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文檔簡介
計算機文化基礎計算機基礎知識計算機概述計算機中的數(shù)據(jù)表示微機組成計算機安全技術章標題什么是計算機?
計算機也稱電腦,是一種具有快速運算、邏輯判斷和巨大記憶功能的電子設備,是一種能夠按照指令對各種數(shù)據(jù)和信息進行自動加工和處理的機器。簡言之,計算機是一種自動化的、高效率的信息處理工具。1、第一臺計算機:1946年2月,正式交付使用的、由美國賓夕法尼亞大學研制的ENIAC(ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator即電子積分計算機)標志著第一代電子計算機的誕生。它是為了解決新武器彈道問題中的許多復雜計算而研制的。它采用電子管作為計算機的基本元件,由18000多個電子管,1500多個繼電器,10000多只電容器和7000多只電阻構成,占地170m2,重量30噸,每小時耗電30萬千瓦,是一個龐然大物,每秒能進行5000次加法運算。由于它使用電子器件來代替機械齒輪或電動機械進行運算,并且能在運算過程中不斷進行判斷,作出選擇,過去需要100多名工程師花費1年才能解決的計算問題,它只需要2個小時就能給出答案。1.1計算機概述
一、電子計算機的發(fā)展
工作中的ENIAC最早的計算機2、計算機的發(fā)展階段根據(jù)計算機所采用的物理器件,主要是使用的微處理器檔次,一般把電子計算機的發(fā)展分成幾個時期,也稱為幾代,分別代表了時間順序發(fā)展過程。第一代,1946~1958,電子管第二代,1958~1964,晶體管第三代,1964~1970,集成電路第四代,1971至今,大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路微機的五個發(fā)展階段:二、計算機的分類及特點按功能和用途:通用計算機(GeneralPurposeComputer)專用計算機(SpecialPurposeComputer)二、計算機的分類及特點數(shù)字計算機(DigitalComputer)模擬計算機(AnologComputer)混合計算機(HybridComputer)按工作原理:二、計算機的分類按性能和規(guī)模:巨型計算機大型計算機中型計算機小型計算機微型計算機(Microcomputer)單片機(ComputerOn-Slice)微機的種類1.微型機的生產廠家及其型號
IBM-PC及其兼容機
Apple-Macintosh系列
IBM公司的PS/2系列兼容機:指能運行著名計算機廠家生產的計算機上的軟件,而又不是這些廠家生產的計算機。三、計算機的特點1、運算速度快2、計算精度高3、存儲容量大4、具有邏輯判斷功能5、通用性強四、計算機的應用領域1科學計算2信息處理(MIS、MRP、EDI)3自動控制4計算機輔助系統(tǒng):CAD、CAM、CAI、CAT5模式識別與智能系統(tǒng)1.2計算機中常用的計數(shù)制進位計數(shù)制數(shù)在計算機中是以器件的物理狀態(tài)來表示的。一個具有兩種不同穩(wěn)定狀態(tài)且能相互轉換的器件,就可以用來表示一位二進制數(shù)。因此,在計算機內使用二進制數(shù)既簡單又可靠。所謂進位計數(shù)制是指按進位的原則進行計數(shù)。進位計數(shù)制在采用進位計數(shù)制得數(shù)值系統(tǒng)中,如果用R個基本符號(如0、1、2……、r-1)表示數(shù)值,則稱其為r進制(Radix-rNumberSystem),r稱為該數(shù)制的基(Radix)。二進制十進制八進制十六進制進位計數(shù)制進位計數(shù)制有兩個特點采用位權表示法。處在不同位置上的數(shù)字所代表的值不同,一個數(shù)字在某個固定位置上所代表的值是確定的,這個固定位上的值稱為位權。位權與基數(shù)的關系是,各進位制中位權的值恰好是基數(shù)的若干次冪逢N進一。N是指進位計數(shù)制表示一位所需要的符號數(shù)目,稱為基數(shù)。例如十進制數(shù)是由0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個數(shù)字符號組成,基數(shù)為10,逢十進一。二進制數(shù)由0、1兩個數(shù)字符號組成,基數(shù)為2,逢二進一。進位計數(shù)制因此,任何一種數(shù)制表示的數(shù)都可以寫成按位權展開的多項式之和一般而言,對于任意的R進制數(shù)an-1an-2…a1a0a-1…a-m(其中n為整數(shù)位數(shù),m為小數(shù)位數(shù))可以表示為以下多項式之和:an-1×Rn-1+an-2×Rn-2+…+a1×R1+a0×R0+a-1×R-1+…+a-m×R-m(其中R為基數(shù))幾種常用的進位計數(shù)制常用到的數(shù)制有:二進制、八進制、十進制、十六進制。在幾種數(shù)制混合使用的場合,通常我們在數(shù)字后面加上字母B表示一個二進制數(shù),以字母O表示八進制,以字母D或不加任何字母來表示十進制數(shù),以字母H表示十六進制?!ば枰?、1、2、…、9共十個基數(shù)碼表示·遵循“逢十進一”的進位計數(shù)規(guī)則·基數(shù)是十,各位上的權均是10的某次冪,即小數(shù)點往左第一位的權是10**0,第二位是10**1;小數(shù)點右邊第一位的權是10**(-1),第二位的權是10**(-2)等十進制(Decimal)例:寫出一個十進制數(shù)的按權展開式780.43=7*10**2+8*10**1+0*10**0+3*10**(-2)·需要0、1兩個基數(shù)碼表示·遵循“逢二進一”的進位計數(shù)規(guī)則·基數(shù)是二,各位上的權均是二的某次冪,即小數(shù)點往左第一位的權是2**0,第二位是2**1;小數(shù)點右邊第一位的權是2**(-1),第二位的權是2**(-2)等二進制(Binary)例:寫出一個二進制數(shù)的按權展開式(11011.101)2=(1*2**4+1*2**3+0*2**2+1*2**1+1*2**0+1*2**(-1)+0*2**(-2)+1*2**(-3))10=(27.625)10·需要0、1、…、7共八個基數(shù)碼表示·遵循“逢八進一”的進位計數(shù)規(guī)則·基數(shù)是八,各位上的權均是八的某次冪,即小數(shù)點往左第一位的權是8**0,第二位是8**1;小數(shù)點右邊第一位的權是8**(-1),第二位的權是8**(-2)等八進制(Octal)例:寫出一個八進制數(shù)的按權展開式(327.13)8=(3*8**2+2*8**1+7*8**0+1*8**(-1)+3*8**(-2))10=(215.171875)10·需要0、1、…、9、A、B、C、D、E、F共十六個基數(shù)碼表示·遵循“逢十六進一”的進位計數(shù)規(guī)則·基數(shù)是十六,各位上的權均是十六的某次冪,即小數(shù)點往左第一位的權是16**0,第二位是16**1;小數(shù)點右邊第一位的權是16**(-1),第二位的權是16**(-2)等十六進制(Hexadecimal)例:寫出一個十六進制數(shù)的按權展開式(3AB.11)16=(3*16**2+A*16**1+B*16**0+1*16**(-1)+1*16**(-2))16=(939.0664)10四種進制對照表
R進制向十進制的轉換轉換規(guī)則:按權展開的多項式之和例一:(101011)B=1×25+0×24+1×23+
