微機(jī)原理第1章課件

微機(jī)原理及接口技術(shù)鄭rankzhen2000@163.com

1.課程性質(zhì)及教學(xué)目的

《微型計(jì)算機(jī)原理及接口技術(shù)》是工科計(jì)算機(jī)及其相關(guān)專業(yè)的一門重要的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程幫助學(xué)生掌握微型計(jì)算機(jī)的硬件組成及使用；學(xué)會(huì)運(yùn)用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；樹立起計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本概念；為后繼的軟、硬件課程做好鋪墊。

2.課程教學(xué)安排教學(xué)參考學(xué)時(shí)：48學(xué)時(shí)其中實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：12學(xué)時(shí)考試形式：筆試3.教材內(nèi)容體系結(jié)構(gòu)基本知識(shí)與基本概念計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)與工作原理微處理器與微型計(jì)算機(jī)的概念微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成及其應(yīng)用計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表示、數(shù)制與編碼的應(yīng)用80X86微處理器微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器和I/O組織總線周期與操作時(shí)序指令系統(tǒng)與匯編語言指令的概念與尋址方式8086指令系統(tǒng)介紹匯編語言格式、基本表達(dá)、偽指令介紹匯編語言源程序的建立、編輯、運(yùn)行、調(diào)試匯編語言程序設(shè)計(jì)及其應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的方法和步驟順序程序、分支程序、循環(huán)程序、子程序的設(shè)計(jì)中斷調(diào)用程序設(shè)計(jì)宏匯編與重復(fù)匯編接口技術(shù)及典型接口設(shè)計(jì)外設(shè)接口的基本模型程序控制的I/O方式典型接口芯片

本章主要教學(xué)內(nèi)容

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計(jì)算機(jī)的發(fā)展、分類、基本結(jié)構(gòu)及工作原理

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微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展、微處理器系統(tǒng)

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微型計(jì)算機(jī)的分類、性能指標(biāo)

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微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成及微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

第1章微型計(jì)算機(jī)概述本章教學(xué)目的及要求

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熟悉計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史、發(fā)展前景、工作特點(diǎn)、組成分類、應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)知識(shí)

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掌握計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)及工作原理

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熟悉微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展，掌握微型計(jì)算機(jī)的分類、性能指標(biāo)

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掌握微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成，軟、硬件基本結(jié)構(gòu)

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熟悉微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

#include<stdio.h>intmain(){printf("hello,world\n");}\u0023\u0069\u006e\u0063\u006c\u0075\u0064\u0065\u003c\u0073\u0074\u0064\u0069\u006f\u002e\u0068\u003e\u000a\u0069\u006e\u0074\u0020\u006d\u0061\u0069\u006e\u0028\u0029\u000a\u007b\u000a\u0020\u0020\u0070\u0072\u0069\u006e\u0074\u0066\u0028\u0022\u0068\u0065\u006c\u006c\u006f\u002c\u0077\u006f\u0072\u006c\u0064\u005c\u006e\u0022\u0029\u003b\u000a\u007d1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展與應(yīng)用1.1.1計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史

1．第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)

1946年2月，美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生了世界上第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)：“埃尼阿克”（ENIAC，即ElectronicNumericalIntegratorandCalculator，電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)）。重量30噸，占地170平方米，每小時(shí)耗電150千瓦，價(jià)值約40萬美元。采用18000只電子管，70000個(gè)電阻，10000支電容，研制時(shí)間近三年，運(yùn)算速度為每秒5000次加減法運(yùn)算。

ENIAC的不足：運(yùn)算速度慢、存儲(chǔ)容量小、全部指令沒有存放在存儲(chǔ)器中、機(jī)器操作復(fù)雜、穩(wěn)定性差。2．馮·諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)

1946年6月，美籍匈牙利科學(xué)家馮·諾依曼（JoheVonNeumman）提出了“存儲(chǔ)程序”的計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)方案。其特點(diǎn)是：采用二進(jìn)制數(shù)形式表示數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)指令。指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)器中，能自動(dòng)依次執(zhí)行指令。由控制器、運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備5大部分組成計(jì)算機(jī)硬件。工作原理的核心是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”。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)。馮·諾依曼提出的體系結(jié)構(gòu)奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)，被譽(yù)為計(jì)算機(jī)發(fā)展史上的里程碑。

3．按邏輯部件化分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段按電子部件的演變經(jīng)歷了四代：（1）第一代（1946年~1958年）：電子管計(jì)算機(jī)特點(diǎn)：體積大、耗電多、運(yùn)算速度慢，存儲(chǔ)容量小。（2）第二代（1959年~1964年）：晶體管計(jì)算機(jī)

特點(diǎn)：體積減小，重量輕、省電、壽命長、可靠性提高，運(yùn)算速度可達(dá)每秒百萬次。（3）第三代（1965年~1970年）：中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)特點(diǎn)：存儲(chǔ)容量1~4兆字節(jié)。運(yùn)算速度每秒幾百萬至千萬次，可靠性有較大提高，體積進(jìn)一步縮小，成本進(jìn)一步降低，出現(xiàn)了向大型化和小型化發(fā)展的趨勢。

（4）第四代（1971年-）：大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)大規(guī)模集成電路使計(jì)算機(jī)發(fā)生了巨大的變化，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的集成度越來越高。Intel公司推出了微處理器，誕生了微型計(jì)算機(jī)，使計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)容量、運(yùn)算速度、可靠性、性能價(jià)格比等方面都比上一代計(jì)算機(jī)有較大突破。4．按計(jì)算機(jī)應(yīng)用劃分的計(jì)算機(jī)發(fā)展階段（1）超、大、中、小型計(jì)算機(jī)階段（1946年~1980年）采用計(jì)算機(jī)來代替人的腦力勞動(dòng)，提高了工作效率，能夠解決較復(fù)雜的數(shù)學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)處理。（2）微型計(jì)算機(jī)階段（1981年~1990年）微型計(jì)算機(jī)大量普及，幾乎應(yīng)用于所有領(lǐng)域，對(duì)世界科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起到了重要的推動(dòng)作用。（3）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)階段（1991年至今）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為人類實(shí)現(xiàn)資源共享提供了有力的幫助，從而促進(jìn)了信息化社會(huì)的到來，實(shí)現(xiàn)了遍及全球的信息資源共享。1.1.2計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢

1．未來計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢朝著微型計(jì)算機(jī)和巨型計(jì)算機(jī)兩級(jí)方向發(fā)展。當(dāng)前開發(fā)和研究的熱點(diǎn)是多媒體計(jì)算機(jī)。未來計(jì)算機(jī)發(fā)展的總趨勢是智能化計(jì)算機(jī)。今后計(jì)算機(jī)應(yīng)用的主流是計(jì)算機(jī)與通信相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。非馮·諾依曼型體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)是提高現(xiàn)代計(jì)算機(jī)性能的另一個(gè)研究焦點(diǎn)。

2．新型計(jì)算機(jī)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)：建立在人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究的基礎(chǔ)上，從內(nèi)部基本結(jié)構(gòu)來模擬人腦的神經(jīng)系統(tǒng)。用簡單的數(shù)據(jù)處理單元模擬人腦的神經(jīng)元，并利用神經(jīng)元節(jié)點(diǎn)的分布式存儲(chǔ)和相互關(guān)聯(lián)來模擬人腦的活動(dòng)。生物計(jì)算機(jī)：使用由生物工程技術(shù)產(chǎn)生的蛋白分子為材料的“生物芯片”，不僅具有巨大的存儲(chǔ)能力，而且能以波的形式傳播信息。由于它具備生物體的某些機(jī)能，所以更易于模擬人腦的機(jī)制。光子計(jì)算機(jī)：用光子代替電子，用光互連代替導(dǎo)線互連，用光硬件代替電子硬件，用光運(yùn)算代替電子運(yùn)算。3．計(jì)算機(jī)與信息化信息化就是全面發(fā)展和利用現(xiàn)代信息技術(shù)，借以提高人類社會(huì)的生產(chǎn)、工作、學(xué)習(xí)、生活等諸方面的效率和創(chuàng)造能力，使社會(huì)的物質(zhì)財(cái)富和精神文明得到最大提高。信息化特點(diǎn)信息成為重要的戰(zhàn)略資源信息產(chǎn)業(yè)成為最大的產(chǎn)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)成為社會(huì)的基礎(chǔ)信息信息化三大技術(shù)支柱計(jì)算機(jī)技術(shù)通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)1.1.3計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)、分類及應(yīng)用

