第2章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)

大學(xué)計(jì)算機(jī)第2章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)本章主要內(nèi)容：計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)制；不同類型的信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示方法；一般計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)；計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)，以及計(jì)算機(jī)的基本工作過(guò)程；微型計(jì)算機(jī)的部件，包括微處理器、存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備、主板、總線等；如何選購(gòu)、組裝一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)；常用的各種軟件；計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全的相關(guān)知識(shí)。本章主要內(nèi)容：2.1計(jì)算機(jī)中的信息表示2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2.3計(jì)算機(jī)基本工作原理2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.5計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2.6計(jì)算機(jī)系統(tǒng)安全2.1計(jì)算機(jī)中的信息表示數(shù)據(jù)是信息的載體。計(jì)算機(jī)中可以處理的數(shù)據(jù)可以分為兩類：數(shù)值數(shù)據(jù)和非數(shù)值數(shù)據(jù)。數(shù)值數(shù)據(jù)有大小、正負(fù)之分，包含量的概念；非數(shù)值數(shù)據(jù)包括字母、符號(hào)、聲音、圖像等，不同的數(shù)字編碼表示不同含義。2.1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制按進(jìn)位的原則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制，簡(jiǎn)稱“數(shù)制”:十進(jìn)制,十二進(jìn)制等1.數(shù)制的特點(diǎn)⑴逢基數(shù)進(jìn)位基數(shù)是指數(shù)制中每個(gè)數(shù)據(jù)位所需要的數(shù)字字符的總個(gè)數(shù)。如十進(jìn)制中有10個(gè)數(shù)字字符，基數(shù)是10，表示逢10進(jìn)一⑵位權(quán)表示法位權(quán)是指單位一在一個(gè)數(shù)的某個(gè)位置上所代表的值，處在不同位置上的數(shù)字所代表的值不同，例如：十進(jìn)制數(shù)2394.56=2*103+3*102+9*101+4*100+5*10-1+6*10-2，2.計(jì)算機(jī)常用數(shù)制

計(jì)算機(jī)中數(shù)字電路器件通常只有“導(dǎo)通”和“斷開”兩種狀態(tài)，我們可以用“1”和“0”分別代表這兩種狀態(tài)。在計(jì)算機(jī)中的所有數(shù)據(jù)，如數(shù)字、符號(hào)以及圖形等都是用電子元器件的不同狀態(tài)表示的，也就是通過(guò)“1”“0”序列表示。自然可以想象只有“1”和“0”兩個(gè)數(shù)字的表示就是二進(jìn)制數(shù)，所以，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，所有數(shù)據(jù)的表示都采用二進(jìn)制形式。由于二進(jìn)制在表達(dá)一個(gè)數(shù)字時(shí)，位數(shù)太長(zhǎng)，不易識(shí)別，書寫麻煩，因此，在編寫計(jì)算機(jī)程序時(shí)，經(jīng)常將它們寫成對(duì)應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)或八進(jìn)制數(shù)，也經(jīng)常采用人們熟悉的十進(jìn)制數(shù)。因此，計(jì)算機(jī)工作時(shí)，往往需要根據(jù)情況，在其內(nèi)部進(jìn)行二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)、十進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換。

