindowsNT以及IBMOS/2等。(5)實(shí)用程序?qū)嵱贸绦蚴且恍┕ぞ咝缘姆?wù)程序，便于用戶對計(jì)算機(jī)的使用和維護(hù)。主要的實(shí)用程序有編輯程序、連接裝配程序、打印管理程序、測試程序、診斷程序等。2.應(yīng)用軟件為解決各類實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的程序稱為應(yīng)用軟件。例如工資管理程序、圖書資料檢索程序、辦公自動(dòng)化軟件或醫(yī)療診斷系統(tǒng)都屬于應(yīng)用軟件。應(yīng)用軟件可以由用戶自己開發(fā)，也可在市場上購買。市售的應(yīng)用軟件一般有以下幾種形式：(1)程序庫（Programlibrary）主要用于數(shù)值計(jì)算和統(tǒng)計(jì)分析。1970年在美國開發(fā)的國際數(shù)學(xué)和統(tǒng)計(jì)軟件庫（簡稱IMSL），是在大型主機(jī)IBM360、370上使用的一個(gè)程序庫，包括500多個(gè)FORTRAN程序，近19萬條語句，擁有1700余個(gè)用戶。美國斯坦福大學(xué)等開發(fā)的社會(huì)科學(xué)統(tǒng)計(jì)程序包（SPSS）和北卡羅那州開發(fā)的統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)（SAS），也是統(tǒng)計(jì)領(lǐng)域使用的著名程序庫。(2)軟件包（softwarePackage）軟件包是針對某種應(yīng)用而設(shè)計(jì)的應(yīng)用程序，通常由一組標(biāo)準(zhǔn)化的模塊組成，在大、小、微機(jī)上都有適用的軟件包產(chǎn)品。這類產(chǎn)品的覆蓋面很寬，其中尤以用于行政管理、會(huì)計(jì)、銀行和數(shù)據(jù)處理的產(chǎn)品居多。國內(nèi)用戶十分熟悉的金山WPS文字處理軟件，就是在我國流行甚廣的一種PC機(jī)軟件包。專家系統(tǒng)可以看作一類特殊的軟件包，其特點(diǎn)是能夠模擬專家的智能。(3)套裝軟件（groupsoftware）近10多年來，不少公司紛紛推出適用于PC機(jī)的套裝應(yīng)用軟件。以微軟公司的MicrosoftOffice2000為例，它在一組辦公軟件中包括了Word（文字處理）、Excel（表格處理）、Access（數(shù)據(jù)庫）和PowerPoint（圖形演示）等多個(gè)具有不同功能的程序。這類軟件的特點(diǎn)是各個(gè)組成程序可在運(yùn)行中方便地互切換，共享數(shù)據(jù)，從而達(dá)到操作連貫、功能互補(bǔ)的目的。1.3.3微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

1.微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)

在微機(jī)中，人們通常把內(nèi)存儲(chǔ)器、運(yùn)算器和控制器合稱為主機(jī)，而把運(yùn)算器、控制器做在一個(gè)大規(guī)模集成電路塊上稱為中央處理器CPU（CentralProcessingUnit），也可以說主機(jī)是由CPU與內(nèi)存儲(chǔ)器組成的，而主機(jī)以外的裝置稱為外部設(shè)備，外部設(shè)置包括輸入/輸出設(shè)備、外存儲(chǔ)器等。主機(jī)再加上輸入/輸出設(shè)備及其接口電路，才構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)，如圖1-11所示。下面分別介紹微機(jī)中的一些硬件設(shè)備。圖1-11微型計(jì)算機(jī)(1)主機(jī)箱機(jī)箱是主機(jī)的外殼，從外觀上分為臥式和立式兩種。目前市場上的微機(jī)，在主機(jī)箱的正面都有配置了一個(gè)CD-ROM或DVD光盤驅(qū)動(dòng)器。在主機(jī)箱的背面配有電源插座，用來給主機(jī)及其他的外部設(shè)備提供電源。一般的微機(jī)都有一個(gè)并行口和兩個(gè)串行接口，并行接口用于連接打印機(jī)，串行接口用于連接鼠標(biāo)器、數(shù)字化儀等串行設(shè)備。另外，通常微機(jī)還配有一排擴(kuò)展卡插口，用來連接其他的外部設(shè)備。(2)微處理器主機(jī)中的中央處理單元（CPU）有時(shí)稱為微處理器（Microprocessor），它是整臺(tái)微機(jī)的核心，由運(yùn)算器和控制器兩部分組成；運(yùn)算器是微機(jī)的運(yùn)算部件；控制器是微機(jī)的指揮控制中心。隨著大規(guī)模集成電路的出現(xiàn)，微處理器的所有組成部分都集成在一塊半導(dǎo)體芯片上，目前廣泛使用的微處理器有：Intel公司的Pentium(奔騰)、PentiumPro(高強(qiáng)奔騰)、PentiumMMX（多能奔騰）、PentiumⅣ、AMD公司的AMDK5、AMDK6、AMDK7等。(3)內(nèi)存儲(chǔ)器（主存）內(nèi)存儲(chǔ)器是主機(jī)的主要組成部分。目前，內(nèi)存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體器件構(gòu)成，是微機(jī)的記憶中心，用來存放當(dāng)前計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需要的程序和數(shù)據(jù)。通常所說的內(nèi)存大小就是指RAM的大小，目前微機(jī)內(nèi)存的容量一般都在512MB-4GB之間。如圖所示。(4)主機(jī)上的一些其它設(shè)備①擴(kuò)展槽。主機(jī)箱的后部是一排擴(kuò)展槽，用戶可以在其中插上各種功能卡，有些功能卡是微機(jī)必備的，而有些功能卡則不是必需，用戶可以根據(jù)實(shí)際的需要進(jìn)行安裝。②CMOS電路。在微機(jī)的主板上配置一個(gè)CMOS電路，它的作用是記錄微機(jī)各項(xiàng)配置的重要信息。CMOS電路由充電電池維持，在微機(jī)關(guān)掉電源時(shí)電池仍能工作。每次開機(jī)時(shí)，微機(jī)系統(tǒng)首先按CMOS電路中記錄的參數(shù)檢查微機(jī)的各部件是否正常，并按照CMOS的指示對系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置。③其他接口。在主板上還存在其他一些接口，如：鍵盤接口、喇叭接口等。鍵盤接口用來連接鍵盤與主機(jī)。另外在主機(jī)箱內(nèi)有一個(gè)小喇叭，可以發(fā)出各種聲響不大的聲音。2.微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)