1．計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)運(yùn)算速度快：PC機(jī)每秒種可以處理幾百萬條指令，巨型機(jī)的運(yùn)算速度可以達(dá)到幾億次以上。計(jì)算精度高：普通微型計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度已達(dá)到32~64位二進(jìn)制數(shù)。具有“記憶”和邏輯判斷功能：“記憶”功能指的是計(jì)算機(jī)能夠存儲(chǔ)大量信息，供用戶隨時(shí)檢索和查詢。邏輯判斷功能指的是計(jì)算機(jī)不僅能夠進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，還能進(jìn)行邏輯運(yùn)算和實(shí)踐推理。記憶功能、算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算相結(jié)合，使得計(jì)算機(jī)能夠模仿人類的某些智能活動(dòng)，成為人類腦力延伸的主要工具，所以計(jì)算機(jī)又稱為“電腦”。

能自動(dòng)運(yùn)行并且具備人機(jī)交互功能：自動(dòng)運(yùn)行是把問題編成程序輸入計(jì)算機(jī)中，發(fā)出運(yùn)行指令后，計(jì)算機(jī)便在該程序控制下依次逐條執(zhí)行，不再需要人工干預(yù)。人機(jī)交互則是在人想要干預(yù)時(shí)，采用人機(jī)對(duì)話形式，有針對(duì)性地解決問題。

2．計(jì)算機(jī)的分類個(gè)人計(jì)算機(jī)：面向個(gè)人或家庭使用的低檔微型計(jì)算機(jī)。工作站：介于PC機(jī)和小型機(jī)之間的高檔微型機(jī)。小型計(jì)算機(jī)：結(jié)構(gòu)簡單、成本較低、易維護(hù)和使用。其規(guī)模和設(shè)置可以滿足一個(gè)中小型部門的工作需要。主機(jī)：具有大容量存儲(chǔ)器，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。其規(guī)模和配置可以滿足一個(gè)大中型部門的工作需要。小巨型計(jì)算機(jī)：也稱為桌上型超級(jí)計(jì)算機(jī)。最大的特點(diǎn)是價(jià)格便宜，并且具有較好的性能價(jià)格比。巨型計(jì)算機(jī)：也稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)。具有極高的性能和極大的規(guī)模，價(jià)格昂貴，多用于尖端科技領(lǐng)域。3．計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

科學(xué)計(jì)算：也稱為數(shù)值計(jì)算，是指用計(jì)算機(jī)來解決科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的復(fù)雜的數(shù)學(xué)及數(shù)值計(jì)算問題。數(shù)據(jù)處理：數(shù)據(jù)處理也稱為信息處理，是人們利用計(jì)算機(jī)對(duì)所獲取的信息進(jìn)行采集、記錄、整理、加工、存儲(chǔ)和傳輸，并進(jìn)行綜合分析等。過程控制：過程控制是用傳感器在現(xiàn)場采集受控對(duì)象的數(shù)據(jù)，通過比較器求出與設(shè)定數(shù)據(jù)的偏差，由計(jì)算機(jī)按控制模型進(jìn)行計(jì)算，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)伺服裝置對(duì)受控對(duì)象進(jìn)行控制和調(diào)整。計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)：是采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行各種輔助功能的系統(tǒng)。例如，CAD、CAM、CAT、CAE和CAI等。人工智能：是用計(jì)算機(jī)執(zhí)行某些與人的智能活動(dòng)有關(guān)的復(fù)雜功能，模擬人類的某些智力活動(dòng)，如圖形和聲音的識(shí)別，推理和學(xué)習(xí)的過程。1.2計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1.2.1計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)各部分的主要功能：（1）輸入設(shè)備：用于輸入原始信息和處理信息的程序。如鍵盤、鼠標(biāo)器和掃描儀等。（2）輸出設(shè)備：用來輸出計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果及程序清單。如顯示器和打印機(jī)。（3）存儲(chǔ)器：用來存放程序和數(shù)據(jù)。在控制器的控制下，可與輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、運(yùn)算器、控制器交換信息，是計(jì)算機(jī)中各種信息存儲(chǔ)和交流的中心。（4）運(yùn)算器：用來對(duì)信息及數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和計(jì)算。也稱為算術(shù)邏輯部件ALU（ArithmeticandLogicUnit）。（5）控制器：是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，用來指揮計(jì)算機(jī)各部件的操作，使其協(xié)調(diào)一致地工作。計(jì)算機(jī)中的兩類信息：一類是采用雙線表示的數(shù)據(jù)信息流，它包括原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、計(jì)算結(jié)果和程序中的指令；另一類是采用單線表示的控制信息流，它是控制器發(fā)出的各種操作命令。1.2.2計(jì)算機(jī)的工作原理

1．存儲(chǔ)程序原理把事先編制好的由計(jì)算機(jī)指令組成的程序存放到存儲(chǔ)器內(nèi)，計(jì)算機(jī)在運(yùn)算時(shí)依次取出指令，根據(jù)指令的功能進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)算，這就是存儲(chǔ)程序原理。2．程序的自動(dòng)執(zhí)行程序在執(zhí)行前先裝入內(nèi)存儲(chǔ)器，CPU負(fù)責(zé)從內(nèi)存中逐條取出指令，分析識(shí)別指令，最后執(zhí)行指令，從而完成一條指令的執(zhí)行周期。程序的執(zhí)行流程：取指令—分析指令—執(zhí)行指令。1.3微型計(jì)算機(jī)的基本概念

1.3.1微處理器的產(chǎn)生和發(fā)展

將傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器和控制器集成在一塊大規(guī)模集成電路芯片上作為中央處理部件，簡稱為微處理器（Microprocessor）。微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為核心，再配上存儲(chǔ)器、接口電路等芯片構(gòu)成的。按照計(jì)算機(jī)CPU、字長和功能劃分，經(jīng)歷了5代的演變:第一代（1971年～1973年）：4位和8位低檔微處理器第二代（1974年～1978年）：8位中高檔微處理器第三代（1978年～1980年）：16位微處理器第四代（1981年～1992年）：32位微處理器第五代（1993年以后）：全新高性能奔騰系列微處理器1.3.2微型計(jì)算機(jī)的分類

1．按照CPU的字長來分類有4位、8位、16位、32位、64位微型計(jì)算機(jī)等。2．按照微處理器器件的工藝來分類可分成MOS工藝、雙極型TTL工藝的微處理器。3．按照微型計(jì)算機(jī)的利用形態(tài)來分類

有單片機(jī)、單板機(jī)、位片機(jī)、微機(jī)系統(tǒng)等。

1.3.3微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)介紹

位：這是計(jì)算機(jī)中所表示的最基本、最小的數(shù)據(jù)單元。字長：是計(jì)算機(jī)在交換、加工和存放信息時(shí)的最基本的長度。字節(jié)（Byte）：是計(jì)算機(jī)中通用的基本單元，由8個(gè)二進(jìn)制位組成。字：是計(jì)算機(jī)內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本單位。主頻：也稱時(shí)鐘頻率，是指計(jì)算機(jī)中時(shí)鐘脈沖發(fā)生器所產(chǎn)生的頻率。訪存空間：是該微處理器構(gòu)成的系統(tǒng)所能訪問的存儲(chǔ)單元數(shù)。指令數(shù)：構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)的操作命令數(shù)。基本指令執(zhí)行時(shí)間：計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序所花的時(shí)間?？煽啃裕褐赣?jì)算機(jī)在規(guī)定時(shí)間和條件下正常工作不發(fā)生故障的概率。兼容性：指計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備和軟件程序可用于其他多種系統(tǒng)的性能。性能價(jià)格比：是衡量計(jì)算機(jī)產(chǎn)品優(yōu)劣的綜合性指標(biāo)。