0×22+1×21+1×20=43例二:(370)O=3×82+7×81+0×80=248例三:(20CF)H=2×163+0×162+12×161
+15×160=4303例四:(4B.A)H=4×161
+B×160+A×16-1=75.625十進制數(shù)轉換為R進制數(shù)的轉換規(guī)則對整數(shù)部分:除以R取余法。即整數(shù)部分不斷除以R取余數(shù),直到商為0為止,最先得到的余數(shù)為最低位,最后得到的余數(shù)為最高位。對小數(shù)部分:乘R取整法。即小數(shù)部分不斷乘以R取整數(shù),直到小數(shù)為0或達到有效精度為止,最先得到的整數(shù)為最高位(最靠近小數(shù)點),最后得到的整數(shù)為最低位十進制向二進制的轉換將十進制數(shù)轉換為二進制數(shù),需要將整數(shù)部分和小數(shù)部分分開,將十進制整數(shù)轉化為二進制整數(shù),十進制小數(shù)轉換為二進制小數(shù),然后將二進制整數(shù)和小數(shù)拼接起來,形成最終轉換結果。整數(shù)部分,方法:除2取余,倒排操作:
225余數(shù)2121最低位260
2
3021101最高位結果:(25)D=(11001)B十進制向二進制的轉換小數(shù)部分
,方法:乘2取整,順排操作:0.625
2
1.2501小數(shù)的高位
2
0.5000
2
1.0001小數(shù)的低位結果:(0.625)D=(0.101)B二進制數(shù)轉換為八、十六進制數(shù)將二進制數(shù)以小數(shù)點為中心分別向兩邊分組,轉換成八(或十六)進制數(shù)。每3(或4)位為一組,整數(shù)部分向左分組,不足位數(shù)左補0。小數(shù)部分向右分組,不足部分右邊加0補足,然后將每組二進制數(shù)轉化成八(或十六)進制數(shù)即可。
二進制數(shù)轉換為八、十六進制數(shù)例:將二進制數(shù)(11101110.00101011)2轉換成八、十六進制數(shù)
(011
101
110.001
010
110)2=(356.126)8356.126(1110
1110.00101011)2=(EE.3B)16EE.3B
八、十六進制數(shù)轉換為二進制數(shù)將每位八(十六)進制數(shù)轉換為二進制數(shù)
例
(714.431)8=(111
001
100.100
011
001)2714.431(43B.E5)16=(010000111011.11100101)243B.E5
整數(shù)前的高位零和小數(shù)后的低位零可取消
練習(11001110101.101101)B=(?)O(F3.A1)H=(?)O(11001110101.101101)B=(3165.55)O(F3.A1)H=(11110011.10100001)B=(363.241)O各種進制轉換中,最為重要的是二進制與十進制之間的轉換計算,以及八、十六進制與二進制的直接對應轉換。數(shù)據(jù)(
data)是表征客觀事物的、可以被記錄的、能夠被識別的各種符號,包括字符、符號、表格、聲音和圖形、圖像等。簡而言之,一切可以被計算機加工、處理的對象都可以被稱之為數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)可在物理介質上記錄或傳輸,并通過外圍設備被計算機接收,經(jīng)過處理而得到結果。
數(shù)據(jù)的兩種形式:人讀數(shù)據(jù) 機讀數(shù)據(jù)
計算機中數(shù)據(jù)的表示
人讀數(shù)據(jù):為人類可讀形式的數(shù)據(jù)。因為數(shù)據(jù)首先是由人類進行收集、整理、組織和使用的,這就形成了人類獨有的語言、文字以及圖像。例如圖書資料、音像制品等,都是特定的人群才能理解的數(shù)據(jù)。
機讀數(shù)據(jù):為機器可讀形式的數(shù)據(jù)。如印刷在物品上的條形碼、錄制在磁帶、磁盤、光盤上的數(shù)碼、穿在紙帶和卡片上的各種孔等,都是通過特制的輸入設備將這些信息傳輸給計算機處理,它們都屬于機器可讀數(shù)據(jù)。顯然,機器可讀數(shù)據(jù)使用了二進制數(shù)據(jù)的形式。
數(shù)據(jù)的兩種形式數(shù)據(jù)是各種可以識別的符號,它通過各種組合來表達客觀世界中的各種信息這些信息要能夠被計算機識別和處理,必須轉換成二進制編碼形式,即用一系列的0與1來表示各種信息。我們稱這個過程為信息數(shù)字化。信息數(shù)字化計算機為什么使用二進制?l可行性采用二進制,只有0和1兩個狀態(tài),需要表示0、1兩種狀態(tài)的電子器件很多,如開關的接通和斷開,晶體管的導通和截止、磁元件的正負剩磁、電位電平的低與高等都可表示0、1兩個數(shù)碼。使用二進制,電子器件具有實現(xiàn)的可行性。l簡易性二進制數(shù)的運算法則少,運算簡單,使計算機運算器的硬件結構大大簡化(十進制的乘法九九口訣表55條公式,而二進制乘法只有4條規(guī)則)。l邏輯性由于二進制0和1正好和邏輯代數(shù)的假(false)和真(true)相對應,有邏輯代數(shù)的理論基礎,用二進制表示二值邏輯很自然。計算機中數(shù)據(jù)的單位:數(shù)字化信息的計量1、位(bit):計算機中最小的數(shù)據(jù)單位。是二進制的一個數(shù)位,簡稱為位(英文名稱為bit,讀音為比特)。計算機中最直接、最基本的操作就是對二進制位的操作。2.字節(jié)(Byte):
字節(jié)是計算機中用來表示存儲空間大小的最基本的容量單位。1個字節(jié)由8個二進制數(shù)位組成。可用千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)以及十億字節(jié)(GB)等表示存儲容量。3.字和字長:字是指CPU同時處理的二進制數(shù)位數(shù)的能力,能同時處理8位二進制數(shù)數(shù)據(jù)的CPU叫8位CPU,類推,能同時處理64位二進制數(shù)數(shù)據(jù)的CPU叫64位CPU,其一個字就是64二進制數(shù)。字長是CPU一個字的位數(shù)。64位CPU的一個字的長度即字長就是64位。不同的CPU字長是不一樣的。字長的值越大,CPU一次運算能夠處理的數(shù)據(jù)量就越大,計算機的功能就越強。字節(jié)換算關系1B=8bits1KB=1024B=210B1KB=1024字節(jié)“K”的意思是“千”1MB=1024KB=210KB=220B=1024×1024B1MB=1024KB字節(jié)“M”讀“兆”1GB=1024MB=210MB=230B=1024×1024KB1GB=1024MB字節(jié)“G”讀“吉”1TB=1024GB=210GB=240B=1024×1024MB1TB=1024GB字節(jié)“T”讀“太”在計算機內部,數(shù)字和符號都用二進制碼表示,兩者合在一起構成數(shù)的機內表示形式,稱為機器數(shù),而它真正表示的數(shù)值稱為這個機器數(shù)的真值。 通常把一個數(shù)的最高位定義為符號位,用“0”表示正號,用“1”表示負號。
數(shù)值的表示-機器數(shù)字長:是寄存器的位數(shù),也是計算機一次能處理的二進制位數(shù)。字長一定,計算機所能表示的數(shù)的范圍也就確定了。溢出:若數(shù)值超出機器所能表示的范圍,計算機就會停止運算和處理。數(shù)值的表示-機器數(shù)問題:對八位字長的計算機,它所能表示的帶符號整數(shù)的范圍是多少?計算機中運算的數(shù),有整數(shù),也有小數(shù),如何確定小數(shù)點的位置呢? 通常有兩種約定:一種是規(guī)定小數(shù)點的位置固定不變,這時機器數(shù)稱為定點數(shù)。另一種是小數(shù)點的位置可以浮動的,這時的機器數(shù)稱為浮點數(shù)。