2.1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制表2.1常用計(jì)數(shù)制的基數(shù)和數(shù)碼數(shù)制基數(shù)數(shù)字字符二進(jìn)制201八進(jìn)制801234567十進(jìn)制100123456789十六進(jìn)制160123456789ABCDEF3.書寫規(guī)則為了區(qū)分各種計(jì)數(shù)制的數(shù)，常采用如下方法進(jìn)行書寫：⑴在數(shù)字后面加寫相應(yīng)的英文字母作為標(biāo)識(shí)B(Binary)——表示二進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制數(shù)的100可寫成100B。O(Octonary)——表示八進(jìn)制數(shù)。八進(jìn)制數(shù)的100可寫成100O。D(Decimal)——表示十進(jìn)制數(shù)。十進(jìn)制數(shù)的100可寫成100D。H(Hexadecimal)——表示十六進(jìn)制數(shù)，十六進(jìn)制數(shù)100可寫成100H。一般約定D可省略，即無(wú)后綴的數(shù)字為十進(jìn)制數(shù)字。⑵在括號(hào)外面加數(shù)字下標(biāo)(1101)2——表示二進(jìn)制數(shù)的1101。(3174)8——表示八進(jìn)制數(shù)的3174。(6678)10——表示十進(jìn)制數(shù)的6678。(2DF6)16——表示十六進(jìn)制數(shù)的2DF6。2.1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制4.計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)和處理二進(jìn)制數(shù)的常用單位⑴位(bit)位是二進(jìn)制數(shù)中的一個(gè)數(shù)位，可以是“0”或“1”。它是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)的最小單位，稱為比特(bit)。⑵字節(jié)(Byte)通常將8位二進(jìn)制數(shù)組成一組，稱作一個(gè)字節(jié)。字節(jié)是計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)處理和存儲(chǔ)容量的基本單位，如存放一個(gè)英文字母需要在存儲(chǔ)器中占用一個(gè)字節(jié)的空間。在書寫時(shí)，常將字節(jié)英文單詞Byte簡(jiǎn)寫成B，1B=8bit常用的單位還有KB(千字節(jié))、MB(兆字節(jié))、GB(千兆字節(jié))等，它們之間的關(guān)系是：1KB=B=1024B1MB=B=B=1024KB1GB=B=B=1024MB2.1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制2.1.2數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼考慮三個(gè)因素：機(jī)器數(shù)的范圍、機(jī)器數(shù)的符號(hào)和機(jī)器數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置1.機(jī)器數(shù)的范圍機(jī)器數(shù)的表示范圍由硬件(CPU中的寄存器)決定。當(dāng)使用8位寄存器時(shí)，字長(zhǎng)為8位，所以一個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)的最大值是，機(jī)器數(shù)的范圍為0～255；當(dāng)使用16位寄存器時(shí)，字長(zhǎng)為16位，所以一個(gè)無(wú)符號(hào)整數(shù)的最大值是，機(jī)器數(shù)的范圍為0～65535。2.機(jī)器數(shù)的符號(hào)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，任何數(shù)據(jù)都只能用二進(jìn)制的兩個(gè)數(shù)碼“0”和“1”來(lái)表示。正負(fù)數(shù)的表示也不例外，正負(fù)號(hào)也必須用0和1的形式表示。通常規(guī)定最高位為符號(hào)位，并用0表示正，用1表示負(fù)。圖2-1機(jī)器數(shù)的符號(hào)2.1.2數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼3.定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)部難以表示小數(shù)點(diǎn)。故小數(shù)點(diǎn)的位置是隱含的。隱含的小數(shù)點(diǎn)位置可以是固定的，也可以是變動(dòng)的，前者稱為“定點(diǎn)數(shù)”，后者稱為“浮點(diǎn)數(shù)”。⑴定點(diǎn)數(shù)在定點(diǎn)數(shù)中，小數(shù)點(diǎn)的位置一旦固定，就不再改變。定點(diǎn)數(shù)中又有定點(diǎn)整數(shù)和定點(diǎn)小數(shù)之分。定點(diǎn)整數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的位置約定在最低位的右邊，用來(lái)表示整數(shù)，如圖2-2所示；定點(diǎn)小數(shù)，小數(shù)點(diǎn)的位置約定在符號(hào)位之后，用來(lái)表示小于1的純小數(shù)。(194)10=11000010B(0.6875)10=-0.101100000000000B0000000011000010h數(shù)值部分符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)位置圖2-2機(jī)器內(nèi)的定點(diǎn)整數(shù)11011000010000