1.4微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成

1.4.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一般結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成：

硬件微計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備微處理器內(nèi)存儲(chǔ)器I/O接口電路系統(tǒng)總線外部設(shè)備過程I/O通道軟件系統(tǒng)軟件程序設(shè)計(jì)語言應(yīng)用軟件：軟件包，數(shù)據(jù)庫機(jī)器語言匯編語言高級(jí)語言監(jiān)控程序操作系統(tǒng)編輯程序解釋程序編譯程序診斷程序硬件系統(tǒng)是由電子部件和機(jī)電裝置所組成的計(jì)算機(jī)實(shí)體。硬件的基本功能是接受計(jì)算機(jī)程序，并在程序的控制下完成數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和輸出結(jié)果等任務(wù)。軟件系統(tǒng)是指為計(jì)算機(jī)運(yùn)行工作服務(wù)的全部技術(shù)資料和各種程序。軟件系統(tǒng)基本功能保證計(jì)算機(jī)硬件的功能得以充分發(fā)揮，并為用戶提供一個(gè)寬松的工作環(huán)境。計(jì)算機(jī)的硬件和軟件二者缺一不可，否則不能正常工作。1.4.2微型計(jì)算機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)

微處理器CPU存儲(chǔ)器RAM接口電路時(shí)鐘外存I/O設(shè)備接口電路存儲(chǔ)器ROM數(shù)據(jù)總線（雙向）地址總線（單向）控制總線各組成模塊及其功能：

1．中央處理單元

中央處理單元CPU（ControlProcessingUnit）是微型計(jì)算機(jī)的核心部件，是包含有運(yùn)算器、控制器、寄存器組以及總線接口等部件的一塊大規(guī)模集成電路芯片，俗稱微處理器。

2．主存儲(chǔ)器

主存儲(chǔ)器是微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)程序、原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果等各種信息的部件。按其功能和性能，可以分為：隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM（RandomAccessMemory）只讀存儲(chǔ)器ROM（ReadOnlyMemory）

3．系統(tǒng)總線

系統(tǒng)總線是CPU與其他部件之間傳送數(shù)據(jù)、地址和控制信息的公共通道。根據(jù)傳送內(nèi)容可分成以下3種：數(shù)據(jù)總線DB（DataBus）：用于CPU與主存儲(chǔ)器、CPU與I/O接口之間傳送數(shù)據(jù)。地址總線AB（AddressBus）：用于CPU訪問主存儲(chǔ)器和外部設(shè)備時(shí)，傳送相關(guān)的地址?？刂瓶偩€CB（ControlBus）：用于傳送CPU對(duì)主存儲(chǔ)器和外部設(shè)備的控制信號(hào)。4．輸入輸出接口電路

輸入/輸出接口電路也稱為I/O（Input/Output）電路，即通常所說的適配器、適配卡或接口卡。它是微型計(jì)算機(jī)外部設(shè)備交換信息的橋梁。5．主機(jī)板

主機(jī)板也稱為系統(tǒng)主板或簡稱主板。主機(jī)板上有CPU芯片、內(nèi)存槽、擴(kuò)展槽、各種跳線和一些輔助電路。

6．外存儲(chǔ)器

分為軟磁盤、硬磁盤、光盤存儲(chǔ)器。磁盤存儲(chǔ)器由磁盤、磁盤驅(qū)動(dòng)器和驅(qū)動(dòng)器接口電路組成，統(tǒng)稱為磁盤機(jī)。光盤存儲(chǔ)器是由光盤、光盤驅(qū)動(dòng)器和接口電路組成。7．輸入/輸入設(shè)備

計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備是鍵盤和鼠標(biāo)。計(jì)算機(jī)最常用的輸出設(shè)備是顯示器和打印機(jī)。

1.4.3微型計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件是指支持計(jì)算機(jī)運(yùn)行的各種程序，以及開發(fā)、使用和維護(hù)這些程序的各種技術(shù)資料的總稱。軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成，它們形成層次關(guān)系。處在內(nèi)層的軟件要向外層軟件提供服務(wù)，外層軟件必須在內(nèi)層軟件支持下才能運(yùn)行。

系統(tǒng)軟件的主要功能是簡化計(jì)算機(jī)操作，充分發(fā)揮硬件功能，支持應(yīng)用軟件的運(yùn)行并提供服務(wù)。應(yīng)用軟件處于軟件系統(tǒng)的最外層，直接面向用戶，為用戶服務(wù)。應(yīng)用軟件是為了解決各類應(yīng)用問題而編寫的程序，包括用戶編寫的特定程序，以及商品化的應(yīng)用軟件和套裝軟件。計(jì)算機(jī)語言也稱為程序設(shè)計(jì)語言，是人機(jī)交流信息的一種特定語言。在編寫程序時(shí)用指定的符號(hào)來表達(dá)語義。

1.4.4微型計(jì)算機(jī)的工作過程計(jì)算機(jī)在硬件和軟件互相配合之下才能工作。微型計(jì)算機(jī)為完成某一任務(wù)，總是將任務(wù)分解成一系列的基本動(dòng)作，然后再一個(gè)一個(gè)去完成每一個(gè)基本動(dòng)作。當(dāng)所有基本工作都完成時(shí)，整個(gè)任務(wù)也就完成了，這就是計(jì)算機(jī)工作的思路。基本動(dòng)作：取數(shù)(讀數(shù))、運(yùn)算、存放結(jié)果。基本動(dòng)作以機(jī)器碼形式(指令)事先存放在計(jì)算機(jī)內(nèi)存之中即程序。計(jì)算機(jī)工作時(shí)，先順序執(zhí)行程序。1.5微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用

1.5.1微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)

通常，微型計(jì)算機(jī)具備以下特點(diǎn)：功能強(qiáng)可靠性高價(jià)格低適應(yīng)性強(qiáng)周期短，見效快體積小、重量輕、耗電省維護(hù)方便

1.5.2微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用

微型計(jì)算機(jī)按其復(fù)雜程度的不同，可適用于各種行業(yè)，從儀器儀表和家電的智能化，到科學(xué)計(jì)算、自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)和事務(wù)處理、輔助設(shè)計(jì)、辦公自動(dòng)化、生產(chǎn)自動(dòng)化、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、人工智能、計(jì)算機(jī)模擬、計(jì)算機(jī)輔助教育等各個(gè)領(lǐng)域均得到了廣泛的應(yīng)用。（1）辦公自動(dòng)化：簡稱為OA（OfficeAutomation）。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)前最為廣泛的一類應(yīng)用。

（2）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，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)中的典型應(yīng)用，不僅提高了自動(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。

（3）數(shù)據(jù)庫應(yīng)用：數(shù)據(jù)庫是在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)設(shè)備中按照某種關(guān)聯(lián)方式存放的一批數(shù)據(jù)。借助數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS，可對(duì)其中的數(shù)據(jù)實(shí)施控制、管理和使用。（4）網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)就是利用通信設(shè)備和線路等與不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)互連起來，并在網(wǎng)絡(luò)軟件支持下實(shí)現(xiàn)資源共享和傳遞信息。通常有局域網(wǎng)（LAN）、廣域網(wǎng)（WAN）、城市網(wǎng)（CAN）和因特網(wǎng)（Internet）。（5）人工智能：人工智能研究方向中最具有代表性的兩個(gè)領(lǐng)域是專家系統(tǒng)和機(jī)器人。（6）計(jì)算機(jī)仿真：計(jì)算機(jī)仿真是使用仿真軟件在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行必要的模擬試驗(yàn)，從而大大減少投資、避免風(fēng)險(xiǎn)。（7）遠(yuǎn)程教育：遠(yuǎn)程教育是建立在互聯(lián)網(wǎng)上的一種教學(xué)環(huán)境。它以現(xiàn)代化的信息技術(shù)為手段，以適合遠(yuǎn)程傳輸和交互式學(xué)習(xí)的教學(xué)資源為教材構(gòu)成開放式教育網(wǎng)絡(luò)。1.6微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)配置介紹1.6.1整機(jī)組成1.主板

