省一級(jí)考點(diǎn)材料信息技術(shù)概述

第1章信息技術(shù)概述

考點(diǎn)；1.信息、信息技術(shù)的概念

2.二進(jìn)制及其特點(diǎn)

3.信息在計(jì)算機(jī)中的表示方法

4.集成電路的分類

5.集成電路的發(fā)展趨勢(shì)

1、信息與信息技術(shù)

（1）信息

客觀事物立場(chǎng)上的信息概念：信息是指事物運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式。

認(rèn)識(shí)主體立場(chǎng)上的信息概念：信息是指認(rèn)識(shí)主體所感知或所表達(dá)的事物運(yùn)動(dòng)及其變化方式

的形式、內(nèi)容和效用。

構(gòu)成客觀世界的三大要素：信息、物質(zhì)和能量

①信息功能：信息是極其普遍和廣泛的，它作為人們認(rèn)識(shí)世界、改造世界的一種基本資

源，與人類的生存和發(fā)展有著密切的關(guān)系。

②信息處理：信息的收集、加工、存儲(chǔ)、傳遞和施用

（2）信息技術(shù)

信息技術(shù)指的是用來擴(kuò)展人們信息器官功能、協(xié)助人們進(jìn)行信息處理的一類技術(shù)。人們的信

息器官主要有感覺器官、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、思維器官及效應(yīng)器官。

基本的信息技術(shù)包括：

①擴(kuò)展感覺器官功能的感測(cè)（獲?。┡c識(shí)別技術(shù)，如雷達(dá)、衛(wèi)星遙感。

②擴(kuò)展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù)，如電話、電視、因特網(wǎng)。

③擴(kuò)展大腦功能的計(jì)算（處理）與存儲(chǔ)技術(shù)，如計(jì)算機(jī)、機(jī)器人。

④擴(kuò)展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)。

（3）信息處理系統(tǒng)

用于輔助人們進(jìn)行信息獲取、傳遞、存儲(chǔ)、加工處理、控制及顯示的綜合使用各種信息技術(shù)的系

統(tǒng)，可以通稱為信息處理系統(tǒng)，它能為人們更多更好地獲得和使用信息服務(wù)。

現(xiàn)代信息技術(shù)的主要特征是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)為核心，采用電子技術(shù)（包括激光技術(shù)）

進(jìn)行信息的收集、傳遞、加工、存儲(chǔ)、顯示與控制，它包括通信、廣播、計(jì)算機(jī)、微電子、遙感遙測(cè)、

自動(dòng)控制、機(jī)器人等諸多領(lǐng)域。

2、二進(jìn)制及其特點(diǎn)

數(shù)字技術(shù)是電子信息技術(shù)的基礎(chǔ)。

(1)什么是比特

數(shù)字技術(shù)的處理對(duì)象是“比特”，其英文為“bit”，它是binarydigit的縮寫，中文意譯

為“二進(jìn)位數(shù)字”或“二進(jìn)位”，簡(jiǎn)稱“位”。比特只有兩種狀態(tài)(取值)：或者是數(shù)字0,或者

是數(shù)字1。比特是計(jì)算機(jī)與其他數(shù)字系統(tǒng)處理.，存儲(chǔ)和傳輸信息的最小單位，一般用小寫的字

母“b”表示。而稍大些的數(shù)字信息的計(jì)量單位是“字節(jié)”，用大寫字母“B”，-個(gè)字節(jié)包含8

個(gè)比特，順序排列如下：

b7b6b5b4b3bibo

其中，每個(gè)b代表一個(gè)比特(二進(jìn)位)，》是字節(jié)的最高位，氏是其最低位。

比特是組成信息的最小單位。比特在不同應(yīng)用中有不同含義，有時(shí)候使用它表示數(shù)值，有

時(shí)候使用它表示文字和符號(hào)，有時(shí)候使則表示圖象，有時(shí)候還可以表示聲音。

(2)比特的存儲(chǔ)

用具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)的器件存儲(chǔ)(開關(guān)、繼電器、電容器等等)

存儲(chǔ)容量經(jīng)常使用的單位；

千字節(jié)lKB=2i°字節(jié)=1024B

兆字節(jié)1MB=2”字節(jié)=1024KB

吉字節(jié)1GB=23°字節(jié)=1024MB

太字節(jié)1TB=24°字節(jié)=1024GB

有些計(jì)算機(jī)設(shè)備(如磁盤)制造商也采用1MB=1()()OKB,1GB=1()OOO()OKB。這些差異已經(jīng)帶

來了誤解和混淆，需要引起注意。

(3)比特的傳輸

在數(shù)據(jù)通信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中傳輸二進(jìn)制信息時(shí)是一位一位串行傳輸?shù)?，傳輸速率的度量單位?/p>