00

h數(shù)值部分符號(hào)位小數(shù)點(diǎn)位置圖2-3機(jī)器內(nèi)的定點(diǎn)小數(shù)2.1.2數(shù)值數(shù)據(jù)的編碼⑵浮點(diǎn)數(shù)如果要處理的數(shù)既有整數(shù)部分，又有小數(shù)部分，則采用定點(diǎn)數(shù)便會(huì)遇到麻煩。為此引出浮點(diǎn)數(shù)，即小數(shù)點(diǎn)位置不固定。將十進(jìn)制數(shù)66.37、－6.637、0.6637、－0.06637用指數(shù)形式表示，它們分別可以表示為：0.6637×102、－0.6637×101、0.6637×100、－0.6637×10-1可以看出，在原數(shù)字中無(wú)論小數(shù)點(diǎn)前后各有幾位數(shù)，它們都可以用一個(gè)純小數(shù)(稱為尾數(shù)，有正、負(fù))與10的整數(shù)次冪(稱為階數(shù)，有正、負(fù))的乘積形式來(lái)表示，這就是浮點(diǎn)數(shù)的表示法2.1.3字符編碼編碼方式主要有如下幾種。1.ASCII碼美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)。ASCII包括32個(gè)通用控制字符、10個(gè)十進(jìn)制數(shù)碼、52個(gè)英文大小寫字母和34個(gè)專用符號(hào)，共128個(gè)元素，故需要用7位二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行編碼，并規(guī)定其最高位總是0?！癎OOD!”的ASCII編碼二進(jìn)制：01000111B01001111B01001111B01000100B00100001B十六進(jìn)制：47H4FH4FH44H21H2.BCD碼BCD(BinaryCodedDecimal)碼又稱“二—十進(jìn)制編碼”，專門解決用二進(jìn)制數(shù)表示十進(jìn)制數(shù)的問(wèn)題。二—十進(jìn)制編碼方法很多，有8421碼、2421碼、5211碼、余3碼、右移碼等。最常用的是8421編碼。如：5803的8421編碼：01011000000000112.1.4漢字編碼漢字通常用兩個(gè)字節(jié)進(jìn)行編碼，且根據(jù)傳輸、輸入、存儲(chǔ)和處理、打印或顯示等不同處理場(chǎng)合，分為交換碼、輸入碼、機(jī)內(nèi)碼和字形碼。⑴交換碼不同設(shè)備之間交換信息需要有共同的信息表示方法，對(duì)于字符和漢字的交換也需要制定一種人們共同遵守的編碼標(biāo)準(zhǔn)，這就是交換碼標(biāo)準(zhǔn)?，F(xiàn)在，漢字交換碼主要采用國(guó)標(biāo)碼和BIG5碼兩種編碼方式。①國(guó)標(biāo)碼1981年我國(guó)公布的《通用漢字字符集(基本集)及其交換碼標(biāo)準(zhǔn)》GB2312-80編碼簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)碼，它規(guī)定每個(gè)漢字編碼由兩個(gè)字節(jié)構(gòu)成。第一個(gè)字節(jié)的范圍從A1H－FEH，共94種，第二個(gè)字節(jié)的范圍也為A1H－FEH，共94種。共定義了6763個(gè)漢字和682個(gè)圖形符號(hào)。漢字分為兩級(jí)，即一級(jí)（常用）漢字3755個(gè)(按漢語(yǔ)拼音排序)和二級(jí)（次常用）漢字3008個(gè)(按偏旁部首排序)。②BIG5碼BIG5碼是臺(tái)灣計(jì)算機(jī)界實(shí)行的漢字編碼字符集。2.1.4漢字編碼⑵漢字輸入碼漢字輸入碼是指從鍵盤輸入漢字時(shí)采用的編碼，又稱為外碼，主要有:數(shù)字編碼，如區(qū)位碼；拼音碼，如微軟拼音輸入法、紫光輸入法、智能ABC輸入法等；形碼，如五筆字型輸入法、表形碼；音形碼，如雙拼碼、五十字元等。⑶漢字機(jī)內(nèi)碼漢字機(jī)內(nèi)碼是指計(jì)算機(jī)內(nèi)部存儲(chǔ)、處理加工漢字時(shí)所用的代碼。通常將國(guó)標(biāo)碼的前兩個(gè)字節(jié)的最高位置“1”作為漢字的機(jī)內(nèi)碼。以漢字“啊”為例，其機(jī)內(nèi)碼為B0A1H，即1011000010100001。⑷漢字字形碼字形碼是指文字信息的輸出編碼。通常采用點(diǎn)陣形式，點(diǎn)陣越大，分辨率就越高，輸出的字形也就越清晰美觀。漢字字型有16×16、24×24、32×32、48×48、128×128點(diǎn)陣等，2.1.4漢字編碼⑸各種編碼之間的關(guān)系交換碼輸入設(shè)備輸入管理軟件漢字輸入碼(外碼)計(jì)算機(jī)漢字處理輸出管理軟件漢字庫(kù)存儲(chǔ)器通訊管理軟件打印機(jī)字形或交換碼字形碼地址碼內(nèi)碼內(nèi)碼內(nèi)碼內(nèi)碼數(shù)字編碼音碼形碼音形碼顯示器其它設(shè)備字形碼圖2-5各種編碼之間的關(guān)系2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分。