主板布局1.主板種類

按處理器分類：XT主板（使用8088CPU）、

286主板、386主板、486主板、

奔騰主板、高能奔騰主板、

奔騰II主板、奔騰III主板、

奔騰4主板。按計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)分，有AT主板、ATX主板和BTX主板。

——

AT主板是IBMPC/AT機(jī)（286微機(jī)）使用的主板標(biāo)準(zhǔn)。

AT主板尺寸大，板上能放置較多的元件和插槽。

——ATX（AdvancedTechnologyExtended）是Intel公司提出的擴(kuò)展的AT標(biāo)準(zhǔn)。是考慮主板上CPU、RAM、擴(kuò)展插槽和電源插頭的大小和位置，配合ATX機(jī)箱和電源而設(shè)計(jì)出來的，解決機(jī)器散熱、方便安裝擴(kuò)展。

——BTX（BalancedTechnologyExtended）是具有平衡技術(shù)的擴(kuò)展主板標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)ATX規(guī)范作了進(jìn)一步改進(jìn)，可顯著提高系統(tǒng)的散熱效能、降低噪音和電磁輻射，適應(yīng)未來發(fā)展需要。2.機(jī)箱和電源

機(jī)箱

◆機(jī)箱和電源組裝成一個(gè)整體，有AT、ATX和BTX等多種機(jī)箱。

比起AT機(jī)箱，ATX和BTX機(jī)箱結(jié)構(gòu)簡潔合理，散熱性能好。

◆機(jī)箱從形式上分為立式（又稱塔式）和臥式機(jī)箱。

常見立式機(jī)箱前端上部有不超過3個(gè)5英寸驅(qū)動(dòng)器口，箱內(nèi)5英寸固定架可固定5.25英寸驅(qū)動(dòng)器；5英寸驅(qū)動(dòng)器口下面是約2個(gè)3英寸驅(qū)動(dòng)器口，機(jī)內(nèi)3英寸固定架可固定軟驅(qū)、硬盤驅(qū)動(dòng)器等。電源

電源是整機(jī)運(yùn)行的動(dòng)力之源，對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。微機(jī)電源有AT、ATX、BTX等多種模式。2.機(jī)箱和電源（續(xù)）2.機(jī)箱和電源（續(xù)）ATX電源適合ATX結(jié)構(gòu)主板或有ATX電源接口的主板使用，比AT電源增加了電源管理功能（稱為Stand-By），允許操作系統(tǒng)直接對(duì)電源進(jìn)行管理，能實(shí)現(xiàn)軟件關(guān)機(jī)、遠(yuǎn)程開機(jī)等智能化功能。ATX電源主要有ATX2.02和ATX2.03兩種。ATX2.03電源支持P4主板，多出了一條12v的主板電源插頭和提供AGPPro的5V電源插頭。BTX系統(tǒng)可以使用當(dāng)前最新版的ATX2規(guī)格電源，支持ATX12V、SFX12V、CFX12V和LFX12V。2.機(jī)箱和電源（續(xù)）

◆ATX12V是專門為全尺寸塔式機(jī)箱設(shè)計(jì)的電源供給標(biāo)準(zhǔn)，SFX12V是大多數(shù)桌面中型搭式機(jī)箱中使用的傳統(tǒng)電源。在BTX主板上采用和ATX相同的電源接口，繼續(xù)使用現(xiàn)有電源，降低了升級(jí)的成本?！鬋FX12V是僅使用在BTX主板上的電源模式，其接口形狀不規(guī)則，可根據(jù)光驅(qū)和硬盤接口寬度而拉長。不規(guī)則形狀可使Intel最大限度控制臺(tái)式機(jī)和中型塔式機(jī)箱的體積，使BTX在SFFPC市場上有所作為。BTX主板上用的CFX12V只要加上4針的電源線仍可以與一般的ATX電源供應(yīng)器兼容?！鬖FX12V是BTX架構(gòu)中體積最小的電源標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用于SFFPC那樣的超小型系統(tǒng)中。3.顯示器和顯示卡

顯示器

顯示器是最重要的輸出設(shè)備。計(jì)算機(jī)通過顯示屏幕向用戶輸出信息，用戶通過顯示屏幕看到計(jì)算機(jī)反饋給自己的輸入信息，了解程序運(yùn)行的結(jié)果，跟蹤或監(jiān)視程序運(yùn)行過程。顯示器屏幕是人機(jī)交互的主要窗口。顯示器主要種類：傳統(tǒng)的CRT顯示器和LCD液晶顯示器。

◆CRT顯示器按顯示屏幕大小有15、17、19、21英寸或更大尺寸，

目前17英寸是主流；

按顯示屏幕形狀有球面、平面直角和純平，目前純平是主流。

◆顯示器性能：分辨率——整屏顯示的像素的多少

光柵掃描方式——逐行掃描和隔行掃描

垂直掃描時(shí)間

——完成一幀(整屏)掃描所需的時(shí)間

帶寬——每秒鐘電子槍掃描過的像素點(diǎn)個(gè)數(shù)，單位MHz

像素位寬——表示該點(diǎn)像素的二進(jìn)位數(shù)

◆CRT顯示器的輻射相對(duì)較重，污染環(huán)境。其輻射環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)有能源之星、

MPRII和CTO三種標(biāo)準(zhǔn)。能源之星要求最低，TCO比MPRII更嚴(yán)厲。3.顯示器和顯示卡（續(xù)）●LCD種類：無源陣列彩顯（DSTN-LCD，俗稱偽彩顯）

薄膜晶體管有源陣列彩顯（TFT-LCD，又稱真彩

顯），TFT是當(dāng)前主流。

●

LCD彩色：DSTN-LCD只有8位256種顏色

TFT顯示器色彩鮮艷，通常有16位64K種顏色或

24位16M種顏色。

●

LCD分辨率：廠家設(shè)定為800點(diǎn)×600行（SVGA顯示模式）或

1024點(diǎn)×768行（XGA顯示模式），不能任意

調(diào)整。

●

LCD環(huán)保性能：輻射低，屏幕視角廣，防眩光、防反射表現(xiàn)

好。3.顯示器和顯示卡（續(xù)）

顯示卡

顯示器由顯示卡控制。

顯示控制卡的發(fā)展：MDA→CGA→EGA→VGA→SVGA、TVGA→

AVGA、XVGA

顯卡類型（按總線分）：ISA顯卡、VESA顯卡、PCI顯卡和AGP顯卡

現(xiàn)在微機(jī)上配置的多是AGP顯卡

在最新的BTX架構(gòu)中，PCIExpress×16

取代AGP×8，并提供更高的帶寬。

顯示卡組成：主要由圖形處理芯片、視頻存儲(chǔ)器及BIOS芯片等。

顯示卡性能：主要取決于卡上使用的圖形芯片。

顯示卡上都設(shè)置具有圖形處理功能的加速芯片，可處理象

Windows類型的圖形任務(wù)而盡量減少CPU參與。

3.顯示器和顯示卡（續(xù)）像素填充率：是顯示卡上的顯示芯片每秒鐘能夠填充的像素?cái)?shù)，

它等于顯示芯片的頻率乘以渲染途徑的數(shù)量。

如Geforce3Ti500顯示卡的顯示頻率為240MHz，

有4條渲染管道，每條渲染管道還包含2個(gè)貼圖單元，

其像素填充率就是240×4×2＝1920M像素/秒。顯示內(nèi)存VRAM：存儲(chǔ)顯示數(shù)據(jù)，其容量越大顯示卡可支持的

分辨率越高、可顯示的顏色數(shù)越多。

VRAM存取速度越快越好，如Geforce3顯卡

用3.8nS的DDR做顯存。4.鼠標(biāo)和鍵盤鼠標(biāo)