數(shù)值的表示-定點數(shù)和浮點數(shù)
數(shù)的定點表示是指數(shù)據(jù)字中的小數(shù)點的位置是固定不變的。小數(shù)點位置可以固定在符號位之后,這時,數(shù)據(jù)字就表示一個純小數(shù)。如果把小數(shù)點位置固定在數(shù)據(jù)字的最后,這時,數(shù)據(jù)字就表示一個純整數(shù)。數(shù)值的表示-定點數(shù)
假定機器字長為16位,符號位占1位,數(shù)值部分占15位,故下面機器數(shù)其等效的十進制數(shù)為:-2-15。
1000000000000001↑·\符號位↑小數(shù)點數(shù)值部分
下面機器數(shù)其等效的十進制數(shù)為+32767。
0111111111111111↑符號位↑·
數(shù)值部分↑小數(shù)點
純小數(shù)純整數(shù)浮點數(shù)與科學計數(shù)法相對應,可以表示包括整數(shù)和小數(shù)部分的實數(shù)。表達的數(shù)的范圍擴大了。數(shù)值的表示-浮點數(shù)計算機中的浮點表示包括兩個部分:一部分是階碼(表示指數(shù),記作E);另一部分是尾數(shù)(表示有效數(shù)字,記作M)。設任意一數(shù)N可以表示為:N=2EM。其中2為基數(shù),E為階碼,M為尾數(shù)。浮點數(shù)在機器中的表示方法如下:階符 E 數(shù)符 M
階碼部分·尾數(shù)部分(-3.5)10=(-11.1)2=-0.111X21?浮點數(shù)示例:
1000001010000111階符階碼數(shù)符尾數(shù)帶符號數(shù):原碼、反碼、補碼原碼是機器數(shù)的最簡單的表示。用高位0代表正號,高位1代表負號。數(shù)值部分一般用二進制形式表示。[+1]原=00000001
[-1]原=10000001[+127]原=01111111
[-127]原=11111111
原碼表示的整數(shù)范圍是:
-(2^(n-1)-1)~+(2^(n-1)-1)其中n為機器字長。
帶符號數(shù):原碼、反碼、補碼反碼:正數(shù)的反碼與其原碼相同,負數(shù)的反碼為其原碼除符號位以外的各位按位取反。X=+1011011
[X]原=01011011
[X]反=01011011Y=-1011011
[Y]原=11011011
[Y]反=10100100
[+1]反=00000001
[-1]反=11111110
[+127]反=01111111
[-127]反=10000000
反碼通常用作求補碼過程中的中間形式。
帶符號數(shù):原碼、反碼、補碼補碼:正數(shù)的補碼與其原碼相同,負數(shù)的補碼為其反碼在最低位加1。X=+1011011
[X]原=01011011
[X]補=01011011Y=-1011011
[Y]原=11011011
[Y]補=10100101
[+1]補=00000001
[-1]補=11111111
[+127]補=01111111
[-127]補=10000001
補碼表示的整數(shù)范圍是-2n-1~+(2n-1-1),其中n為機器字長。
帶符號數(shù):原碼、反碼、補碼只有在補碼表示法中,對零有唯一的表示形式:(+0)補=(-0)補=00000000(+0)原=00000000 (-0)原=10000000(+0)反=00000000 (-0)反=11111111字符的編碼數(shù)據(jù)要以規(guī)定好的二進制形式表示才能被計算機加以處理,這些規(guī)定的形式就是數(shù)據(jù)的編碼。
字符的編碼是指用一種統(tǒng)一的二進制碼來表示特定的字符集合。計算機中常用的字符有:十進制數(shù)字符號0-9,大小寫英文字母、各類標點和運算符號以及功能與控制符號等。在計算機中它們都被轉換成能被計算機識別的二進制編碼形式。ASCII編碼在西文領域,目前普遍采用的是ASCII碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange—美國標準信息交換碼)。ASCII碼雖然是美國國家標準,但它已被國際標準化組織(ISO)認定為國際標準。ASCII碼已為世界公認,并在世界范圍內通用。擴充ASCII碼采用一個字節(jié)(8位二進制數(shù))表示一個字符,編碼范圍:00000000-11111111,一共可表示256種字符和圖形負號。 用計算機處理字符實際上就是用計算機對字符編碼進行處理。ASCII編碼標準的ASCII碼是7位碼,用一個字節(jié)表示,最高位總是0,可以表示128個字符。前32個碼和最后一個碼通常是計算機系統(tǒng)專用的,代表一個不可見的控制字符。數(shù)字字符0到9的ASCII碼是連續(xù)的,從30H到39H(H表示是十六進制數(shù));大寫字母A到Z和小寫英文字母a到z的ASCII碼也是連續(xù)的,分別從41H到54H和從61H到74H。因此在知道一個字母或數(shù)字的編碼后,很容易推算出其它字母和數(shù)字的編碼。例如:大寫字母A,其ASCII碼為1000001,即ASC(A)=65
小寫字母a,其ASCII碼為1100001,即ASC(a)=97應當指出的是,34個控制碼不能被打印輸出,其余均為可印刷的字符ASCII編碼漢字的編碼對漢字進行編碼是為了計算機能夠識別和處理漢字。計算機處理漢字信息時,由于漢字具有特殊性,因此漢字的輸入、存貯、處理及輸出過程中所使用的漢字代碼不相同,其中,用于漢字輸入的輸入碼,用于機內存貯和處理的機內碼,用于輸出顯示和打印的字模點陣碼(或稱字形碼)。計算機處理漢字的過程輸入碼(外碼)交換碼(GB2312-80)機內碼(內碼)字型碼(字庫、或字模點陣碼)漢字的輸入碼(外碼)漢字的輸入碼是為用戶能夠利用西文鍵盤輸入漢字而設計的編碼,通常也被稱為漢字的外碼。編碼方案大致可以分為:數(shù)字編碼:電報、區(qū)位碼字音編碼:全拼碼、簡拼碼、雙拼碼字形編碼:五筆字型碼音形編碼:自然碼顯然,在不同的輸入方法中,同一個漢字的外碼不同。例:漢字“啊”,在區(qū)位碼輸入方式下,外碼為“1601”;在全拼輸入方式下,外碼為“a”。漢字的交換碼(國標碼)GB2312-80漢字的交換碼是指不同的具有漢字處理功能的計算機系統(tǒng)之間在交換漢字信息時所使用的代碼的標準。《信息交換用漢字編碼字符集·基本集》是我國于1980年制定的國家標準GB2312-80,代號為國標碼,是國家規(guī)定的用于漢字信息處理使用的代碼的依據(jù)。GB2312-80中規(guī)定了信息交換用的6763個漢字和682個非漢字圖形符號(包括幾種外文字母、數(shù)字和符號)的代碼。6763個漢字又按其使用頻度、組詞能力以及用途大小分成一級常用漢字3755個,二級常用漢字3008個。漢字的交換碼(國標碼)GB2312-80在此標準中,每個漢字(圖形符號)采用2個字節(jié)表示,每個字節(jié)只用低7位。由于低7位中有34種狀態(tài)是用于控制字符,因此,只用94(128-34=94)種狀態(tài)可用于漢字編碼。這樣,雙字節(jié)的低7位只能表示94×94=8836種狀態(tài)。此標準的漢字編碼表有94行、94列。其行號稱為區(qū)號,列號稱為位號。