組成一臺(tái)計(jì)算機(jī)的物理設(shè)備的總稱叫做計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)工作的基礎(chǔ)。指揮計(jì)算機(jī)工作的各種程序的集合稱為計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)，是計(jì)算機(jī)的靈魂，是控制和操作計(jì)算機(jī)工作的核心。計(jì)算機(jī)工作時(shí)軟、硬件協(xié)同工作，二者缺一不可。2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)1.硬件系統(tǒng)馮·諾依曼計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)包括：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備。運(yùn)算器是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的部件，進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算?？刂破鞯闹饕饔檬侵笓]計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作。它是計(jì)算機(jī)的指揮中心，在控制器的控制之下，將輸入設(shè)備輸入的程序和數(shù)據(jù)存入存儲(chǔ)器，并按照程序的要求指揮運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算和處理，然后把運(yùn)算和處理的結(jié)果再存入存儲(chǔ)器中，最后將處理結(jié)果傳送到輸出設(shè)備上。在現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中，運(yùn)算器和控制器經(jīng)常被封裝在一起，構(gòu)成中央處理器（CPU）的重要組成部分。存儲(chǔ)器是用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的部件。存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器(主存儲(chǔ)器)和外存儲(chǔ)器(輔助存儲(chǔ)器)兩類。輸入設(shè)備是將用戶的程序、數(shù)據(jù)和命令輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)存的設(shè)備。輸出設(shè)備是顯示或硬拷貝計(jì)算機(jī)運(yùn)算和處理結(jié)果的設(shè)備。2.2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2.軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件包括計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需要的各種程序、數(shù)據(jù)及有關(guān)技術(shù)文檔資料。根據(jù)軟件的用途，通常把軟件劃分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。⑴系統(tǒng)軟件是用于管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源的軟件。系統(tǒng)軟件有兩個(gè)顯著的特點(diǎn)：一是通用性，其算法和功能不依賴于特定的用戶，普遍適用于各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域；二是基礎(chǔ)性，其它軟件都是在系統(tǒng)軟件的支持下進(jìn)行開發(fā)和運(yùn)行的。系統(tǒng)軟件通常又分為操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和工具軟件四大類。⑵應(yīng)用軟件是用于解決各種實(shí)際問(wèn)題的軟件,常用的應(yīng)用軟件有文字處理軟件、表格處理軟件、輔助設(shè)計(jì)軟件等。3.計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)硬件操作系統(tǒng)其他軟件用戶程序或文檔圖2-7計(jì)算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)2.3計(jì)算機(jī)基本工作原理1.指令