鼠標(biāo)用來控制光標(biāo)在顯示屏上的位置，向主機(jī)輸入用戶所選中的操作命令或操作對(duì)象。

鼠標(biāo)價(jià)低低易用，是圖形用戶界面環(huán)境中必備的輸入設(shè)備。鼠標(biāo)分類

按內(nèi)部結(jié)構(gòu)分：主要有機(jī)械鼠標(biāo)和光電鼠標(biāo)。

按鍵數(shù)目分：單鍵、雙鍵和三鍵鼠標(biāo)。

蘋果電腦通常使用單鍵鼠標(biāo)

雙鍵鼠標(biāo)又叫做MS鼠標(biāo)

三鍵鼠標(biāo)又稱PC鼠標(biāo)。多數(shù)三鍵鼠標(biāo)下部有

切換按鈕開關(guān)，在雙鍵和三鍵狀態(tài)之間切換

*鼠標(biāo)使用在雙鍵或三鍵狀態(tài)主要取決于軟件。像Windows操

作系統(tǒng)一般只用雙鍵鼠標(biāo)，有些軟件支持第三鍵，比如Auto

CAD等。4.鼠標(biāo)和鍵盤（續(xù)）

按維數(shù)分：3D鼠標(biāo)和4D鼠標(biāo)得到廣泛應(yīng)用，它們分別在

鼠標(biāo)前端中間部位多了一個(gè)或兩個(gè)小滾輪，

用于在瀏覽網(wǎng)頁或文檔時(shí)拖動(dòng)垂直和水平滾動(dòng)

條（3D鼠標(biāo)只能拖動(dòng)垂直滾動(dòng)條）。按接口類型分：串口、PS/2和USB鼠標(biāo)。

按連接線分：有線鼠標(biāo)和無線鼠標(biāo)

無線鼠標(biāo)有兩種：紅外和電波無線型鼠標(biāo)

前者一定要對(duì)準(zhǔn)紅外線收發(fā)器才能活動(dòng)自

如（否則就沒有反應(yīng)）

后者則可以較隨意地傳送信息。

4.鼠標(biāo)和鍵盤（續(xù)）

鍵盤

鍵盤是計(jì)算機(jī)必備的輸入設(shè)備。

人體工程學(xué)鍵盤遵照人體工程學(xué)原理，比普通鍵盤多了一個(gè)托盤，可減輕長時(shí)間鍵盤輸入的疲憊。鍵盤分類

按鍵數(shù)分：83鍵→101/102鍵→104鍵、107鍵鍵盤。

107鍵比104鍵多出喚醒、休眠、電源開關(guān)三個(gè)鍵

（在鍵盤上端）。

隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，又出現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)鍵盤，

它在右端小數(shù)字鍵盤的左側(cè)安排了一組用于上網(wǎng)

操作的附加鍵。

按物理結(jié)構(gòu)分：機(jī)械式、薄膜式、電容式鍵盤

現(xiàn)在普遍使用無觸點(diǎn)且操作靈活的電容式鍵盤

按接口類型分：AT鍵盤、PS/2鍵盤、USB鍵盤等

臺(tái)式機(jī)常用的是PS/2接口鍵盤。

按連線分：還有無線電鍵盤，用它可以遠(yuǎn)程操作微機(jī)。1.6.2硬件配置

1.CPU

CPU是整個(gè)微型計(jì)算機(jī)的核心

現(xiàn)代CPU芯片內(nèi)部都集成了高速緩存Cache和其它一些控制電路。386之前CPU直接焊接在主板上，之后主板上只焊接CPU插座。

CPU插座：插拔式→ZIF(ZeroInsertForce：零插拔力)插座。

CPU插座典型結(jié)構(gòu)：Socketxxx、

PII/PⅢ/部分新PⅢ的Slot1，

AMD的Athlon等用的SlotA，

P4處理器插座Socket423和Socket478

Socket-T則支持LGA封裝的Pentium4處理器。

典型CPU芯片典型CPU芯片（續(xù)）2.芯片組

芯片組（ChipSet）：主板的核心部分，是微處理器之外最重要

的系統(tǒng)控制邏輯電路。

如果把微處理器稱作計(jì)算機(jī)的大腦，

則控制芯片組就是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞。芯片組組成：北橋（NorthBridge）和南橋（SouthBridge）兩片。

也有由一塊芯片構(gòu)成的，如SIS5598等

少數(shù)也有由3塊或更多塊芯片構(gòu)成的。北橋芯片又稱主橋（HostBridge），在芯片組中起主導(dǎo)作用。

◆北橋芯片負(fù)責(zé)與CPU聯(lián)系，提供對(duì)CPU的類型和主頻、系統(tǒng)前端總線

頻率、內(nèi)存類型和最大容量、ISA/PCI/AGP/PCIExpress插槽、ECC

糾錯(cuò)等支持，控制內(nèi)存、AGP、PCI、PCIExpress等在北橋內(nèi)部傳輸。

整合型芯片組還在北橋芯片中集成了顯示核心。

◆北橋芯片與微處理器之間通信最為密切，為提高通信性能須縮短傳輸距離，

故其離CPU最近；北橋芯片的數(shù)據(jù)處理量非常大，因此塊頭也相對(duì)較大而且發(fā)

熱厲害，故其上都覆蓋有散熱片，多數(shù)還配置風(fēng)扇，加強(qiáng)芯片散熱。2.芯片組（續(xù)）南橋芯片

南橋芯片：芯片組的重要組成部分

◆負(fù)責(zé)I/O總線通道之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、ISA、SATA、音頻控制器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和高級(jí)電源管理等，將PCI總線標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成外設(shè)的其它接口標(biāo)準(zhǔn)，負(fù)責(zé)微機(jī)中諸如中斷請(qǐng)求管理、DMA傳輸控制、系統(tǒng)計(jì)數(shù)/定時(shí)等功能?！裟蠘蛐酒?yàn)樗B接的I/O總線較多，因此一般位于PCI插槽附近，離CPU相對(duì)較遠(yuǎn)，以有利于主板布線。南橋芯片處理的數(shù)據(jù)流量沒有北橋芯片那么大，所以個(gè)頭相對(duì)小些，也沒有覆蓋散熱片。

◆南橋芯片的發(fā)展趨勢是集成更多的功能，如網(wǎng)卡、RAID、

IEEE1394、WIFI無線網(wǎng)絡(luò)等。3.存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器層次結(jié)構(gòu)：頂層CPU內(nèi)寄存器

高速緩存L1Cache和L2Cache

主存儲(chǔ)器（簡稱主存）

外存：硬盤、光驅(qū)以及U盤（即USB移動(dòng)硬盤）、

軟驅(qū)、磁帶機(jī)等可裝卸的存儲(chǔ)設(shè)備。內(nèi)存插槽及內(nèi)存條

◆內(nèi)存條：焊接DRAM芯片的有存儲(chǔ)控制的印刷電路板

◆內(nèi)存槽：插入內(nèi)存條的插槽

內(nèi)存條插槽按結(jié)構(gòu)分為：SIMM（單邊接觸式存儲(chǔ)器模塊）

DIMM（雙邊接觸式存儲(chǔ)器模塊）

RIMM（Rambus專用存儲(chǔ)器模塊）

FBDIMM（全緩沖雙邊接觸式存儲(chǔ)器模塊）內(nèi)存｝3.存儲(chǔ)器（續(xù)）◆內(nèi)存條存儲(chǔ)芯片：EDODRAM、SDRAM、DDRSDRAM