雙字節(jié)中,用高字節(jié)表示區(qū)號,低字節(jié)表示位號。非漢字圖形符號置于第1~11區(qū),一級漢字3755個置于第16~55區(qū),二級漢字3008個置于第56~87區(qū)。每個漢字對應一個國標碼和一個區(qū)位碼每個漢字都對應一個國標碼和一個區(qū)位碼。國標碼是一個四位十六進制數(shù),區(qū)位碼是一個四位十進制數(shù)。前一字節(jié)表示區(qū)碼,后一字節(jié)表示位碼,區(qū)碼和位碼各用兩位十進制數(shù)表示,區(qū)的序號和行的序號都是從1-94。如漢字的“啊”的區(qū)位碼表示成“1601”。有了統(tǒng)一的國標碼,不同系統(tǒng)之間的漢字信息就可以相互轉換了。區(qū)位碼的排列規(guī)則1區(qū):各類符號2區(qū):各類數(shù)字3區(qū):鍵盤上的各種符號4、5區(qū):日文字母6區(qū):希臘字母7區(qū):俄文字母8區(qū):拼音聲調及拼音字母名稱9區(qū):制表符號10-15區(qū):暫未用16-55區(qū):一級常用漢字(按拼音順序排列)56-87區(qū):二級常用漢字(按部首順序排列)漢字的內碼漢字的內碼是供計算機系統(tǒng)內部進行存儲、加工處理、傳輸統(tǒng)一使用的代碼,又稱為漢字內部碼或漢字機內碼。目前使用最廣泛的一種為兩個字節(jié)的內碼,俗稱變形的國標碼。這種格式的內碼是將國標GB2312-80交換碼的兩個字節(jié)的最高位分別置為1而得到的。其最大優(yōu)點是內碼表示簡單,且與交換碼之間有明顯的對應關系,同時也解決了中西文機內碼存在二義性的問題,也即英文字符的機內碼是最高位為0的8位ASCII碼,而漢字字符的機內碼的兩個字節(jié)的最高位都為1。漢字內碼與國標碼的區(qū)別:國標碼用2個字節(jié)表示1個漢字,每個字節(jié)只用后7位,字節(jié)最高位補0。將國標碼兩字節(jié)的最高位置1,作為漢字內碼。漢字內碼與ASCII碼的區(qū)別:當字節(jié)最高位是0時,表示為ASCII碼,當字節(jié)最高位是1時,表示為漢字碼。漢字的內碼例:漢字區(qū)位碼國標碼內碼啊16013021B0A1水43144C2EDCB1保17033123B1A3UNICODEUnicode給每個字符提供了一個唯一的數(shù)字,不論是什么平臺,不論是什么程序,不論什么語言。Unicode標準的出現(xiàn)和支持它工具的存在,是近來全球軟件技術最重要的發(fā)展趨勢。
Unicode的最新版本中包括了中文簡體字、日文、韓文、阿拉伯等主要語系的文字。圖形數(shù)字化編碼圖形(Graphics):由繪圖軟件繪制出的由直線、曲線等組成胡畫面,以矢量圖形文件存儲。圖像(Image):由掃描儀、數(shù)碼相機等輸入的畫面,數(shù)字化后以點陣(位圖)形式存儲。圖形數(shù)字化編碼-點陣表示法像素(Pixels):一幅圖像可以看成由若干行、若干列的黑白或彩色的光點組成,每個光點叫做一個像素。點陣分辨率:用像素點陣描述圖象,其行列數(shù)的乘積稱為圖象的分辨率。圖像數(shù)字化:將每個像素點用若干個二進制位進行編碼,表示圖像顏色的過程。圖形數(shù)字化編碼-三種編碼方式黑白色(單色Mono):一個像素點只有黑白兩種顏色,一個二進制位可以表示一個像素圖形數(shù)字化編碼-三種編碼方式256色灰度:每個像素的顏色可以分成256種不同的灰度級別?;叶龋℅rayscale
):一個像素的灰度就是像素的亮度,即界于純黑和純白之間的各種情況。圖形數(shù)字化編碼-三種編碼方式真彩色(TrueColor
):用三個字節(jié)表示一個像素點的色彩,每個字節(jié)表示一個基色的強度,分成256個級別。
光學上的三原色任何顏色都可以由紅綠藍三個基色通過不同的強度混合而成。圖象文件的格式圖像文件通常以壓縮形式儲存以節(jié)省空間。圖像文件除了各個像素的數(shù)據(jù)之外,還必須儲存它的長寬所包含的像素數(shù)、色彩模式及壓縮的方式等才能夠將其還原。常用的有BMP,JPEG,GIF,AVI,MPEG等。
圖形數(shù)字化編碼-矢量表示法 矢量表示法依照圖象的幾何特性來描述圖形。采用這類方法表示圖形存儲量非常少,文件小。電腦屏幕是以點陣形式顯示圖象,因此不管是點陣表示得圖像還是矢量表示得圖像在屏幕上都是以像素的方式顯示。
漢字的字形碼
漢字字形碼是漢字字庫中存儲的漢字字形的數(shù)字化信息,用于漢字的顯示和打印。目前漢字字形的產生方式大多是數(shù)字式,即以點陣方式形成漢字。因此,漢字字形碼主要是指漢字字形點陣的代碼。
漢字字形點陣有16×16點陣、24×24點陣、32×32點陣、64×64點陣、96×96點陣、128×128點陣、256×256點陣等。一個漢字方塊中行數(shù)、列數(shù)分得越多,描繪的漢字也就越細微,但占用的存儲空間也就越多。漢字字形點陣中每個點的信息要用一位二進制碼來表示。對16×16點陣的字表碼,需要用32個字節(jié)(16×16÷8=32)表示;24×24點陣的字形碼需要用72個字節(jié)(24×24÷8=72)表示。漢字的字形碼
漢字字庫是漢字字形數(shù)字化后,以二進制文件形式存儲在存儲器中而形成的漢字字模庫。漢字字模庫亦稱漢字字形庫,簡稱漢字字庫。計算機中的信息編碼漢字點陣字模在輸出設備上輸出漢字圖形的數(shù)據(jù)陣列,筆畫經(jīng)過的位置的數(shù)字為1,否則為00000000010000000000000001000000000000000100000000000000010000010111111111111111101000000100000000000000010000000……計算機中的信息編碼漢字點陣字模分類簡易型(16x16),32B,顯示字體骨架普及型(24x24),72B,有筆鋒,可分字體提高型(32x32),128B,筆鋒清晰,字體齊全精密型(48x48),288B,能表示復雜字型1.3計算機系統(tǒng)的組成CPU:控制器、運算器、寄存器硬件軟件內存:RAM、ROM、CACHE外存:軟盤、硬盤、光盤輸入設備:鍵盤、鼠標、光筆等輸出設備:顯示器、打印機等系統(tǒng)軟件:Windows98/2000/XP等應用軟件:Word97、Excel97等計算機系統(tǒng)計算機的工作原理-術語解釋1.指令:指揮計算機完成特定操作的命令。2.程序:相關指令的有序集合。3.程序的執(zhí)行CPU不斷地取程序的指令,并執(zhí)行指令。4、程序的編寫編程語言:機器語言、匯編語言、高級語言(BASIC、C等)源程序目標程序可執(zhí)行程序現(xiàn)代計算機的基本工作原理由美籍匈牙利科學家馮.諾伊曼提出:·計算機的指令和數(shù)據(jù)均采用二進制表示;·由輸入設備、輸出設備、存儲器、運算器、控制器五個基本部件組成計算機的硬件系統(tǒng),在控制器的統(tǒng)一控制下,協(xié)調一致地完成由程序所描述的處理工作;
·由指令組成的程序和要處理的數(shù)據(jù)一起存放在存儲器中。機器一啟動,控制器按照程序中指令的邏輯順序,把指令從存儲器中讀出來,逐條執(zhí)行。