指令是計(jì)算機(jī)硬件能夠直接識(shí)別的指揮計(jì)算機(jī)完成某個(gè)基本操作的命令，每條指令都是由二進(jìn)制代碼表示和存儲(chǔ)的。指令由兩部分組成：操作碼和地址碼，其中操作碼規(guī)定指令的動(dòng)作（功能），而地址碼指明操作數(shù)本身或操作數(shù)存放的地址。2.指令系統(tǒng)一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)充分反映了計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力。不同種類的計(jì)算機(jī)，指令系統(tǒng)所包含的指令數(shù)目與格式也不同。3.程序程序是為完成特定任務(wù)的計(jì)算機(jī)指令（語(yǔ)句）的集合。程序可以直接用二進(jìn)制指令代碼編寫（機(jī)器語(yǔ)言），也可以用匯編或高級(jí)語(yǔ)言編寫，但計(jì)算機(jī)能直接識(shí)別執(zhí)行的是二進(jìn)制形式的指令代碼，所以，匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言源程序要翻譯成二進(jìn)制代碼表示的機(jī)器語(yǔ)言才能執(zhí)行。4.計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的過(guò)程計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程，實(shí)際就是CPU執(zhí)行程序的過(guò)程，執(zhí)行程序就是依次執(zhí)行程序的指令。CPU執(zhí)行一條指令分為取指令、分析指令、執(zhí)行指令三個(gè)階段。每執(zhí)行完一條指令，CPU會(huì)自動(dòng)取下一條指令執(zhí)行，如此下去，直到程序執(zhí)行完畢或遇到停機(jī)指令、外來(lái)事件的干預(yù)為止。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.1.微型計(jì)算機(jī)的硬件邏輯結(jié)構(gòu)微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)也采用馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)，即由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成，但有一些分解和組合，如存儲(chǔ)器又可以分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器，運(yùn)算器和控制器被封裝在一起，構(gòu)成微型計(jì)算機(jī)中央處理器—微處理器的重要組成部分。地址總線CPU控制總線數(shù)據(jù)總線內(nèi)存儲(chǔ)器外存接口輸入接口輸出接口其它I/O接口硬盤驅(qū)動(dòng)器軟盤驅(qū)動(dòng)器光盤驅(qū)動(dòng)器鍵盤鼠標(biāo)器顯示器打印機(jī)各種外部設(shè)備圖2-9微型計(jì)算機(jī)的基本邏輯結(jié)構(gòu)2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.2.微處理器微處理器就是微型計(jì)算機(jī)上的一塊集成電路芯片，它是微型計(jì)算機(jī)的核心部件。它主要由運(yùn)算器、控制器、寄存器組成。運(yùn)算器可以執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算，也可以執(zhí)行邏輯運(yùn)算。寄存器臨時(shí)保存將要被運(yùn)算器處理的數(shù)據(jù)和結(jié)果?？刂破髫?fù)責(zé)取指令，并對(duì)指令進(jìn)行分析，按照指令的要求控制各部件工作。目前微處理器的主要生產(chǎn)廠家有：Intel公司和AMD（AdvancedMicroDevices）公司。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微處理器主要技術(shù)參數(shù)⑴字長(zhǎng)：字長(zhǎng)是指微處理器一次能夠處理的數(shù)據(jù)的比特位。字長(zhǎng)的大小直接反映計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力，目前流行的微處理器大多是32位或64位。⑵主頻：即微處理器的時(shí)鐘頻率(ClockSpeed)，它決定了微處理器每秒鐘可以執(zhí)行多少個(gè)指令周期，⑶外頻：即微處理器的外部時(shí)鐘頻率，它直接影響微處理器與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)交換速度。外頻由計(jì)算機(jī)主板提供。⑷內(nèi)部緩存（Cache）：用于暫時(shí)存儲(chǔ)微處理器運(yùn)算時(shí)的部分指令和數(shù)據(jù)，存取速度與微處理器主頻相匹配。緩存的容量單位一般為KB。⑸地址總線寬度：決定了微處理器可以訪問(wèn)的物理地址空間。假設(shè)微處理器有n根地址線，則其可以訪問(wèn)的物理地址為2n。目前，微型計(jì)算機(jī)地址總線有8位、16位、32位等之分。⑹數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)總線負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)總線寬度決定了微處理器與二級(jí)高速緩存、內(nèi)存以及輸入/輸出設(shè)備之間一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘俊?.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.3.存儲(chǔ)器：分內(nèi)存和外存1.內(nèi)存儲(chǔ)器，即內(nèi)存，是直接與微處理器相聯(lián)系的存儲(chǔ)設(shè)備，其主要功能是存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)所需要的程序和數(shù)據(jù)。內(nèi)存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)中最主要的部件之一，它的性能在很大程度上影響計(jì)算機(jī)的性能。⑴內(nèi)存的分類微機(jī)的內(nèi)存儲(chǔ)器分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM，RandomAccessMemory)、只讀存儲(chǔ)器（ROM，ReadOnlyMemory）、高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）。①隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）:分為靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）和動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（DRAM）。斷電后信息消失。②只讀存儲(chǔ)器（ROM）：主要用于存放系統(tǒng)的引導(dǎo)程序、開機(jī)自檢、系統(tǒng)參數(shù)等信息。斷電后ROM中的信息仍然存在。目前常用的只讀存儲(chǔ)器有可擦除可編程的ROM（EPROM）和可電擦除電改寫的ROM（E2PROM）、快閃存儲(chǔ)器（FlashMemory）等類型。③高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)⑵內(nèi)存的性能指標(biāo)①存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器可以容納的二進(jìn)制信息量稱為存儲(chǔ)容量，通常以RAM的存儲(chǔ)容量來(lái)表示。存儲(chǔ)器的容量以字節(jié)（Byte）為單位。②存取周期存取周期指存儲(chǔ)器進(jìn)行一次獨(dú)立讀或?qū)懖僮髦g的最小間隔時(shí)間，單位為ns（毫微秒）。存儲(chǔ)器的存取周期是衡量主存儲(chǔ)器工作速度的重要指標(biāo)。③功耗這個(gè)指標(biāo)反映了存儲(chǔ)器耗電量的大小，也反映了發(fā)熱程度。功耗小，對(duì)存儲(chǔ)器的工作穩(wěn)定有利。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.外存儲(chǔ)器