“每秒比特”。比特/秒(b/s),也稱“bps”，如：2400bps就表示2400b/s。

常用的傳輸速率單位：

比特/秒(b/s)也稱bps,如2400bps(2400b/s)

千比特/秒(kb/s)lkb/s=l()3比特/秒=i000b/s

兆比特/秒(Mb/s)IMb/s=l()6比特/秒=1000kb/s

吉比特/秒(Gb/s)lGb/s=l()9比特/秒=1000M/s

太比特/秒(Tb/s)lTb/s=1O“比特/秒+OO0G/S

(4)比特的運(yùn)算

最基本的邏輯運(yùn)算有三種：邏輯加(也稱“或”運(yùn)算，用符號(hào)"OR”、"V”或"+”表示)、邏輯

乘(蟠“與”運(yùn)算，用符號(hào)“AND"、"A"或“；’表示)以及取反(也聊"'運(yùn)算，用符號(hào)"NOT”

或“一”表示)。它們的運(yùn)算規(guī)則如下；

邏輯加(或)：0011

V0V1V0V1

0I1I

邏輯乘（與）:0011

A0AIA0A1

0001

取反（非）運(yùn)算最簡(jiǎn)單，“0”取反后是“1”，“1”取反后是“0”。

兩個(gè)多位二制數(shù)進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí)，按位獨(dú)立進(jìn)行，相鄰位之間不發(fā)生關(guān)系。

（5）比特與二進(jìn)制數(shù)

①十進(jìn)制數(shù)與二進(jìn)制數(shù)

日常生活中我們所使用的十進(jìn)制數(shù)，是使用十個(gè)不同的符號(hào)（0,123,4,5,6,7,8,9）來表

示的。這些符號(hào)處于十進(jìn)制數(shù)中不同位置時(shí)，其權(quán)值各不相同。

例如:

1998.888代表的實(shí)際值是

1X103+9X102+9x10'+8x10O+8x10'+8x10-2+8x10-3

?般地說，?個(gè)十進(jìn)制數(shù)S可以用符號(hào)表示為:

K?KnJ……K,K().KjKa-Km

其中，％（j=n,n-l,…，1,0,-1,-2,…，-m）是0,1,2,3,4,5,67,8,9這十個(gè)數(shù)字中的任何一個(gè)。S

的實(shí)際數(shù)值是:

S=K?x10"+K"'xl0nMl-K1x101

+K°xlO°+K'xlO」+Kex10-2+-+K-mxIOm

在十進(jìn)制計(jì)數(shù)制中，“10”稱為基數(shù)，它表示在這種計(jì)數(shù)制中，一共使用十個(gè)不同的數(shù)字符號(hào),

低位計(jì)滿10之后就要向高位進(jìn)一，即日常所說的“逢十進(jìn)一”。

二進(jìn)制和十進(jìn)制相仿，但它的基數(shù)是“2”，只使用兩個(gè)不同的數(shù)字符號(hào)，即0和1,而且二進(jìn)

制數(shù)是“逢二進(jìn)一”。

例如，二進(jìn)制數(shù)（10101）2代表的實(shí)際值是

(10101)2=1X24+0X23+1X22+0X2'+1X2°

例如，（101.01）2的實(shí)際數(shù)值是

(101.01)=1X22+0X2'+1X2°+0X2''+1X2'2=(5.25),()

一般地說，一個(gè)二進(jìn)制數(shù)

S=K?Kn.,……K,Ko.KjKz.Km

所代表的實(shí)際數(shù)值是

S=K“x2n+Kn"x2Zdl-K1x2'

+K°x2°+K'x2~'+K~2x2-2+-+K-mx2~m

其中Kj（j=n,n-l,…，-2,-m）只可以是0和1兩種不同的數(shù)字。

二進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)之間的轉(zhuǎn)換分為三種情況:

>二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)

只需將二進(jìn)制數(shù)的每一位乘上其對(duì)應(yīng)位的權(quán)值，再累加起來。例如

22-3

111.001）2=（1X2+1X2'+1X20+0X2"'+0X2~+1X2）I0=（7.125）

A十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)

卜進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)可以采取“除以2取余法”。例如，將十進(jìn)制數(shù)57轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制:

（低位）

▲

（高位）

所以,(57)io=(111001)2

十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)

卜進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)，可以采取“乘以2取整法”，把給定的十進(jìn)制小數(shù)不斷乘以2,

取乘積的整數(shù)部分作為二進(jìn)制小數(shù)的最高位，然后把乘積小數(shù)部分再乘以2,取乘積的整數(shù)部分，得

到二進(jìn)制小數(shù)的第二位，不斷重復(fù)，就可以得到希望的位數(shù)，有時(shí)得到的是近似值。下面的兩個(gè)不同

的例了。

1）將（0.875）10轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)。

0.875X2=1.75整數(shù)部分=1（高位）

0.75X2=1.5整數(shù)部分=11

0.5X2=1整數(shù)部分=1（低位）

所以,(0.875),0=(0.111)2.