(1)字長。字長是指計(jì)算機(jī)能直接處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，這直接涉及到計(jì)算機(jī)的功能、用途和應(yīng)用范圍、領(lǐng)域，是計(jì)算機(jī)的一個(gè)重要技術(shù)性能指標(biāo)。

(2)運(yùn)算速度。運(yùn)算速度用每秒鐘能執(zhí)行多少條指令來表示，單位一般用MIPS（MillionInstructionsPerSecond:百萬條指令/秒）。目前的微型機(jī)的運(yùn)算速度一般可達(dá)到數(shù)百萬條指令/秒到幾千萬條指令/秒，大型機(jī)可達(dá)幾千萬條指令/秒；巨型機(jī)可達(dá)10-100億條指令/秒，最多可達(dá)萬億條指令/秒。

(3)內(nèi)存容量。內(nèi)存儲(chǔ)器中能存儲(chǔ)信息的總字節(jié)數(shù)稱內(nèi)存（一般指RAM）的容量。586PC機(jī)的內(nèi)存容量可達(dá)64MB、128MBPentiumⅣ機(jī)的內(nèi)存容量可達(dá)512MB至4GB。當(dāng)然，內(nèi)存容量越大PC機(jī)的性能越好，運(yùn)行速度越快。

(4)主時(shí)鐘頻率（簡稱主頻）。是指計(jì)算機(jī)CPU的工作時(shí)鐘頻率。主頻在很大程度上決定著計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度。主頻的單位是兆赫茲(MHz)?，F(xiàn)在的Intel和AMD的CPU都普遍超越了GHz的大關(guān)。所以現(xiàn)在的CPU主頻都以GHz為單位。

(5)存取周期。存儲(chǔ)器完成一次讀（?。┗?qū)懀ù妫┬畔⒉僮魉璧臅r(shí)間稱存儲(chǔ)器的存取（或訪問）時(shí)間。而連續(xù)完成讀（或?qū)懀┧璧淖疃虝r(shí)間間隔，稱存儲(chǔ)器的存取周期（或存儲(chǔ)周期）。微型計(jì)算機(jī)的內(nèi)存大都由大規(guī)模集成電路制成，其存取周期一般都很短，大約在幾ns到100ns。