外存儲(chǔ)器又稱為輔助存儲(chǔ)器，用來(lái)長(zhǎng)期保存數(shù)據(jù)、信息，主要包括：軟盤存儲(chǔ)器、硬盤存儲(chǔ)器、光盤存儲(chǔ)器、U盤存儲(chǔ)器。⑴軟盤存儲(chǔ)器軟盤存儲(chǔ)器由軟盤、軟盤驅(qū)動(dòng)器FDD(FloppyDiskDriver)和軟盤適配器組成。①軟盤：軟盤的存儲(chǔ)容量=盤面數(shù)×每面磁道數(shù)×每磁道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)②軟盤使用注意事項(xiàng)

不要用手或物品接觸到盤片，以避免盤片被劃傷或弄污。

避免彎曲或擠壓軟盤，以防軟盤變形。

軟盤要遠(yuǎn)離磁場(chǎng)。圖2-16軟盤驅(qū)動(dòng)器外觀

存有重要數(shù)據(jù)的軟盤要處于寫保護(hù)狀態(tài)，以防誤操作而造成數(shù)據(jù)的丟失。

對(duì)外來(lái)的軟盤，一定要經(jīng)過(guò)檢測(cè)，確保沒(méi)有病毒后方可使用。③軟盤驅(qū)動(dòng)器計(jì)算機(jī)需要通過(guò)軟盤驅(qū)動(dòng)器才能夠讀、寫軟盤上的數(shù)據(jù)。主要由控制電路板、馬達(dá)、磁頭定位器和磁頭組成，它是驅(qū)動(dòng)軟盤旋轉(zhuǎn)并向軟盤讀寫數(shù)據(jù)的設(shè)備。軟盤驅(qū)動(dòng)器的主要性能指標(biāo)有：道密度(磁道數(shù)/每英寸)、位密度（數(shù)據(jù)位數(shù)／每英寸）、平均存取時(shí)間、傳輸率（單位：Kb/s，常見(jiàn)的有125Kb/s、250Kb/s、300Kb/s、500Kb/s）等。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)⑵硬盤存儲(chǔ)器①硬盤的組成微機(jī)中的硬盤存儲(chǔ)器由于采用了“溫徹斯特”技術(shù)，所以又稱“溫盤”。一塊完整的硬盤存儲(chǔ)器由磁盤、盤片驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、讀寫系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)組成，這四部分密封在金屬盒中。硬盤的存儲(chǔ)容量=磁頭數(shù)×柱面數(shù)×每磁道扇區(qū)數(shù)×每扇區(qū)字節(jié)數(shù)（512B）②硬盤的主要性能指標(biāo)轉(zhuǎn)速：?jiǎn)挝皇莚/min，目前硬盤主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速為5400r/min或7200r/min。平均尋道時(shí)間：指磁頭從初始位置到目標(biāo)磁道的時(shí)間，單位是ms，硬盤的平均尋道時(shí)間為8ms～12ms。數(shù)據(jù)傳輸率：指硬盤讀寫數(shù)據(jù)的速度，單位是Mb/s。目前硬盤的最大外部傳輸率不低于16.6Mb/s。③硬盤使用注意事項(xiàng)：a.硬盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不要關(guān)閉電源。B.防止震動(dòng)、碰撞。c.防止病毒對(duì)硬盤數(shù)據(jù)的破壞，應(yīng)注意對(duì)重要數(shù)據(jù)的備份。d.未經(jīng)允許嚴(yán)禁對(duì)硬盤進(jìn)行低級(jí)格式化、分區(qū)、高級(jí)格式化等操作。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)⑶光盤存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)常采用光盤存儲(chǔ)器存儲(chǔ)聲音、圖像等大容量信息。由于光盤與多媒體技術(shù)密切相關(guān)，⑷U盤存儲(chǔ)器U盤的存儲(chǔ)介質(zhì)是快閃存儲(chǔ)器。U盤具有許多優(yōu)點(diǎn)：