2)將(0.63)K,轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)。

0.63X2=1.26整數(shù)部分=1（高位）

0.26X2=0.52整數(shù)部分=0

0.52X2=1.04整數(shù)部分=1

0.04X2=0.08整數(shù)部分=0（低位）

所以，（0.63）io=（0.1010）2（近似值）。

②二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算

和十進(jìn)制數(shù)一樣，對(duì)二進(jìn)制數(shù)可以進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，簡(jiǎn)單的算術(shù)運(yùn)算是兩個(gè)一位數(shù)的加法和減法,

它們的基本運(yùn)算規(guī)則是這樣的。

加法：

0011

+0+1+0+1

01110

(向高位進(jìn)1)

減法：

0011

-0-1—0-1

0110

(向高位借1)

兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)的加、減法可以從低位到高位按上述規(guī)則進(jìn)行，但必須考慮進(jìn)位和借位的處理。

③八進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)

從十進(jìn)制和二進(jìn)制的概念出發(fā)，可以進(jìn)一步推廣到更一般的任意進(jìn)位制的情況。最常用的有八進(jìn)

制和十六進(jìn)制兩種。

八進(jìn)制數(shù)使用0、1、2、3、4、5、6、7八個(gè)符號(hào)，逢八進(jìn)一。例如；

2

(365.2)8=3x8+6x8'+5x8"+2x8'=(245.25)io

十六進(jìn)制數(shù)使用0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F十六個(gè)符號(hào)，其中A、B、

C、D、E、F分別代表十進(jìn)制的10、11、12、13、14、15。在十六進(jìn)制數(shù)中，低位逢十六進(jìn)一，高位

借一當(dāng)十六。例如：

(F5.4)(6=15x16'+5x16°+4x16'=(245.25"。

八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法很簡(jiǎn)單，只要把每一個(gè)八進(jìn)制數(shù)字改寫成等值的三位二進(jìn)制數(shù)即

可，且保持高低位的次序不變。八進(jìn)制數(shù)字與二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

(0)8=000(1)8=001(2)8=010(3)8=011

(4)8=100(5)8=101(6)否110(7)8=111

卜.而是八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的例子。

①將(0.754)s轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

(0.754)s=(000.Ill101100)2=(0.1111011)2

②將(16.327)s轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)。

(16.327)8=(001110.011010111)2=(1110.011010111)2

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)，整數(shù)部分從低位向高位方向每三位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來替換，最

后不足三位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿三位；小數(shù)部分從高位向低位方向每三位用一個(gè)等值的八進(jìn)制數(shù)來替

換，最后不足三位時(shí)在低位補(bǔ)0湊滿三位。例如

1)(0.10111)2=(000.101110)2=(0.56)8

2)(11101.01)2=(Oil101.010)2=(35.2)8

十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法與八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法類似，只要把每一個(gè)十六進(jìn)

制數(shù)字改寫成等值的四位二進(jìn)制數(shù)即可，且保持高低位的次序不變。十六進(jìn)制

數(shù)字與二進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：

(0)16=0000(1)16=1001(2)16=0010(3)16二0011

(4)16=0100(5).6=0101(6)i6=0110(7)16=0111

(8)"=1000(9)16=1001(A)16=1010(B)16=1011

(0)6=1100(D)16=1101(E)16=1110(F)16=1111

下面是十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的例子。

(4C.2E)i6=(01001100.00101110)2=(1001100.0010111)2

二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)，整數(shù)部分從低位向高位方向每四位用一個(gè)等值的十六進(jìn)制數(shù)來替

換，最后不足四位時(shí)在高位補(bǔ)0湊滿四位；小數(shù)部分從高位向低位方向每四位用一個(gè)等值的十六進(jìn)制

數(shù)來替換，最后不足四位時(shí)在低位補(bǔ)0湊滿四位。例如

(11101.01)2=(00011101.0100)2=(1D.4)W

必須注意，計(jì)算機(jī)只使用二進(jìn)制一種計(jì)數(shù)制，并不使用其它計(jì)數(shù)制。但是二進(jìn)制數(shù)太長(zhǎng)，書寫、