計算機的工作原理計算機工作原理數(shù)據(jù)存取:原始數(shù)據(jù)和程序通過輸入設備送入存儲器,在運算處理過程中,數(shù)據(jù)從存儲器讀入運算器進行運算,運算結果存入存儲器,必要時再經(jīng)輸出設備輸出。執(zhí)行指令:指令也以數(shù)據(jù)形式存于存儲器中,運算時指令由存儲器送入控制器,由控制器控制各部件的工作。計算機工作原理每一條指令的執(zhí)行過程如下:取指令:從存儲器某個指定地址取出要執(zhí)行的指令,將其送到控制器中的指令寄存器。分析指令:將指令寄存器中的指令送到指令譯碼器處理。執(zhí)行指令:根據(jù)譯碼結果,按時間順序向有關部件發(fā)出相應的控制信號,完成該指令規(guī)定的操作。為執(zhí)行下一條指令做準備:即自動形成下一條指令的地址。計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件(Hardware)指的是計算機系統(tǒng)中由電子、機械和光電元件組成的各種計算機部件和設備,其基本功能是接受計算機程序的控制來實現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入、運算、數(shù)據(jù)輸出等一系列操作。硬件系統(tǒng)的五個基本部分五大基本部件的功用運算器(ArithmeticLogicUnit):負責數(shù)據(jù)的算術運算和邏輯運算,即數(shù)據(jù)的加工處理??刂破鳎–ontralUnit):負責對程序規(guī)定的控制信息進行分析、控制并協(xié)調輸入、輸出操作或內存訪問。存儲器(Memory):是實現(xiàn)記憶功能的部件。負責存儲程序和數(shù)據(jù)。輸入設備(InputEquipment):負責把用戶的程序和數(shù)據(jù)輸入到計算機的存儲器中。輸出設備(OutputEquipment):負責從計算機中取出程序執(zhí)行結果或其它信息,供用戶查看。
微機硬件基本結構微機硬件基本結構微機硬件系統(tǒng)由中央處理器(CPU)、內存儲器、外存儲器、輸入輸出(I/O)設備、IO接口和系統(tǒng)總線組成。微機結構的主要特點是采用總線結構,這種結構特別適合計算機部件的模塊化生產和計算機靈活的配置。微機的構成微機的構成:顯示器,鍵盤,主機。主機=微處理器+內存(主機放在主機箱內)外部設備=外存儲器+輸入設備+輸出設備微處理器是微型化的CPUCPU=運算器+控制器中央處理器CPU
(CentralProcessingUnit)中央處理器簡稱CPU,是由運算器和控制器構成。
CPU檔次決定了微機的檔次。CPU的功能主要是按照程序給出的指令序列分析指令和執(zhí)行指令并完成對數(shù)據(jù)的加工處理。計算機所發(fā)生的全部動作都受CPU的控制。
CPU的性能指標字長:字長是指CPU可以一次并行處理的二進制的位數(shù)。字長的值越大,CPU一次運算能夠處理的數(shù)據(jù)量就越大,計算機的功能就越強。主頻和運算速度:主頻是指計算機的時鐘頻率,它在很大程度上決定了計算機的運算速度。一般時鐘頻率越高,運算速度就越快。主頻的單位是MHz。計算機執(zhí)行每條指令是通過若干步微操作來實現(xiàn)的,這些微操作是按時鐘周期的節(jié)拍來實執(zhí)行的。時鐘周期的微秒數(shù)反映了計算機的運算速度。通常用時鐘周期的倒數(shù)---時鐘頻率來表示CPU運算速度方面的性能。CPU的性能指標3.指令本身的處理能力:增強指令系統(tǒng)的功能芯片設計技術的提高。RISC(ReducedInstructionSetComputers)主板(Board)主板也稱為系統(tǒng)統(tǒng)板,是主機的核心部件。它除了包括CPU和它的外圍支持芯片外,還包括內存、BIOS/CMOS芯片、總線擴展槽及各種接口部件。
主板結構所謂主板結構就是根據(jù)主板上各元器件的布局排列方式,尺寸大小,形狀,所使用的電源規(guī)格等制定出的通用標準,所有主板廠商都必須遵循。主板結構分為AT、Baby-AT、ATX、MicroATX、LPX、NLX、FlexATX、EATX、WATX以及BTX等結構。目前主要流行的是INTEL公司的ATX結構。擴展槽擴展槽用于插接各種功能的板卡。ISA擴展槽:PCI擴展槽AGP擴展槽通用串行總線USB接口擴展槽-ISA擴展槽 ISA是IndustryStandardArchitecture(工業(yè)標準架構)的縮寫,是IBM公司為PC/AT電腦而制定的總線標準,只能支持16位的I/O設備。
擴展槽-PCI擴展槽 PCI是PeripheralComponentInterconnect(互連外圍設備)的縮寫,是Intel公司所發(fā)展出來的一種總線接口。
擴展槽-AGP擴展槽 AGP是AcceleratedGraphicsPort(圖形加速接口)的縮寫,是由Intel提出專為顯卡所設計的接口標準。通用串行總線USBUniversalSerialBus即插即用最大傳輸速率480MB/S系統(tǒng)總線(Bus)數(shù)據(jù)總線DB(DataBus):實現(xiàn)CPU、內存和I/O接口之間的數(shù)據(jù)交換。一般DB的寬度與CPU處理數(shù)據(jù)的字長相同,同時也是確定微機的“位數(shù)”的依據(jù)之一。地址總線AB(AddressBus):用于傳輸內存單元地址或輸入/輸出設備的接口地址信息。AB的寬度(二進制位數(shù))與CPU字長字長有關,它決定CPU可直接尋址的內存空間的大小??刂瓶偩€CB(ControlBus):用來傳送CPU發(fā)出和接受的各種控制信號。在CB上,有對存儲器、I/O接口的控制操作信號,也有發(fā)向CPU用于控制CPU狀態(tài)的信號,如中斷請求、復位等。總線(Bus)是計算機各部件之間傳送數(shù)據(jù)和控制信號的公共通道CPU內存儲器外存接口電路磁盤/光盤驅動器輸入/輸出接口電路輸入/輸出設備其它外設接口電路其它外設DBABCB返回計算機的總線結構
總線寬度對系統(tǒng)性能的影響地址總線(AB)的寬度(即條數(shù))決定了CPU的尋址能力。尋址能力是指CPU可直接訪問的最大內存地址空間。例:486的地址總線是32位,決定了它可直接訪問的最大內存空間為4GB(2**32B=4*2**30B=4G)存儲器存儲器的功能:計算機的記憶和存儲部件,用于存放數(shù)據(jù)、程序。存儲容量:每一個內存單元中存放一個字節(jié)的信息。內存容量就是指它所能包含的內存單元的數(shù)量,通常以字節(jié)為單位。內存直接和CPU及輸入輸出設備打交道。容量小,速度快,價格高。微機的內存通常采用半導體器件。外存間接和CPU聯(lián)系。存儲速度慢,存儲容量大,價格相對低。存儲器分類移動硬盤、閃存高速緩沖存儲器作用:為解決CPU與主存速度矛盾,使用高速緩沖存儲器CaChe。CaChe置于CPU與主存之間,以滿足CPU對內存高速訪問的要求。它可以直接做在CPU芯片里面,速度高出內存數(shù)倍,用來存放當前正在執(zhí)行的程序(段)或正在處理的數(shù)據(jù)。有了CaChe以后,CPU每次讀操作都先查找CaChe,如果找到,可以直接從Cache中高速讀出;如果不在CaChe中再由主存中讀出。RAM:隨機存取存儲器,是內存的主要組成部分。它可由CPU直接存儲,也可由用戶隨機存儲程序或數(shù)據(jù)。存放操作系統(tǒng)程序和用戶程序,可讀寫,斷電內容丟失,容量幾十~幾百MB。ROM:只讀存儲器,存放基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)。其存儲的信息是在制作該存儲器時就被寫入的。廠家在制造ROM時就將與啟動、操作機器有關的一些最基本的程序和數(shù)據(jù)一次性地寫入ROM中,包括開機自檢程序、磁盤引導程序、輸入輸出設備的基本驅動程序以及基本字符的圖形點陣數(shù)據(jù)等。通常,計算機的ROM容量在100-200K之間。內存儲器內存規(guī)格SDRAM:同步動態(tài)存儲器DRDRAM:(DirectRambusDRAM)DDR:(DoubledatarateSDRAM)外存儲器又叫輔助存儲器,只能和內存儲器進行信息交換,通過內存再與CPU或I/O設備交換信息。存放暫時不執(zhí)行的程序或處理的數(shù)據(jù),斷電內容不丟失軟盤(驅):3.5英寸,1.44MB;A:;寫保護。硬盤(驅):容量幾十MB~幾十200GB;