(6)外部設(shè)備的配置。

(7)軟件配置。

(8)兼容性。

(9)可連接的網(wǎng)絡(luò)。

(10)綜合性能。計(jì)算機(jī)的綜合性能不僅與CPU、內(nèi)存與外存的配置等硬件有關(guān)，還與系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的配置情況有關(guān)。為了使測試結(jié)果能更接近于實(shí)際情況，常采用基準(zhǔn)程序測試法（Benchmark），即通過模擬用戶的實(shí)際負(fù)載，編制一組基準(zhǔn)測試程序來測試計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性能。Intel公司對PC的性能測試就包含了四個(gè)方面：辦公效率性能，多媒體運(yùn)算性能，3D/浮點(diǎn)性能和Internet性能，并推出ICMP(IntelComparableMicroprocessorPerformance)指數(shù)，作為綜合反映微處理器的性能指標(biāo)。例如，PⅡ/350和PⅢ/500的ICMP指數(shù)分別為1000和1650。1.4漢字信息處理技術(shù)1.4.1漢字輸入技術(shù)分類漢字信息處理的對象是漢字，而漢字與西方語言文字相比有很多不同之處，給漢字處理帶來了一些獨(dú)特的問題。英文只有26個(gè)字母，用它們可組合成所有單詞，最后組成文字。因此，計(jì)算機(jī)對西文進(jìn)行處理很容易。而在我國，要求計(jì)算機(jī)能象處理英文稿一樣處理漢字信息，能方便地輸入輸出漢字就比較困難。計(jì)算機(jī)文字信息處理首要問題是如何把漢字作為一種信息輸入到計(jì)算機(jī)中去，并讓計(jì)算機(jī)完成處理和分析并輸出結(jié)果。到目前為止，漢字輸入技術(shù)有三種類型。1.漢字編碼技術(shù)把漢字的“字形表示”存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)中，在漢字輸入過程中，對文字信息編碼，用戶從鍵盤輸入漢字的編碼，即可得到相應(yīng)的漢字。漢字輸入編碼的研究已從單純編碼研究過渡到在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用。目前已有幾百種漢字輸入編碼方案，通過評選，逐趨統(tǒng)一化和標(biāo)準(zhǔn)化。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，在計(jì)算機(jī)中實(shí)現(xiàn)的編碼方案有幾十種。目前漢字編碼的研究發(fā)展趨勢是：詞語輸入、智能取碼(指上、下文聯(lián)想取字，取詞)；適用不同類型的用戶，以字為基礎(chǔ)，詞為主導(dǎo)，音形結(jié)合，智能處理，具體來說有音碼、形碼和音形結(jié)合碼三種。2.語音的合成和識別用人工智能方式直接對文字或語音進(jìn)行識別輸入。其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對自然語音的正確識別和準(zhǔn)確理解，最終實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)對話。3.手寫體和印刷體的字形識別通過掃描輸入和手寫輸入漢字的辦法實(shí)現(xiàn)漢字輸入。目前，市場已具有語音的合成與識別、印刷體和手寫體的識別的系統(tǒng)成品，例如漢王聽寫輸入系統(tǒng)、紫光筆等。1.4.2漢字編碼與國標(biāo)漢字操作系統(tǒng)對每個(gè)漢字規(guī)定輸入計(jì)算機(jī)的代碼──漢字的外部碼，鍵盤輸入漢字是輸入漢字的外部碼。計(jì)算機(jī)為了識別漢字，要把漢字的外部碼轉(zhuǎn)換成漢字的內(nèi)部碼，以便進(jìn)行存儲(chǔ)和處理。為了將漢字以點(diǎn)陣的形式輸出，還要將漢字的內(nèi)部碼轉(zhuǎn)換為漢字的字形碼，確定漢字的點(diǎn)陣。并且，在計(jì)算機(jī)和其它系統(tǒng)或設(shè)備需要信息、數(shù)據(jù)交流是時(shí)還必須采用交換碼。1.外部碼漢字主要是從鍵盤輸入，每個(gè)漢字對應(yīng)一個(gè)外部碼。外部碼也叫漢字輸入編碼，如：拼音、拼形、音形結(jié)合、形音結(jié)合、整字編碼等等。為了建立友好的用戶界面，輸入碼的規(guī)則必須簡單清晰、直觀易學(xué)、容易記憶、操作方便、碼位短、輸入速度快、重碼少，既符合初學(xué)者的學(xué)習(xí)，又能滿足專業(yè)輸入者的要求，便于盲打。漢字的輸入方法不同，同一個(gè)漢字的外碼可能不一樣。2.區(qū)位碼和國標(biāo)碼在GB2312-80國標(biāo)中，規(guī)定了682個(gè)中文標(biāo)點(diǎn)符號、常用圖形符號、阿拉伯?dāng)?shù)碼符號、常用運(yùn)算符號、羅馬數(shù)字符號、標(biāo)題數(shù)碼符號、漢字制表符號和英文、日文、俄文、西臘文的大小寫字母等，還規(guī)定了6763個(gè)漢字?？偣?445個(gè)符號和漢字，擺放在94×94列的一張表中的87行×94列的區(qū)域內(nèi)。也就是在常用區(qū)位碼表（GB5007-85圖形字符代碼表）中看到的情形。

6763個(gè)常用漢字，根據(jù)其使用的頻繁程度又分為兩個(gè)等級：一級漢字使用頻度最高，按拼音字母順序排列，共有3755個(gè)漢字，覆蓋了文書文件中常用漢字字?jǐn)?shù)的99%；二級漢字使用頻度次之，稱之次常用漢字，按部首排列，共有3008個(gè)漢字。一、二級漢字合計(jì)覆蓋了文書文件常用漢字字?jǐn)?shù)的99.9%。在GB2312-80標(biāo)準(zhǔn)中，每個(gè)字符都賦予了兩種數(shù)字代碼。一種是四位十進(jìn)制的區(qū)位碼，其中高二位是某字符所在的區(qū)號，低二位是該字符在區(qū)中的位置號。