直接使用USB接口，無(wú)需外接電源，支持即插即用和熱插拔，只要用戶所使用的計(jì)算機(jī)主板上有USB接口就可以使用U盤。當(dāng)計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)使用WindowsME/2000/XP時(shí)不用安裝驅(qū)動(dòng)程序就可以使用U盤。存取速度比軟盤快，存儲(chǔ)容量比軟盤大?，F(xiàn)在比較流行的U盤容量通常為128MB、256MB、512MB等。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.4輸入、輸出設(shè)備1.鍵盤最常用的輸入設(shè)備，它可以將英文字母、漢字、數(shù)字、標(biāo)點(diǎn)符號(hào)等輸入到計(jì)算機(jī)中，從而向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)、文本、程序和命令。現(xiàn)在鍵盤已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，以101鍵為主。2.鼠標(biāo)鼠標(biāo)常見(jiàn)的有：機(jī)械式、光電式和無(wú)線遙控式。

常見(jiàn)的鼠標(biāo)接口有串口、PS/2接口和USB接口等，給計(jì)算機(jī)配置鼠標(biāo)時(shí)一定要注意計(jì)算機(jī)支持哪種接口的鼠標(biāo)。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.4輸入、輸出設(shè)備3.顯示器顯示器又稱為“監(jiān)視器”，是計(jì)算機(jī)中標(biāo)準(zhǔn)的輸出設(shè)備。⑴顯示器的分類按顯示的色彩分為單色顯示器和彩色顯示器。單色顯示器只能顯示黑白兩色，彩色顯示器可以顯示多達(dá)1600多萬(wàn)種顏色。目前微機(jī)多為彩色顯示器。按顯示器件分為陰極射線管顯示器（CRT）和液晶（LCD）、發(fā)光二極管（LED）、等離子體（PDP）、熒光（VF）等平板型顯示器。目前微機(jī)上常用CRT顯示器和LCD顯示器。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)⑵顯示器的主要技術(shù)參數(shù)①屏幕尺寸：指顯示器對(duì)角線長(zhǎng)度，以英寸為單位（1英寸=2.54厘米），常見(jiàn)的顯示器為15″、17″、19″、21″等。②點(diǎn)距：點(diǎn)距指屏幕上的相鄰像素點(diǎn)之間的距離。點(diǎn)距越小，顯示器的分辨率越高。常見(jiàn)顯示器的點(diǎn)距有0.20、0.25、0.26、0.28等。③顯示分辨率：指顯示屏幕上可以容納的像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，通常寫成“水平點(diǎn)數(shù)”ד垂直點(diǎn)數(shù)”的形式。例如，800×600、1024×768等。顯示器的分辨率受點(diǎn)距和屏幕尺寸的限制，也和顯示卡有關(guān)。④灰度和顏色深度：灰度指像素點(diǎn)亮度的級(jí)別數(shù)，在單色顯示方式下，灰度的級(jí)數(shù)越多，圖像層次越清晰。顏色深度指計(jì)算機(jī)中表示色彩的二進(jìn)制位數(shù)，一般有1位、4位、8位、16位、24位，24位可以表示的色彩數(shù)為1600多萬(wàn)種。⑤刷新頻率：指每秒鐘內(nèi)屏幕畫面刷新的次數(shù)。刷新頻率越高，畫面閃爍越小。通常是75Hz～90Hz。⑥掃描方式：水平掃描方式分為隔行掃描和逐行掃描?，F(xiàn)在的顯示器采用的都是逐行掃描方式。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)⑶顯示適配器顯示適配器又稱顯卡，它是連接微處理器與顯示器的接口電路。①顯卡的結(jié)構(gòu)主要由：顯示芯片、顯示內(nèi)存、RAMDAC芯片、顯卡BIOS、連接主板總線的接口組成。