物理盤、邏輯盤C:、D:、E:光盤(驅):CD-ROM、CD-RW;650MB
一倍速150KB/s;52XU盤:FlashMemory移動硬盤:外存儲器容量=面數(shù)*磁道數(shù)*每道扇區(qū)數(shù)*扇區(qū)字節(jié)數(shù)
=2*80*18*512=1.44MB外存儲器之軟盤(FloppyDisk)每個同心圓稱為一個磁道。磁道從外向里順次編號,最外層稱為第0道。為了記錄信息方便把每一個磁道又分成幾個區(qū)段,稱為扇區(qū)。磁盤讀寫時以扇區(qū)為基本單位,每個扇區(qū)存放同樣數(shù)量的信息,為512個字節(jié)。盤片按可以記錄信息的表面,分有單面盤和雙面盤。只有一個表面能記錄信息的稱單面盤,兩個表面都能記錄信息的稱雙面盤。容量=2×80×15×512=1.44MB軟盤容量計算軟盤在使用前必須格式化,其作用就是劃分磁道和扇區(qū),指明扇區(qū)的位置、大小,并寫入地址標志。通常軟盤格式化后會產生引導區(qū)(BOOT)、文件分配表區(qū)(FAT)、文件目錄區(qū)(FDT)以及數(shù)據(jù)區(qū)等特定區(qū)域。磁盤的格式化(Format)硬磁盤是由若干個硬盤片組成的盤片組,一般被固定在計算機箱內。硬盤的存儲格式與軟盤類似,但硬盤的容量要大得多,存取信息的速度也快得多?,F(xiàn)在一般微型機上所配置的硬盤容量通常在幾百兆至200GB。硬盤在第一次使用時,也必須首先格式化。硬盤存儲量=柱面數(shù)*磁頭數(shù)*每面扇區(qū)數(shù)*扇區(qū)字節(jié)數(shù)外存儲器之硬盤(HardDisk)隨著多媒體技術的發(fā)展,光盤驅動器正成為微機的基本配置。光盤是一種利用激光束在盤片上記錄高密度信息的外存儲器。所有的光存儲器設備的工作都依賴于激光技術。激光是具有高度聚光性、高度可控制性的光束。當把信息存儲在光介質時,用激光來把應該記為邏輯“1”的地方燒穿,把應該記為邏輯“0”的地方留上空白。這種由電子控制的激光就可以把數(shù)據(jù)記載到盤上。光盤根據(jù)其制造材料和記錄信息的方式的不同一般分為三類:只讀光盤、一次性寫入光盤和可擦寫光盤。
外存儲器之光盤只讀光盤也稱CD-ROM(CompactDisk-ReadOnlyMemory),是生產廠家在制造時根據(jù)用戶要求將信息寫入到盤上,用戶不能抹掉,也不能寫入,只能通過光盤驅動器讀出盤中信息。計算機上用的CD-ROM有一個數(shù)據(jù)傳輸速率指標,稱為倍數(shù)。一倍速的數(shù)據(jù)傳輸速率是150Kbps,24倍速CD-ROM的數(shù)據(jù)傳輸速率是24×150Kbps=3.6MB/s。由于這種光盤具有ROM性質,因此又稱為CD-ROM。一次性寫入型光盤也稱CD-R(CompactDisk-Recordable),可以由用戶寫入信息,但只能寫一次,不能抹除和改寫(像PROM芯片一樣)。這種光盤的信息可多次讀出,讀出信息時使用只讀光盤用的驅動器即可。一次寫入型光盤的存儲容量一般為650MB。可擦寫光盤(CD-RW)用戶可自己寫入信息,也可對已記錄的信息進行抹除和改寫,就像使用磁盤—樣反復使用??刹翆懝獗P需插入特制的光盤驅動器進行讀寫操作,它的存儲容量一般在幾百MB至幾個GB之間。外存儲器之光盤容量大,16M-64G速度快,數(shù)據(jù)存儲方式:芯片上的集成電子線路性能可靠支持即插即用,使用方便體積小,便于攜帶外存儲器之U盤-FLUSHMEMORY 采用的是現(xiàn)有固定硬盤的最新技術,由驅動器和盤片兩部分組成。外存儲器之移動硬盤
計算機用以接收用戶的輸入鍵盤(Keyboard):101鍵、104鍵等鼠標(Mouse):光機式、光電式;雙鍵、三鍵觸摸屏掃描儀(Scanner)輸入設備(InputEquipment)輸入設備之鍵盤在鍵盤的內部有專門的控制電路,使每次按鍵觸發(fā)產生一個代表這個鍵的ASCII碼,并通過接口電路送到主機內部。輸入設備之鍵盤鍵盤的分區(qū)標準鍵盤的布局分四個區(qū)域,即主鍵盤區(qū)、副鍵盤區(qū)、光標控制鍵區(qū)和功能鍵區(qū)。主鍵盤區(qū)共有59個鍵,包括數(shù)字、符號鍵(22個)、字母鍵(26個)、控制鍵(11個)。副鍵盤區(qū)共用30個鍵,包括光標移動鍵(4個)、光標控制鍵(4個)、算術運算符鍵(4個)、數(shù)字鍵(10個)、編輯鍵(4個)、數(shù)字鎖定鍵、打印屏幕鍵等。功能鍵共有12個,包括F1—F12。在功能鍵中前6個鍵的功能是由系統(tǒng)鎖定的,后面的6個功能鍵其功能可根據(jù)軟件的需要由用戶自己定義。輸入設備之鍵盤:雙態(tài)鍵在101個鍵中,有4個“雙態(tài)鍵”,它們是:Ins鍵(包括“插入狀態(tài)”和“覆蓋狀態(tài)”)、CapsLock鍵(包括大寫字母狀態(tài)和鎖定狀態(tài))、NumLock鍵(包含數(shù)字狀態(tài)和自鎖狀態(tài))和ScrollLock鍵(包括滾屏狀態(tài)和鎖定狀態(tài))。它們都有是狀態(tài)轉換開關,當計算機剛剛啟動時,四個雙態(tài)鍵都處于第一種狀態(tài),所有字母鍵均固定為小寫字母鍵,再按CapsLock鍵,指示燈亮,則為大寫鍵;再按該鍵,指示燈滅,則恢復為小寫字母鍵。
輸入設備之鍵盤:雙符鍵在101個鍵中有30個鍵是“雙符”鍵,即每個鍵面上有兩個字符,主鍵盤區(qū)的雙符鍵由Shift鍵控制,副鍵盤區(qū)的雙符鍵由NumLock鍵控制。另外,在101個鍵中,鍵面上只有A—Z26個大寫英文字母,若要鍵入大寫英文字母,只需在鍵入前先按下CapsLock鍵。這些雙符鍵和大小寫字母鍵的轉換,在計算機處于剛剛啟動時,各雙符鍵都處于下面的字符和小寫英文字母的狀態(tài)。
輸入設備之鼠標鼠標器(mouse)是另一種常見的輸入設備。它與顯示器相配合,可以方便、準確地移動顯示器上的光標,并通過按擊,選取光標所指的內容。鼠標器按其按鈕個數(shù)可以分為兩鍵鼠標(PC鼠標)和三鍵鼠標(MS鼠標);按感應位移變化的方式可以分為機械鼠標、光學鼠標和光學機械鼠標。輸入設備之掃描儀(Scanner)掃描儀,是目前比較普及的輸入設備,它的功能是將圖像、圖形和文字表格輸入計算機。常見的有手持式掃描儀(超市收款臺使用)、臺式掃描儀(辦公、家用)等。手寫筆是一種方便的漢字輸入工具,使用它可以直接在電腦上寫字。。輸入設備之觸摸屏由屏幕表面的感應材料感應觸摸部位,從而確定其物理位置。數(shù)碼相機數(shù)碼相機是以電子存儲設備(存儲卡)作為攝像記錄載體,通過光學鏡頭在光圈和快門的控制下,實現(xiàn)在電子存儲設備上的曝光,完成被攝影像的記錄。組成鏡頭CCD(電耦合器件)A/D(模數(shù)轉換器)MPU(微處理器)存儲卡(內置存儲器,可移動存儲器)接口(計算機接口,電視機接口)LCD(液晶顯示器)MP3(MPEG1AudioLayer3)MP3是利用一種音頻壓縮技術,由于這種壓縮方式的全稱叫MPEGAudioLayer3,所以人們把它簡稱為MP3