閱讀、記憶均不方便；而八進(jìn)制、十六進(jìn)制卻像十進(jìn)制數(shù)一樣簡(jiǎn)練，易寫易記，且與二進(jìn)制相互間的

轉(zhuǎn)換非常直觀、方便。為了開發(fā)程序、調(diào)試程序、閱讀機(jī)器內(nèi)部代碼時(shí)的方便，人們經(jīng)常用八進(jìn)制或

十六進(jìn)制來等價(jià)地表示二進(jìn)制數(shù)，所以大家也必須熟練地掌握八進(jìn)制和十六進(jìn)制。

(4)整數(shù)(定點(diǎn)數(shù))的表示

計(jì)算機(jī)中的數(shù)值信息分成整數(shù)和實(shí)數(shù)兩大類，它們當(dāng)然都是用二進(jìn)制表示的，但表示方法有很大

差別。

整數(shù)不使用小數(shù)點(diǎn)，或者說小數(shù)點(diǎn)始終隱含在個(gè)位數(shù)的右面，所以整數(shù)也叫做“定點(diǎn)數(shù)”。計(jì)算

機(jī)中的整數(shù)分為兩類：

不帶符號(hào)的整數(shù)(unsignedinteger),此類整數(shù)一定是正整數(shù)；

帶符號(hào)的整數(shù)(signedinteger)此類整數(shù)既可表示正整數(shù)，又可表示負(fù)整數(shù)。

不帶符號(hào)的整數(shù)常常用于表示地址、索引等正整數(shù)，它們可以是8位、16位、32位甚至位數(shù)更

多。8個(gè)二進(jìn)位表示的正整數(shù)其取值范圍是。0'255(2口-1),16個(gè)二進(jìn)位表示的正整數(shù)其取值范圍是

0^65535(216-1),32個(gè)二進(jìn)位表示的正整數(shù)其取值范圍是0~2般-1。

帶符號(hào)的整數(shù)必須使用一個(gè)二進(jìn)位作為其符號(hào)位，一般總是最高位(最左面的一位)，“0”表示

“+”(正數(shù))，“1”表示“一”(負(fù)數(shù))，其余各位則用來表示數(shù)值的大小。例如

00101011=4-43

10101011=-43

可見，8個(gè)二進(jìn)位表示的帶符號(hào)整數(shù)其取值范圍是一127~+127(—2,+廣+2,-1),16個(gè)二進(jìn)位表

示的帶符號(hào)整數(shù)其取值范圍是一32767、+32767(-2,5+1'+2'5-1),32或64個(gè)二進(jìn)位表示的帶符

號(hào)整數(shù)其取值范圍也可類似地推算出來。

上面的表示法稱為“原碼”，它雖然與我們?nèi)粘Ｊ褂玫姆椒ū容^一致，但在進(jìn)行加法和減法運(yùn)算

的時(shí)候，需要使用不同的邏輯電路來完成，就增加了CPU的成本。因此，數(shù)值為負(fù)的整數(shù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)

不采用原碼表示，而采用“補(bǔ)碼”的方法進(jìn)行表示。

負(fù)數(shù)使用補(bǔ)碼表示時(shí)，符號(hào)位也是“1”，但絕對(duì)值部分卻是原碼的每一位取反后再在末位加“1”

所得到的結(jié)果。例如：

(-43)原=10101011

絕對(duì)值部分每一位取反后為：11010100

末位加“1”得到:(-43)補(bǔ)=11010101

43、-43的原碼、反碼、補(bǔ)碼表示如下所示：

(43)原=00101011(-43)原=10101011

(43)反=00101011(-43)反=11010100

(43)補(bǔ)=00101011(-43)補(bǔ)=11010101

這里我們可以看出，正整數(shù)無論采用原碼、反碼還是補(bǔ)碼表示，其編碼都是相同的，并無區(qū)別。

表77整數(shù)原碼和反碼表示

8位二進(jìn)制代碼無符號(hào)整數(shù)的值帶符號(hào)整數(shù)的值(原碼)帶符號(hào)整數(shù)的值(補(bǔ)碼)

00000000000

00000001111

河:??????小…

01111111127127127

10000000128-0-128

10000001129-1-127

11111111255--127-1

有趣的是,采用原碼表示時(shí),有"一0"(表示為"1000…00")與"+0"(表示為"0000…00”)

之分，而在補(bǔ)碼表示法中，“一0”與"+0”并無區(qū)別，它們都表示為全“0”。正因?yàn)槿绱耍嗤粩?shù)

的二進(jìn)制補(bǔ)碼，可表示的數(shù)的范圍比原碼多一個(gè)數(shù)如表7-1所示。

(5)實(shí)數(shù)(浮點(diǎn)數(shù))的表示

實(shí)數(shù)是既有整數(shù)部分又有小數(shù)部分的數(shù)，整數(shù)和純小數(shù)只是實(shí)數(shù)的特例。例如56.721、-