顯示芯片：顯示芯片是顯卡的核心部件，它決定顯卡的性能和檔次。

顯示內(nèi)存：用來(lái)存放顯示芯片處理后的數(shù)據(jù)，其容量、存取速度對(duì)顯卡的整體性能至關(guān)重要，它還直接影響顯示的分辨率及色彩的位數(shù)。

RAMDAC芯片：RAMDAC芯片將顯示內(nèi)存中的數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成能在顯示器上顯示的模擬信號(hào)。它的轉(zhuǎn)換速度影響著顯卡的刷新頻率和最大分辨率。

顯卡BIOS：顯卡上的BIOS存放顯示芯片的控制程序，同時(shí)還存放著顯卡的名稱、型號(hào)、顯示內(nèi)存等。

總線接口：是顯卡與總線的通信接口。目前最多的是PCI和AGP接口。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)②顯卡的分類

按采用的圖形芯片分為：?jiǎn)紊@示卡、彩色顯示卡、2D圖形加速卡、3D圖形加速卡。

按總線類型分為：ISA顯卡、VESA顯卡、PCI顯卡和AGP顯卡。

按顯示的彩色數(shù)量分為：偽彩色卡：用1個(gè)字節(jié)表示像素，可顯示256種顏色。高彩色卡：用2個(gè)字節(jié)表示像素，可顯示65536種顏色。真彩色卡：用3個(gè)字節(jié)表示像素，可顯示1600多萬(wàn)種顏色。

按顯示卡發(fā)展過(guò)程分為：MDA（MonochromeDisplayAdapter）卡，即單色字符顯示卡。CGA（ColorGraphicsAdapter）卡，即彩色圖形顯示卡。EGA（EnhancedGraphicsAdapter）卡，即增強(qiáng)圖形顯示卡。VGA（VideoGraphicsArray）卡，即視頻圖形陣列顯示卡。SVGA（SuperVGA）卡，即超級(jí)視頻圖形陣列顯示卡。XGA（ExtendedGraphicsArray）卡，即增強(qiáng)圖形陣列顯示卡。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)4.打印機(jī)⑴打印機(jī)的分類 按打印機(jī)打印的方式可分為逐行打印機(jī)和逐字打印機(jī)。按打印色彩分為單色打印機(jī)和彩色打印機(jī)。按工作方式分為擊打式打印機(jī)和非擊打式打印機(jī)。針式打印機(jī)是常用的擊打式打印機(jī)。常用的非擊打式打印機(jī)有激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)。⑵打印機(jī)主要技術(shù)參數(shù)①打印分辨率：用DPI（點(diǎn)／英寸）表示。激光和噴墨打印機(jī)一般都達(dá)到600DPI。②打印速度：可用CPS（字符／秒）表示或用“頁(yè)／分鐘”表示。③打印紙最大尺寸：一般打印機(jī)是A4幅面。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.5主板主板的主要部件包括：1.芯片組芯片組是主板的靈魂，由一組超大規(guī)模集成電路芯片構(gòu)成。芯片組控制和協(xié)調(diào)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)和各個(gè)部件的選型，2.微處理器插座及插槽用于固定連接微處理器芯片。微處理器與主板的接口形式根據(jù)微處理器的不同分為：Socket插座和Slot插槽。3.內(nèi)存插槽主板給內(nèi)存預(yù)留的專用插槽，插入與主板插槽匹配的內(nèi)存條，可以實(shí)現(xiàn)擴(kuò)充內(nèi)存。4.總線擴(kuò)展槽總線擴(kuò)展槽主要用于擴(kuò)展微型計(jì)算機(jī)的功能，也稱為I/O插槽。根據(jù)總線的不同，總線擴(kuò)展槽可分為：ISA、EISA、VESA、PCI、AGP擴(kuò)展槽。2.4微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2.4.5主板5.BIOS芯片BIOS(BasicInput/OutputSystem)保存著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的基本輸入/輸出程序、系統(tǒng)