組成控制芯片解碼芯片閃存LCD輸出設備(OutputEquipment)輸出設備則將計算機內部以二進制代碼形式表示的信息轉換為用戶所需要并能識別的形式,如十進制數(shù)字、文字、符號、圖形、圖像、聲音,或者其它系統(tǒng)所能接受的信息形式,輸出出來。在微型機系統(tǒng)中,主要的輸出系統(tǒng)是顯示器,打印機、繪圖儀等。顯示器(Monitor)打印機(Printer)繪圖儀(Drawer)輸出設備之顯示器(Moniter)顯示器是一種輸出設備,其作用是將電信號表示的二進制代碼信息轉換為直接可以看到的字符、圖形或圖像。影響顯示器的主要指標有分辨率、刷新率等。分辨率越高,圖像越細膩、逼真;刷新率越高,圖像越穩(wěn)定,越不容易損傷視力。一般要求好的顯示器要達到1024*768@85HZ(即在1024×768的分辨率下達到85HZ的刷新率。)同時,顯示器對人體的輻射越小越好,為此國際上制定了MPR標準和嚴格的TCO92、TCO95、TCO99認證,以確保顯示器的健康標準。輸出設備之顯示器(Moniter)顯示器的類型很多,按顯示的內容可以分為只能顯示ASCII碼字符的字符顯示器和能顯示字符與圖形的圖形顯示器;按顯示的顏色可以分為單色顯示器和彩色顯示器;目前顯示器主要是彩色顯示器。按所用的顯示器件分類有陰極射線管顯示器(CathodeRayTube,CRT)、液晶顯示器(LiquidCrystalDisplay)等。以CRT對角線長度分類,有12英寸、14英寸、17英寸和21英寸等。輸出設備之顯示器(Monitor)幀:顯示在屏幕上的一副畫面為一幀。每一幀由若干條掃描線組成,每條掃描線又由許多像素點組成?;叶鹊燃墸阂卜Q中間色調(Half-tone)主要用于傳送圖片,分別有16級、32級、64級三種方式,
它采用矩陣處理方式將文件的像素處理成16、32、64級層次,使傳送的圖片更清晰。分辨率:在同一字符面積下需要的像素點越多分辨率越高。一般用整個屏幕上光柵的列數(shù)*行數(shù)表示。低分辨率
300×200中分辨率600×350
左右高分辨率
600×480
1024×768
1280×1024
等輸出設備之顯示器(Monitor)彩色顯示器的標準:VGA(VideoGraphicArry):IBM公司創(chuàng)立的一種彩色圖形顯示標準。其圖形分辨率為640*480,可支持256中顏色顯示。SVGA(SuperVideoGraphicArray):目前普遍使用的一種高分辨率彩色圖形顯示器。其分辨率高達1024*786,并可支持16M種顏色顯示。輸出設備之顯示器(Monitor)液晶顯示器的標準:尺寸分辨率響應時間接口類型可視角度亮度,對比度功耗輸出設備之顯示器(Monitor)顯示適配器顯示適配器是驅動顯示器工作的電子器件,也是顯示器與計算機總線之間的接口卡,故又稱顯示卡。對于不同檔次和不同顯示標準的顯示器,必須配備相應的標準顯示卡。顯示器顯示效果的好壞,在很大程度上與顯示卡的檔次有關。顯卡驅動輸出設備之打印機打印機主要有針式打印機、噴墨打印機、激光打印機等。針式打印機速度慢,噪音大。但在專用場合很有優(yōu)勢,例如票據(jù)打印、多聯(lián)打印等,并且它的耗材便宜。噴墨打印機價格便宜、體積小、噪音低、打印質量高,但對紙張要求高、墨水消耗量大,適于家庭購買。激光打印機是激光技術和電子照相技術的復合物。它將計算機輸出的信號轉換成靜電磁信號,磁信號使磁粉吸附在紙上形成有色字體。激光打印機印字質量高,字符光滑美觀,打印速度快,噪音小,但價格稍高一些。打印機的技術指標主要有打印速度、印字質量、打印噪聲等。輸入/輸出接口(Input/OutputInterface)I/O接口是系統(tǒng)總線與各種外部設備相連接的橋梁,它通過系統(tǒng)總線(DB,AB,CB)實現(xiàn)主機與外部設備之間的數(shù)據(jù)傳送。接口的基本功能是在系統(tǒng)總線和輸入/輸出設備之間傳輸信息、提供緩沖,并滿足接口兩端隊工作電平和工作時序的要求。具體地說,接口部件應具有尋址功能、信號轉換功能、數(shù)據(jù)傳輸功能、中斷管理功能和錯誤檢測等功能。接口分類1、總線接口:即主板上的擴展槽??晒┎迦肼暱ā@示卡、網(wǎng)卡和Moden卡等各種功能卡。2、外置I/O接口:串行口:一般位于計算機背部。串行口傳輸信息的方式的一位一位的傳輸。微機上通常有com1和com2兩個標準串口。常見的鼠標和外接調制解調器就接在這種串口上。并行接口:位于計算機背部,較串行口長些。并行口傳輸信息的方式是一個字節(jié)(8位)同時傳送。打印機通常接在并口上。PS/2接口USB接口接口卡與適配器除了鍵盤和鼠標一些常用的設備外,計算機的大多數(shù)輸入/輸出設備都將各自的接口電路制作在一塊稱為“接口卡”的專用電路板上,這種接口卡又稱“適配器”。在計算機的主板上有一定數(shù)量的擴展槽,可根據(jù)需要插上多種不同的接口卡。每個擴展槽都有數(shù)十個插腳與系統(tǒng)總線相連,這樣外部設備通過插在擴展槽上專用接口卡就與主機的系統(tǒng)總線連在一起了。計算機的硬件性能指標字長:指CPU可一次性并行處理的二進制的位數(shù)存儲容量和存儲速度:其中內存容量的大小決定了可運行程序的大小和解決問題的大?。欢獯嫒萘康拇笮t決定了整個計算機系統(tǒng)存儲和記憶信息的能力。主頻和運算速度:主頻是指CPU的時鐘頻率,單位是兆赫茲(MHz);運算速度通常指每秒所能執(zhí)行的百萬條指令數(shù)(MIPS)。尋址能力:指CPU可直接訪問的最大內存地址空間,由地址總線的寬度決定的??煽啃耘c可維護性:可靠性用平均無故障時間(MeanTimeBetweenFailures,MTBF)來表示;可維護性通常用平均修復時間(MeanTimeBetweenRepair,MTBR)來表示??偩€結構1.5計算機軟件系統(tǒng)軟件概念:計算機軟件是指計算機程序及其有關文檔。計算機程序:指為了得到某種結果而可以由計算機等具有信息處理能力的裝置執(zhí)行的代碼化指令序列。文檔:是指用自然語言或者形式化語言所編寫的用來描述程序的內容、組成、設計、功能規(guī)格、開發(fā)情況、測試結構和使用方法的文字資料和圖表。文檔與程序的關系:程序是為機器執(zhí)行的(操作控制);文檔是為人閱讀的(說明書);軟件的分類軟件可分三類:系統(tǒng)軟件、支撐軟件、應用軟件。
軟件亦可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩類。
軟件的分類系統(tǒng)軟件:管理監(jiān)控和維護計算機資源的軟件(主要包括操作系統(tǒng),程序設計語言等)。它是利用計算機本身的邏輯功能,合理地組織用戶使用計算機的硬、軟件資源,以充分利用計算機的資源,最大限度的發(fā)揮計算機效率,便于用戶使用管理為目的的軟件。它的功能主要是對計算機硬件和軟件進行管理,以充分發(fā)揮這些設備的效力,方便用戶的使用。
支撐軟件:是支持其它軟件的編制和維護的軟件。隨著計算機應用的發(fā)展,軟件的編制和維護在整個計算機系統(tǒng)中所占的比重已遠遠超過硬件。從提高軟件的生產率,保證軟件的正確性、可靠性和易于維護來看,支撐軟件在軟件開發(fā)中占有重要地位。當然,廣義地講,可以把操作系統(tǒng)看作支撐軟件,或者把支撐軟件看作是系統(tǒng)軟件的一部分。它主要包括環(huán)境數(shù)據(jù)庫和各種工具,例如測試工具、編輯工具、項目管理工具、數(shù)據(jù)流圖編輯器、語言轉換工具、界面生成工具等。
應用軟件:是為計算機在特定領域中的應用而開發(fā)的專用軟件。例如各種管理信息系統(tǒng)、飛機訂票系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、CAD系統(tǒng)等等。