1894.0456>0.0034567、872等都是實(shí)數(shù)。

任何一個(gè)實(shí)數(shù)總可以表達(dá)成一個(gè)乘募和一個(gè)純小數(shù)之積，例如：

56,725=10%(0.56725)

-1894.0456=1Ox(-0.18940456)

0.0034756=10-x(0.34756)

872=10%(0.872)

其中乘幕中的指數(shù)部分用來指出實(shí)數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置，括號(hào)括出的是一個(gè)純小數(shù)。二進(jìn)制數(shù)的情

況完全類同，例如：

1001.011=2?x(0.1001011)

-0.0010101=2-l0x(-0.10101)

-111OO1O1O=21001x(-0.111001010)

可見，任意?個(gè)實(shí)數(shù)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)部都可以用“指數(shù)”(稱為“階碼”，是一個(gè)整數(shù))和“尾數(shù)”

(這是一個(gè)純小數(shù))來表示，這種用指數(shù)和尾數(shù)來表示實(shí)數(shù)的方法叫做“浮點(diǎn)表示法”。所以，計(jì)算

機(jī)中實(shí)數(shù)也叫做“浮點(diǎn)數(shù)”，而整數(shù)則叫做“定點(diǎn)數(shù)”。

浮點(diǎn)數(shù)的長(zhǎng)度可以是32位、64位甚至更長(zhǎng)。一般說來，位數(shù)越多，可表示的數(shù)的范圍越大，

精度也越高。

小結(jié)

由于用比特來存儲(chǔ)信息的諸多優(yōu)點(diǎn)，所以在計(jì)算機(jī)、通信和其他信息系統(tǒng)中采用數(shù)字技術(shù)。

?、比特只有0和1兩個(gè)符號(hào)，使用有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的電路就可以表示和存儲(chǔ)二進(jìn)位信息，

而制造雙穩(wěn)態(tài)的電路要比制造有多個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)的電路容易得多，并且很容易實(shí)現(xiàn)高速

處理。

二、二進(jìn)位的運(yùn)算規(guī)則很簡(jiǎn)單，通過一些基本的門電路就能把二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算利非數(shù)

值信息的邏輯運(yùn)算聯(lián)系在一起，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的處理。

三、使用二進(jìn)位不僅能表示數(shù)值信息，而且能表示文字、符號(hào)、圖像、聲音等多種不同形

式的信息。

四、信息使用比特表示以后，可以通過多種方法進(jìn)行“數(shù)據(jù)壓縮”，即使用更少的比特來

表示同樣的文字、聲音或影像等信息，從而大大降低信息傳輸和存儲(chǔ)的成本。

3、微電子技術(shù)簡(jiǎn)介

（1）微電子技術(shù)與集成電路

微電子技術(shù)是實(shí)現(xiàn)電子電路和電子系統(tǒng)超小型化及微型化的技術(shù)，它以集成電路為核心。現(xiàn)代集

成電路使用的半導(dǎo)體材料通常是硅，也可以是化合物珅化鎂等。

1.集成電路（InegratedCircuit,簡(jiǎn)稱IC）是上個(gè)世紀(jì)50年代出現(xiàn)的，它以半導(dǎo)體單晶

片作為材料?，經(jīng)平面工藝加工制造，將大量晶體管、電阻等元器件及互連線構(gòu)成的

電子線路集成在基片上，構(gòu)成-個(gè)微型化的電路或系統(tǒng)。

2.集成電路根據(jù)它所包含的電子元件（如晶體管、電阻等）數(shù)目可以分為小規(guī)模、中

規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路。

①SSI（小規(guī)模集成電路）：集成度小于1（）0個(gè)電子元件

②MSI（中規(guī)模集成電路）：100~3000個(gè)電子元件

③LSI（大規(guī)模集成電路）：30（）0~10萬個(gè)電子元件

④VLSI（超大規(guī)模集成電路）：10萬~100萬個(gè)電子元件

⑤ULS1（極大規(guī)模集成電路）：超過100萬個(gè)電子元件

現(xiàn)在PC機(jī)中使用的微處理器、芯片組、圖形加速芯片等都是超大規(guī)模和極大規(guī)模集

成電路。目前計(jì)算機(jī)中所用的元器件都是超大規(guī)模和極大規(guī)模集成電路。

3.按所用晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝的不同，主要分為：雙極型集成電路、金屬氧化物