RDRAM

SDRAM—168針插條

DDRSDRAM和RDRAM—184針插條

DDR2—240針插條

FBDIMM：串行傳輸，69個(gè)針腳

◆內(nèi)存條數(shù)據(jù)傳輸率：1.2GB/s、2.1GB/s和3.2GB/s

◆內(nèi)存條容量：128MB、256MB、512MB、1GB、2GB等。

◆內(nèi)存插槽數(shù)：2～4個(gè)，不同內(nèi)存條對(duì)應(yīng)不同的內(nèi)存插槽

3.存儲(chǔ)器（續(xù)）

硬盤

◆硬盤是必不可少的大容量外存儲(chǔ)器

功能：保存操作系統(tǒng)、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件

存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

硬盤轉(zhuǎn)速RPM(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))：5400→7200(主流)→15000→……

硬盤尺寸：3.5英寸(臺(tái)式機(jī))、2.5英寸和1.8英寸(筆記本電腦)◆硬盤接口：IDE接口、SCSI接口、SATA接口

●IDE接口有40引腳，通過40芯電纜可連接兩臺(tái)IDE設(shè)備。

IDE接口也叫ATA接口，技術(shù)不斷更新——

ATA-1：支持最大硬盤容量為504MB，最高傳輸速率為3.3MB/s；

ATA-2：即EIDE接口，支持硬盤最大容量為8.1GB，

最高數(shù)據(jù)傳輸速率為16.7MB/s；

ATA-3：引入S.M.A.R.T（自監(jiān)測、分析和報(bào)告）技術(shù)，

數(shù)據(jù)傳輸速率同ATA-2；3.存儲(chǔ)器（續(xù)） ATA-4：即UltraDMA/33和UltraDMA/66，

Pentium機(jī)常見硬盤接口，

DMA后的數(shù)字大致相當(dāng)于硬盤的最高數(shù)據(jù)傳輸速率

IDE硬盤接線槽：40芯電纜插座、4腳電源插口、跳線槽口跳線短路設(shè)置選擇該硬盤是主盤（MasterSingleDrive）還是副盤（Slave）或者由硬盤數(shù)據(jù)線來決定（EnableCableselect）?！馭ATA（SerialATA：串行ATA）：ATA-100、ATA-133：

最大外部數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到100MB/s、133MB/s。

第三代SATA接口外部數(shù)據(jù)最大傳輸速率可達(dá)600MB/s?！馭CSI接口：SCSI-1、SCSI-2用于硬盤、光驅(qū)、刻錄機(jī)等設(shè)備。

SCSI接口連接的設(shè)備多（達(dá)15個(gè)）、CPU占用率少、傳輸速度快。3.存儲(chǔ)器（續(xù)）

光盤及光盤驅(qū)動(dòng)器

光盤驅(qū)動(dòng)器集光學(xué)、機(jī)械及電子技術(shù)于一身，已成為微機(jī)的基本配置。

光盤驅(qū)動(dòng)器有CD-ROM、DVD-ROM、CD-RW、DVD-RW等多種，它們都是5英寸驅(qū)動(dòng)器，外形相仿3.存儲(chǔ)器（續(xù)）光盤驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)：傳輸速率和平均查找時(shí)間。

傳輸速率：150KB/s(每秒鐘傳送15萬個(gè)字節(jié))為初定標(biāo)準(zhǔn)，

“X速”即傳輸速率為X×150KB/S。

平均查找時(shí)間：光束尋找軌道和扇區(qū)所需花費(fèi)的平均時(shí)間。

CD-ROM尺寸（直徑）：12cm和8cmDVD(DigitalVideoDisc：數(shù)字視盤/

DigitalVersatileDisc：數(shù)字多功能光碟)

光碟提供影院級(jí)聲像，各種交互式畫面引入獨(dú)特的導(dǎo)航功能。

DVD技術(shù)核心是MPEG2標(biāo)準(zhǔn)，這是無明顯失真的壓縮技術(shù)。

DVD驅(qū)動(dòng)器完全兼容現(xiàn)在流行的VCD、CD-ROM、CD-R、

CD-AUDIO，但是普通光驅(qū)不能讀DVD光盤。

DVD光盤大小與普通CD-ROM一樣，但它采用波長為635mm～

650mm的紅激光刻盤，使軌道間距減少，極大地增加了光盤

的存儲(chǔ)量。DVD定義了4種格式光盤。3.存儲(chǔ)器（續(xù)）光盤刻錄機(jī)CD-RW可對(duì)CD-RW光盤進(jìn)行讀和寫。

◆CD-RW外觀與CD-ROM一樣，但它里面激光器的功率比

CD-ROM的大。

◆CD-RW光盤可進(jìn)行次數(shù)有限的寫，讀與CD-ROM相同。

◆常見的光盤刻錄機(jī)速度分刻錄速度、復(fù)寫速度、讀取速度。

如刻錄機(jī)前端面板上寫著20×10×40，表明它的最大刻錄

速度是20速、最大復(fù)寫速度是10速、最大讀取速度是40速。

◆刻錄機(jī)都具有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)緩沖功能，緩沖區(qū)越大越有利于

刻盤，通常為512KB～8MB。

◆光盤刻錄機(jī)接口：SCSI口、IDE口和并行口。

家用的多為IDE接口，

SCSI接口因較少占用CPU資源、刻錄過程數(shù)據(jù)傳輸?shù)酶鲿?/p>

而使刻錄工作穩(wěn)定可靠。3.存儲(chǔ)器（續(xù)）

軟盤驅(qū)動(dòng)器和閃存

◆3.5英寸的軟盤驅(qū)動(dòng)器現(xiàn)在仍是微機(jī)的基本配置。

◆軟盤驅(qū)動(dòng)器用于對(duì)軟盤進(jìn)行讀寫操作

由控制電路板、磁頭定位器、磁頭和馬達(dá)組成。

磁頭定位器有一個(gè)步進(jìn)馬達(dá)，負(fù)責(zé)把磁頭移動(dòng)到相應(yīng)磁道；

馬達(dá)帶動(dòng)磁盤旋轉(zhuǎn)，每分鐘300轉(zhuǎn)；

磁頭接觸旋轉(zhuǎn)的磁盤表面進(jìn)行讀寫操作。

◆軟盤驅(qū)動(dòng)器的尾部有一個(gè)34針的數(shù)據(jù)接口和小4腳的電源插槽

34芯的數(shù)據(jù)電纜連接軟驅(qū)和主板上的34針軟驅(qū)接口。Zip驅(qū)動(dòng)器的軟盤容量100M，但不能讀取1.44MB的3.5英寸軟盤。LS-120驅(qū)動(dòng)器能讀寫120MB的LS-120軟盤和1.44MB普通軟盤。3.存儲(chǔ)器（續(xù)）閃存盤是FlashMemory芯片存儲(chǔ)器，拇指大小

◆容量：128MB、256MB、512MB、1G……

◆接口：USB移動(dòng)硬盤：容量達(dá)20GB、40GB或者更高，USB口與主機(jī)連接。存儲(chǔ)卡：規(guī)格多，主機(jī)上配置有X合一的讀卡器，

方便移動(dòng)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和傳輸。4.其它配件

(1)聲卡

◆主板集成聲卡：中高檔主板多集成支持6聲道輸出的

CMI8738芯片，軟聲卡效果不如硬聲卡。

◆聲卡基本功能：

n單/雙聲道或多聲道錄制聲音，并能控制采樣速率；

n可把數(shù)字化的聲音信號(hào)(經(jīng)DAC芯片)轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)，