計算機系統(tǒng)的層次結構一個計算機系統(tǒng),按功能可劃分位4個層次:硬件層、操作系統(tǒng)層、實用軟件層和應用軟件層。每一層都表示一組功能和一個界面,它們是一種單向服務關系,即外層必須必須以事先約定的方式使用內層或硬件所提供的服務或支持,反之則不行。計算機系統(tǒng)的層次結構硬件層:是計算機系統(tǒng)的基礎,它處于最底層。不帶任何軟件資源的硬件資源稱為“裸機”。操作系統(tǒng)和其他所有軟件最終都要以機器指令訪問和控制硬件資源。操作系統(tǒng)層:是處于最底層的系統(tǒng)軟件,是對硬件系統(tǒng)功能的首次擴充。操作系統(tǒng)向外層的系統(tǒng)應用軟件和用戶應用軟件提供一個隱藏硬件工作細節(jié)的使用界面。用戶通過操作系統(tǒng)使用計算機,而不必了解計算機硬件的工作原理。操作系統(tǒng)是用戶與計算機之間交互的接口。實用軟件層:是除了操作系統(tǒng)以外的其他系統(tǒng)軟件。它的功能是為應用軟件以及用戶自行編制應用程序提供服務。應用軟件層。操作系統(tǒng)(Oprationsystem)操作系統(tǒng)是為了合理、方便地利用計算機系統(tǒng),而對其硬件資源和軟件資源進行管理的軟件。它是統(tǒng)一管理計算機的各種軟、硬件資源,使其自動、協(xié)調、高效地工作,并為用戶提供服務的一組程序。它是系統(tǒng)軟件中最基本的一種軟件,也是每個使用計算機的人員必須學會使用的一種軟件。操作系統(tǒng)實現(xiàn)的基本目的操作系統(tǒng)是用戶和計算機之間交互的接口,它有3個基本目的:提供方便友好的用戶界面提高系統(tǒng)資源的利用率提供軟件的開發(fā)和運行環(huán)境操作系統(tǒng)的管理功能兩個概念:作業(yè):是指用戶在一次處理過程中要求計算機所做工作的集合。它由3部分組成:
作業(yè)=控制命令序列+程序集+數(shù)據(jù)集進程:是指計算機運行程序的動態(tài)過程,是“執(zhí)行中的程序”。操作系統(tǒng)的管理功能操作系統(tǒng)五大管理功能,即作業(yè)管理、存儲管理、信息管理、設備管理和處理機管理。這些管理工作是由一套規(guī)模龐大復雜的程序來完成的。計算機資源CUP軟件資源硬件資源內存外存操作系統(tǒng)的管理功能進程及作業(yè)管理:確定是允許誰來使用計算機和怎樣使用計算機的問題。存儲管理:管理內存的分配、保護和擴充的問題。信息管理:管理存儲在磁盤、磁帶等外存上的數(shù)據(jù)。設備管理:主要是對計算機系統(tǒng)中的輸入輸出等各種設備的分配、回收、調度和控制,以及輸入輸出等操作。處理器管理:指定對CPU的分配策略和調度策略,完成對CPU的分配、調度和回收工作。操作系統(tǒng)的分類根據(jù)操作系統(tǒng)的使用環(huán)境,可劃分為批處理系統(tǒng)、分時系統(tǒng)和實時系統(tǒng)。批處理系統(tǒng):用戶要把程序、數(shù)據(jù)和作業(yè)說明一次提交給系統(tǒng)操作員,輸入計算機,在處理過程中與外部不再交互。分時系統(tǒng):使多個用戶可以通過各自的終端互不干擾地同時使用同一臺計算機交互進行操作。實時系統(tǒng):要求系統(tǒng)能夠對輸入計算機的請求,在規(guī)定的時間內作出響應。操作系統(tǒng)的分類根據(jù)操作系統(tǒng)的用戶數(shù)目可分為單用戶操作系統(tǒng)和多用戶操作系統(tǒng)。單用戶操作系統(tǒng):一次只能支持運行一個用戶程序,獨占系統(tǒng)全部資源。如MS—DOS單用戶單任務、Windows單用戶多任務。多用戶操作系統(tǒng):支持多個用戶分時使用。操作系統(tǒng)的分類根據(jù)計算機的硬件結構,操作系統(tǒng)可劃分為網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)和多媒體操作系統(tǒng)。網(wǎng)絡操作系統(tǒng):把網(wǎng)絡中各臺計算機配置的各自的操作系統(tǒng)有機地聯(lián)合起來,提供網(wǎng)絡內各臺計算機之間的通訊和網(wǎng)絡資源共享。如UNIX、WindowsNT分布式操作系統(tǒng):各計算機可相互協(xié)作共同完成任務。多媒體操作系統(tǒng)指令和程序程序(Program):為解決某一問題而設計的指令序列。指令(Instruction):是一組二進制代碼,是指示計算機完成某種操作的命令。指令類型計算機能夠識別并能響應的所有指令的集合稱為該計算機的指令系統(tǒng)。一臺計算機所能完成的基本操作是否完備,也即指令系統(tǒng)是否完備決定了這臺計算機的處理能力。數(shù)據(jù)處理指令:主要完成基本的算術和邏輯運算等操作。數(shù)據(jù)傳送指令:主要完成內存與CPU等部件之間的數(shù)據(jù)交換操作。包括內存數(shù)據(jù)傳送指令、CPU內部數(shù)據(jù)傳送指令和堆棧操作指令。程序控制指令:用于改變程序的指令順序,實現(xiàn)邏輯判斷和轉移操作。包括各種轉移指令、子程序調用指令和空操作指令等。狀態(tài)管理和控制指令:用來改變CPU的工作狀態(tài),如停機、啟動、復位及清除等操作。輸入/輸出指令:完成外設與主機之間的數(shù)據(jù)傳輸操作。指令代碼的組成指令的代碼由兩部分組成,即操作碼和操作數(shù)(或操作地址)。操作碼指出計算機要執(zhí)行哪一種操作,每一種操作都有一個確定的操作碼相對應;操作數(shù)則指出參加操作(運算)的數(shù)據(jù)是什么或存放這個操作數(shù)的內存地址碼。程序設計語言用于書寫計算機程序所使用的語言稱為程序設計語言。通常,人們把接近機器代碼的語言稱為低級語言;把比較接近人類的自然語言并能為計算機所翻譯接受的語言稱為高級語言。低級語言包括機器語言和匯編語言。機器語言(MachineLanguage)機器語言:機器語言是以二進制代碼形式表示的機器基本指令的集合、是計算機硬件唯一可以直接識別和執(zhí)行的語言。特點:1.運算速度快(機器可以直接識別)2.與機器設計相關3.難閱讀,難修改指令:0和1的代碼串。包括操作碼和地址碼匯編語言(AssemblerLanguage)匯編語言:是為了解決機器語言難于理解和記憶,用易于理解和記憶的名稱和符號表示的機器指令(用助記符來代替指令代碼中的操作碼,用地址符代替地址碼)特點:1.一條指令對應一操作2.執(zhí)行效率比較高,與特定機器相關3.通用性可移植性差機器語言與匯編語言面向機器,一般稱為低級語言,對機器的依賴性大,通用性差,要求專用知識,普遍用戶難以勝任.高級語言高級語言:是人們?yōu)榱私鉀Q低級語言的不足而設計的程序設計語言。它是由一些接近于自然語言和數(shù)學語言的語句組成。因此,更接近于要解決的問題的表示方法并在一定程度上與機器無關,用高級語言編寫程序,接近于自然語言與數(shù)學語言,易學、易用、易維護。但是由于機器硬件不能直接識別高級語言中的語句,因此必須經(jīng)過“翻譯程序”,將用高級語言編寫的程序翻譯成機器語言的程序,才能執(zhí)行。高級語言特點:1.編程效率高,執(zhí)行速度相對低級語言慢2.可移植性好3.執(zhí)行需翻譯常用的高級語言FORTRAN語言:它是使用最早的高級語言。從50年代中期到現(xiàn)在,經(jīng)過30多年的實踐檢驗,廣泛用于科學計算程序的編制。COBOL語言:它創(chuàng)始于50年代末期,使用了十分接近于自然語言英語的語句,很容易理解,在事務處理中有著廣泛的應用。BASIC語言:六十年代初為適應分時系統(tǒng)而研制的一種交互式語言。由于它簡單易懂,具有交互功能,成為微機上配置最廣泛的高級語言。PASCAL語言:1970年研制成功,是
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