半導(dǎo)體集成電路、雙級(jí)一金屬氧化物半導(dǎo)體集成電路。

4.按功能分為：數(shù)字集成電路（如門電路、存儲(chǔ)器、微處理器、微控制器、數(shù)字信號(hào)

處理器等）和模擬電路（又稱為線性電路，如信號(hào)放大器、功率放大器等）。

5.按用途分為：通用集成電路（如微處理器和存儲(chǔ)器芯片等）和專用集成電路。微處

理器和存儲(chǔ)芯片等都屬于通用集成電路，而專用集成電路是按照某種應(yīng)用的特定要

求而專門設(shè)計(jì)定制的集成電路。

（2）集成電路的制造

集成電路的制造工序繁多，從原料熔煉開始到最終產(chǎn)品包裝大約需要400多道工序，工藝復(fù)雜且

技術(shù)難度非常高，有一系列的關(guān)鍵技術(shù)。許多工序必須在恒溫、恒濕、超潔凈的無塵廠房?jī)?nèi)完成，生

產(chǎn)、控制幾測(cè)試設(shè)備也異常昂貴，動(dòng)輒數(shù)千萬元?臺(tái)。目前，興建?個(gè)有兩條生產(chǎn)線能加工8英寸晶

圓的集成電路工廠需投資人民幣10億以上。

（3）集成電路的發(fā)展趨勢(shì)

集成電路的特點(diǎn)是體積小、重量輕、可靠性高。集成電路的匚作速度主要取決于組成邏輯門電路

的晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小，其極限工作頻率越高、門電路的開關(guān)速度就越快。因此，人們

一直在縮小門電路面積上下功夫。線寬在微米級(jí)

Intel公司的創(chuàng)始人之摩爾1965年在《電子學(xué)》雜志上曾發(fā)表論文預(yù)測(cè)，單塊集成電路的集成

度平均每18~24個(gè)月翻一番，這就是著名的Moore定律。

?12英寸晶元，().18um

?14英寸晶元，0.09um

?18英寸晶元，0.07~0.05um

?納米芯片技術(shù)

?光電子集成

(4)IC卡

IC卡是“集成電路卡”的縮寫，(chipcard或smartcard)?它把集成電路芯片密封在塑料卡基片

內(nèi)部，使其成為能存儲(chǔ)、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體。與磁卡相比，它不受磁場(chǎng)影響，能可靠地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。

IC卡按功能可分為三大類：

?存儲(chǔ)器卡：電話卡、公交卡、醫(yī)療卡、水電費(fèi)卡等

?帶加密邏輯的存儲(chǔ)器卡

?CPU卡：信用卡、手機(jī)卡、身份證

ic甘按使用方式分為：接觸式【ck和非接觸式ic卡，又叫射頻卡、感應(yīng)卡

第2章計(jì)算機(jī)組成原理

考點(diǎn)：1.計(jì)算機(jī)硬件的組成及其功能

2.CPU的結(jié)構(gòu)

3.指令與指令系統(tǒng)

4.CPU的性能指標(biāo)

5.PC的主板

6.BIOS

7.存儲(chǔ)器

8.I/O設(shè)備接口

9.常用輸入設(shè)備

10.常用輸出設(shè)備

11.常用外存儲(chǔ)器

1、計(jì)算機(jī)硬件的組成及其功能

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件和軟件兩部分組成。

計(jì)算機(jī)硬件主要包括中央處理器(CPU)、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備等，它們

通過系統(tǒng)總線互相連接。CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、總線等組成了計(jì)算機(jī)的“主機(jī)二

（1）輸入設(shè)備：向計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)和信息的設(shè)備統(tǒng)稱為“輸入設(shè)備二

（2）中央處理器：能高速執(zhí)行指令，完成二進(jìn)制數(shù)據(jù)的算術(shù)或邏輯運(yùn)算和數(shù)據(jù)傳送等操作的部

件被稱為處理器。體積較小的處理器稱為“微處理器”。

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中一般包含有多個(gè)（微）處理器，它們各有不同的分工和任務(wù)，用于執(zhí)行系統(tǒng)軟件和應(yīng)

用軟件的處理器稱為中央處理器（CPU）,CPU是計(jì)算機(jī)必不可少的核心組成部件。

通常個(gè)人計(jì)算機(jī)通常只有1個(gè)CPU；現(xiàn)在，大部分PC機(jī)雖然仍只有1個(gè)CPU芯片，但其內(nèi)部

卻包含有2個(gè)、4個(gè)或6個(gè)CPU（多核）

還有些計(jì)算機(jī)可以包含多個(gè)CPU（2個(gè)、4個(gè)、8個(gè)甚至幾百個(gè)、幾千個(gè)），以實(shí)現(xiàn)超高速處理（并