也可把模擬聲音信號(hào)(經(jīng)ADC芯片)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；

n通過MIDI(音樂數(shù)字接口)能使用MIDI樂器演奏音樂；

n具有混聲功能，能控制聲源和音頻信號(hào)的大?。弧裼幸换驇讉€(gè)CD音頻輸入接口，可接收光驅(qū)的音頻信號(hào)。

4.其它配件（續(xù)）(1)聲卡（續(xù)）聲卡的質(zhì)量取決于它的采樣頻率、采樣精度和回放能力。

◆采樣頻率：每秒鐘采集信號(hào)的次數(shù)。采樣頻率越高，包含的

聲源諧波越豐富，失真越少；

聲卡一般采用11.025K、22.05K和44.1KHz的采

樣頻率?！舨蓸泳龋簺Q定記錄聲音的動(dòng)態(tài)范圍和精準(zhǔn)度

用有限的二進(jìn)位(bit)來表示，通常是8位、12位

或16位，位數(shù)越多，保真度越高。4.其它配件（續(xù)）(2)Modem（調(diào)制解調(diào)器）Modem是Modulator（調(diào)制器）和demodulator（解調(diào)器）的縮寫

◆Modem是家用微機(jī)通過撥號(hào)上網(wǎng)的基本硬件配置。

◆Modem有內(nèi)置式和外置式兩種。

◆新型USBModem只有呼機(jī)大小，通過USB接口與主機(jī)相連。Modem性能：速度、穩(wěn)定性、符合的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

◆速度：56Kbps（下行速率）

◆穩(wěn)定性：不掉線、抗雷擊、防震防水等

◆70協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)：是V.92等4.其它配件（續(xù)）(3)打印機(jī)

◆打印機(jī)是常用的輸出設(shè)備，用來輸出硬拷貝(hardcopy)。

◆微機(jī)配套使用最多的是針式打印機(jī)、噴墨印字機(jī)和激光印字機(jī)。

◆打印機(jī)接口：●Centronics標(biāo)準(zhǔn)并行接口：與打印機(jī)端相連的

是36針的Amphenol57接頭；而與微機(jī)相連的

是25針的DB-25接頭；

●SCSI接口：用于一些高速激光印字機(jī)

●USB接口：應(yīng)用越來越多◆打印機(jī)電源：自帶，單獨(dú)供電。4.其它配件（續(xù)）(4)掃描儀

◆掃描儀是獲取圖像、照片信息并將之?dāng)?shù)字化、以圖片文件

的形式保存在計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器中的輸入設(shè)備。

◆掃描儀z種類：按掃描方式可分為三類：

手持式掃描儀

平板式掃描儀

滾筒式掃描儀◆掃描儀分辨率：用dpi(dotperinch：每英寸像素點(diǎn))表示。

光學(xué)分辨率取決于CCD元件數(shù)量和透鏡質(zhì)量。

300dpi簡單應(yīng)用，有300×600、600×1200dpi等。

機(jī)械分辨率(廠商常提供)總比光學(xué)分辨率高出許多。

◆借助OCR(OpticalCharacterRecognition：光學(xué)字符識(shí)別)

軟件，可將掃描儀輸入的文字字符圖形轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的漢字

代碼和ASCII碼，減輕錄入工作。4.其它配件（續(xù)）(4)掃描儀

◆掃描儀總線接口：SCSI

USB

(5)繪圖儀

◆繪圖儀用來輸出線劃圖形，在CAD和CAM中應(yīng)用廣泛。

◆線段描繪：控制繪圖儀畫筆的落筆/抬筆和運(yùn)動(dòng)方向畫出。

◆繪圖儀種類：滾筒式和平臺(tái)式繪圖儀

1.7數(shù)的表示與運(yùn)算

1.7.1數(shù)制與碼制

1.數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換

2.有符號(hào)數(shù)的表示——數(shù)的碼制

1.7.2計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

1.整數(shù)表示

2.浮點(diǎn)表示

1.7.3數(shù)的運(yùn)算

1.整數(shù)運(yùn)算

2.實(shí)數(shù)運(yùn)算

1.7.1數(shù)制與碼制1.數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換(1)進(jìn)位計(jì)數(shù)制

◆r進(jìn)制

r進(jìn)制數(shù)數(shù)碼有r個(gè)：0、1、2…r-1；

計(jì)數(shù)或運(yùn)算時(shí)逢r進(jìn)1，借1當(dāng)r；

各位的權(quán)為r的相應(yīng)次冪；

左移i位相當(dāng)于乘以ri，右移i位相當(dāng)于除以ri。

n位整數(shù)、m位小數(shù)的r進(jìn)制數(shù)X的數(shù)值按權(quán)(ri)展開：

1.數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換（續(xù)）(1)進(jìn)位計(jì)數(shù)制（續(xù)）

◆十進(jìn)制

十進(jìn)制數(shù)數(shù)碼有10個(gè)：0、1、2、…9；

計(jì)數(shù)或運(yùn)算逢10進(jìn)1，借1當(dāng)10；

各位的權(quán)為10的相應(yīng)次冪；

左移i位相當(dāng)乘以10i，右移i位相當(dāng)除以10i(即×10-i)。

n位整數(shù)、m位小數(shù)的十進(jìn)制數(shù)X的按權(quán)展開式為：

◆二進(jìn)制

二進(jìn)制數(shù)數(shù)碼有兩個(gè)：0、1；

計(jì)數(shù)或運(yùn)算時(shí)逢2進(jìn)1，借1當(dāng)2；

各位的權(quán)為2的相應(yīng)次冪；

左移i位相當(dāng)乘以2i，右移i位相當(dāng)除以2i(即×2-i)。

n位整數(shù)、m位小數(shù)的二進(jìn)制數(shù)X的按權(quán)展開式為：

1.數(shù)制及其相互轉(zhuǎn)換（續(xù)）(1)進(jìn)位計(jì)數(shù)制（續(xù)）

◆十六進(jìn)制

十六進(jìn)制數(shù)碼有十六個(gè)：0…9、A、B…F；

計(jì)數(shù)或運(yùn)算時(shí)逢16進(jìn)1，借1當(dāng)16；

各位的權(quán)為16的相應(yīng)次冪；

左移i位相當(dāng)乘以16i，右移i位相當(dāng)除以16i(即×16-i)；

n位整數(shù)、m位小數(shù)十六進(jìn)制數(shù)X的按權(quán)展開式為：

◆八進(jìn)制八進(jìn)制數(shù)碼有八個(gè)：0、1、2、3、4、5、6、7；

計(jì)數(shù)或運(yùn)算時(shí)逢8進(jìn)1，借1當(dāng)8；

各位的權(quán)為8的相應(yīng)次冪；

左移i位相當(dāng)乘以8i，右移i位相當(dāng)除以8i(即×8-i)；

n位整數(shù)、m位小數(shù)八進(jìn)制數(shù)X的按權(quán)展開式為：

(2)常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

◆任意進(jìn)制到十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

●基本方法：按權(quán)展開。

●常用方法：整數(shù)部分N用基值重復(fù)相乘：

N=rn-1rn-1+rn-2rn-2+…+r1r1+r0r0=((…(rn-1r+rn-2)r+…+r2)r+r1)r+r0；小數(shù)部分M用基值重復(fù)相除：

M=r-1r-1+r-2r-2+…+r-(m-1)r-(m-1)+r-mr-m=((…(r-m/r+r-(m-1))/r+…+r-2)/r+r-1)/r。

◆十進(jìn)制到其它進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

●整數(shù)部分：重復(fù)除以基數(shù)取余；小數(shù)部分：重復(fù)乘以基數(shù)取整。

十→r轉(zhuǎn)換：整數(shù)部分除r取余，小數(shù)部分乘r取整。

十→二：整數(shù)部分除2取余，小數(shù)部分乘2取整。十進(jìn)制到其它進(jìn)制的轉(zhuǎn)換（續(xù)）37.8125=100101.1101B