行處理）。

（3）內(nèi)存儲(chǔ)器（內(nèi)存）

內(nèi)存是計(jì)算機(jī)中重要的部件之一，它是與CPU進(jìn)行溝通的橋梁。計(jì)算機(jī)中所有程序的運(yùn)行都是在

內(nèi)存中進(jìn)行的，因此內(nèi)存的性能對(duì)計(jì)算機(jī)的影響非常大。

內(nèi)存的作用是用于暫時(shí)存放CPU中的運(yùn)算數(shù)據(jù)，以及與硬盤等外部存儲(chǔ)器交換的數(shù)據(jù)。只要計(jì)

算機(jī)在運(yùn)行中，CPU就會(huì)把需要運(yùn)算的數(shù)據(jù)調(diào)到內(nèi)存中進(jìn)行運(yùn)算，當(dāng)運(yùn)算完成后CPU再將結(jié)果傳送

出來，內(nèi)存的運(yùn)行也決定了計(jì)算機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行。

內(nèi)存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是：速度快價(jià)格貴，容量小，斷電后內(nèi)存內(nèi)數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

（4）外存儲(chǔ)器

外存通常是磁性介質(zhì)或光盤，像硬盤，軟盤，磁帶，CD等，能長(zhǎng)期保存信息，并且不依賴于電

來保存信息，但是由機(jī)械部件帶動(dòng)，速度與CPU相比就顯得慢的多。

外存儲(chǔ)器的特點(diǎn)是：?jiǎn)挝粌r(jià)格低，容量大，速度慢，斷電后數(shù)據(jù)不會(huì)丟失。

內(nèi)存與外存的本質(zhì)區(qū)別在于：能否與CPU宜接交換數(shù)據(jù)，外存的數(shù)據(jù)不能宜接被CPU處理，必

須先調(diào)入內(nèi)存。

（5）輸出設(shè)備

輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)的終端設(shè)備，用于接收計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)的輸出顯示、打印、聲音、控制外圍設(shè)備操

作等。也是把各種計(jì)算結(jié)果數(shù)據(jù)或信息以數(shù)字、字符、圖像、聲音等形式表示出來。常見的有顯示器、

打印機(jī)、繪圖儀、影像輸出系統(tǒng)、語音輸出系統(tǒng)、磁記錄設(shè)備等。

（6）系統(tǒng)總線與I/O接口

①系統(tǒng)總線

用于在CPU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設(shè)備之間傳輸信息的?個(gè)共享的信息傳輸通路及其控制

部件稱為總線。

把用于連接CPU和內(nèi)存的總線稱為系統(tǒng)總線（或CPU總線、前端總線），把連接內(nèi)存和I/O設(shè)備

（包括外存）的總線稱為I/O總線。

②I/O接口

I/O接口的功能是負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)CPU通過系統(tǒng)總線把1/0電路和外圍設(shè)備聯(lián)系在一起。常用的I/O接

口有并行口、串行口、視頻口、USB接口等。

2,計(jì)算機(jī)的分類

(1)根據(jù)計(jì)算機(jī)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分類

按計(jì)算機(jī)的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類，可以分為單處理機(jī)與多處理機(jī)，16位機(jī)、32位機(jī)或64位機(jī)

等。

(2)根據(jù)計(jì)算機(jī)的性能、用途和價(jià)格分類

3、CPU的結(jié)構(gòu)

(1)CPU的任務(wù)：CPU的任務(wù)是執(zhí)行指令，它按照指令的要求完成對(duì)數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理。

(2)CPU的結(jié)構(gòu)：CPU由寄存器組、運(yùn)算器和控制器組成。

①寄存器組。它由十幾個(gè)甚至兒十個(gè)寄存器組成。寄存器的速度很快，它們用來臨時(shí)存放參加運(yùn)

算的數(shù)據(jù)和運(yùn)算得到的中間(最后)結(jié)果。

②運(yùn)算器。用來對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，所以也稱為算術(shù)邏輯部件(ALU).