二進(jìn)制與八進(jìn)制、十六進(jìn)制間的轉(zhuǎn)換

◆二→八或二→十六的轉(zhuǎn)換方法：三合一或四合一

以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，整數(shù)部分向左3位或4位二進(jìn)制數(shù)化

為1位八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)，不足3或4位的添前0；

小數(shù)部分向右3位或4位二進(jìn)制數(shù)化為1位八進(jìn)制或十六

進(jìn)制數(shù)，不足3或4位的補(bǔ)后0。

◆八→二或十六→二的轉(zhuǎn)換方法：一分三或一分四

以小數(shù)點(diǎn)為基準(zhǔn)，整數(shù)部分向左、小數(shù)部分向右將1位

八進(jìn)制或十六進(jìn)制數(shù)化成3或4位二進(jìn)制數(shù)，再去掉無意

義的前0和后0。

常用進(jìn)位計(jì)數(shù)制之間

的轉(zhuǎn)換方法如圖所示。

2.有符號(hào)數(shù)的表示——數(shù)的碼制

原碼：最高位表示符號(hào)：0為正，1為負(fù)，數(shù)值的尾數(shù)部分不變。

機(jī)器字長為n位，真值為X的整數(shù)原碼表示

若Xs表示數(shù)的符號(hào)(0為正，1為負(fù))，則：

真值為X的小數(shù)原碼表示為：

0的原碼有兩種表達(dá)形式（以n=8為例）：

[+0]原=00000000，[-0]原=10000000。

整數(shù)原碼的表示范圍：字長為8(即n=8)時(shí)，為-127≤X≤127；

字長為16時(shí)，為-32767≤X≤32767。原碼作兩數(shù)的加減運(yùn)算時(shí)很麻煩：

以加法為例，要先判兩數(shù)符號(hào)的異同，相同時(shí)兩數(shù)直接相加；

若不相同再判兩數(shù)的絕對(duì)值大小，然后以絕對(duì)值大的數(shù)減去絕對(duì)值

小的數(shù)，得到結(jié)果的絕對(duì)值，最后將絕對(duì)值大的數(shù)符賦給結(jié)果。反碼：正數(shù)的反碼符號(hào)位為0，尾數(shù)不變；

負(fù)數(shù)的反碼符號(hào)位為1，數(shù)值的尾數(shù)逐位變反。

真值為X的n位反碼為：

整數(shù)[X]反=(2n-1)×Xs+X-2n-1＜X＜2n-1(Mod2n-1)

小數(shù)[X]反=(2-2-n)×Xs+X-1＜X＜1[Mod(2-2-n)]

負(fù)數(shù)(Xs為1)反碼：由(2n-1)×Xs得到n位1，+X（即減去X的絕對(duì)值）就

得到“符號(hào)位為1，數(shù)值的尾數(shù)逐位變反”的結(jié)果。0的反碼有兩種表達(dá)形式(以8位為例)：[+0]反=00000000，[-0]反=11111111。整數(shù)反碼的表示范圍：字長為8(即n=8)時(shí)，為：-127≤X≤127；

字長為16時(shí)，為-32767≤X≤32767。反碼作加減運(yùn)算比原碼簡單得多：

1)[X+Y]反=[X]反+[Y]反（符號(hào)位與尾數(shù)一樣參加運(yùn)算，循環(huán)進(jìn)位）

2)[X-Y]反=[X+(-Y)]反=[X]反+[-Y]反（反碼把減法化成加法）

3)[-Y]反=[[Y]反]反（將[Y]反連同符號(hào)一起對(duì)所有各位求反，得[-Y]反）2.有符號(hào)數(shù)的表示——數(shù)的碼制（續(xù)）

反碼（續(xù)）例：x=45，y=78，用八位字長反碼求x+y，x-y，-x+y，-x-y解：x=45=101101B，

y=78=1001110B[x]反=00101101[-x]反=11010010[y]反=01001110[-y]反=10110001[x+y]反=01111011[x-y]反=11011110[-x+y]反=00100001[-x-y]反=100001000010110100101101

1101001011010010+01001110

+10110001+01001110+101100010111101111011110

100100000110000011

+1+10010000110000100x+y=1111011Bx-y=-0100001B-x+y=0100001B-x-y=-1111011B=123=-33=33=-123

補(bǔ)碼

模的概念

◆模：一個(gè)物理系統(tǒng)的最大量程

◆補(bǔ)數(shù)：一個(gè)數(shù)與模的差就是該數(shù)的補(bǔ)數(shù)

◆加法代替減法：減一個(gè)數(shù)總可用加上該數(shù)的補(bǔ)數(shù)來代替補(bǔ)碼一個(gè)絕對(duì)值小于模的數(shù)，若為正，其補(bǔ)碼就是該數(shù)本身；

若為負(fù)，其補(bǔ)碼就是該數(shù)與模的和。

補(bǔ)碼表示：整數(shù)

[X]補(bǔ)=2n×Xs＋X-2n-1≤X＜2n-1(Mod2n)

小數(shù)[X]補(bǔ)=2×Xs＋X-1≤X＜1(Mod2)

整數(shù)補(bǔ)碼表示的范圍：n=8時(shí)為-128≤X≤127，

n=16時(shí)為-32768≤X≤32767。

[-128]補(bǔ)=28×1+10000000=100000000+10000000=110000000=10000000(M0d28)

0的補(bǔ)碼：只有一種形式（按模的運(yùn)算規(guī)則，以8位為例）

[+0]補(bǔ)=00000000[-0]補(bǔ)=100000000=00000000(Mod28)補(bǔ)碼（續(xù)）補(bǔ)碼求法

正數(shù)求補(bǔ)碼，符號(hào)位為0，尾數(shù)不變。

負(fù)數(shù)求補(bǔ)碼，符號(hào)位為1，尾數(shù)各位變反加1；

即尾數(shù)中最后一個(gè)1及其后面的0不變，之前的各位變反。補(bǔ)碼運(yùn)算：

①[X+Y]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[Y]補(bǔ)（符號(hào)位和尾數(shù)一樣參加運(yùn)算)，進(jìn)位丟棄不管

②[X-Y]補(bǔ)=[X+(-Y)]補(bǔ)=[X]補(bǔ)+[-Y]補(bǔ)（補(bǔ)碼把減法化成加法）③[-Y]補(bǔ)=[[Y]補(bǔ)]補(bǔ)

例：X=45，Y=78，用八位字長的補(bǔ)碼求X+Y，X-Y，-X+Y，-X-Y解：X=45=101101B，Y=78=1001110B[x]補(bǔ)=00101101[-x]補(bǔ)=11010011[y]補(bǔ)=01001110[-y]補(bǔ)=10110010

補(bǔ)碼（續(xù)）[x+y]補(bǔ)=01111011[x-y]補(bǔ)=11011111[-x+y]補(bǔ)=00100001[-x-y]補(bǔ)=10000101

00101101001011011101001111010011+01001110+10110010

+01001110

+101100100111101111011111100100001110000101x+y=1111011Bx-y=-0100001B-x+y=0100001B-x-y=-1111011=123=-33=33=-123雙符號(hào)位補(bǔ)碼：正數(shù)的符號(hào)用00表示，負(fù)數(shù)的符號(hào)用11表示。

運(yùn)算過程中兩個(gè)符號(hào)位不一致即發(fā)生溢出：01表示上溢

10表示下溢增碼：表示浮點(diǎn)數(shù)的階碼，又叫移碼，對(duì)每個(gè)階碼都加上一個(gè)正的常數(shù)

(稱偏移常數(shù))，變成“偏移”了的階碼。階符總為0，可以省略，浮

點(diǎn)數(shù)小數(shù)點(diǎn)的實(shí)際位置由移碼減去偏移常數(shù)后的值來決定。1.7.2計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示

1.整數(shù)表示

整數(shù)又稱定點(diǎn)數(shù)，Pentium處理器能表示整數(shù)類型較多，除無符號(hào)整數(shù)外，還有