③控制器。這是CPU的指揮中心。它有一個(gè)指令計(jì)數(shù)器，用來存放CPU正在執(zhí)行的指令的地址，

CPU將按照地址從內(nèi)存讀取所要執(zhí)行的指令。

4、指令與指令系統(tǒng)

(1)指令的概述

在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，程序是由一連串指令組成的，指令時(shí)構(gòu)成程序的基本單位。指令采用二進(jìn)制表示，

它用來規(guī)定計(jì)算機(jī)執(zhí)行什么操作。

(2)指令的組成

大多數(shù)情況下，指令由兩部分組成：操作碼+操作數(shù)地址。操作碼指明該指令要完成的操作的類

型或性質(zhì)，如取數(shù)、做加法或輸出數(shù)據(jù)等。操作數(shù)地址指明操作對(duì)象的內(nèi)容或所在的存儲(chǔ)單元地址。

(3)指令的執(zhí)行過程

①指令預(yù)取

②指令譯碼

③取操作數(shù)

④執(zhí)行指令

⑤送回結(jié)果

⑥修改指令計(jì)數(shù)器

(4)指令系統(tǒng)

CPU可執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng)，即它的機(jī)器語言。每一種CPU都有它向己獨(dú)特的

一組指令。不同公司生產(chǎn)不同的CPU產(chǎn)品，一般互不兼容，同一公司同一系列的CPU具有向下兼容性。

5、CPU的性能指標(biāo)

(1)字長(zhǎng)

字長(zhǎng)指通用寄存器和定點(diǎn)運(yùn)算器的寬度(即二進(jìn)制整數(shù)運(yùn)算的位數(shù))。字長(zhǎng)越大，表示數(shù)的有效

位數(shù)越多，計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的精度也就越高。定點(diǎn)運(yùn)算器的寬度決定了地址碼位數(shù)的多少，面地址碼

的長(zhǎng)度決定了CPU可以訪問存儲(chǔ)器的最大空間。目前，PC機(jī)的字長(zhǎng)大多數(shù)開始使用64位。

（2）主頻

主頻指CPU芯片中電子線路的工作頻率，它決定著CPU芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸與操作速度的快慢。單

位是MHz（兆赫）。主頻越高，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度就越快。

（3）CPU總線速度

CPU總線（前端總線）傳輸速率：決定著CPU與內(nèi)存之間傳輸數(shù)據(jù)的速度快慢。

（4）高速緩存（cache）的容量與結(jié)構(gòu)。

程序運(yùn)行過程中高速緩存有利于減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)。通常，cache容量越大，級(jí)數(shù)越多，

其效用就越明顯。

（5）指令系統(tǒng)

指令的類型、數(shù)目和功能等都會(huì)影響程序的執(zhí)行速度。

（6）邏輯結(jié)構(gòu)

CPU包含的定點(diǎn)運(yùn)算器和浮點(diǎn)運(yùn)算器的數(shù)目、采用的流水線結(jié)構(gòu)和級(jí)數(shù)、指令分支預(yù)測(cè)的機(jī)制、

執(zhí)行部件的數(shù)目等。

6、PC的主板

（1）主板，又叫主機(jī)板、系統(tǒng)板或母板；主板一般為矩形電路板，上面安裝了組成計(jì)算機(jī)的主

要電路系統(tǒng)，一般有BIOS芯片、I/O控制芯片、鍵盤和面板控制開關(guān)接口、指示燈插接件、擴(kuò)充插

槽、主板及插卡的直流電源供電接插件等元件。

為了便于不同PC機(jī)主板的到換，主板的物理尺寸已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。現(xiàn)在使用的主要是ATX和BTX規(guī)

格的主板。

（2）CPU和存儲(chǔ)器芯片分別通過主板上的CPU插座和存儲(chǔ)器插座安裝在主板上。

（3）隨著集成電路的發(fā)展和計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步，許多擴(kuò)充卡的功能可以部分或全部集成在

主板上，例如：串行口、并行口、聲卡、網(wǎng)卡、顯卡等控制電路都可以集成在主板上。

（4）主板上還有兩塊特別有用的集成電路：一塊是只讀存儲(chǔ)器（ROM）,其中存放的是基本輸入/

輸出系統(tǒng)（BIOS）；另一塊是CMOS存儲(chǔ)器，其中存放著用戶對(duì)計(jì)算機(jī)硬件所設(shè)置的一些參數(shù)（稱為“配

置信息”），要用電池供電。

7、PC機(jī)的芯片組

芯片組（Chipset）,是主板的核心組成部分，聯(lián)系CPU和其他周邊設(shè)備的運(yùn)作。芯片組般由2

塊超大規(guī)模集成電路組成，它決定了可以使用CPU的類型。

北橋芯片：存儲(chǔ)控制中心，決定主板上可用的最大內(nèi)存容量、速度和內(nèi)存的類型。

南橋芯片：I/O控制中心

8、BIOS

BIOS中文名為“基本輸入/輸出系統(tǒng)”，它是存放在主板上只讀存儲(chǔ)器（ROM）芯片中的一組機(jī)器

語言程序具有診斷計(jì)算機(jī)故障，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)工作，控制基本外設(shè)的輸入輸出操作（鍵盤、鼠標(biāo)、磁盤

讀寫、屏幕顯示等）的功能。

9、存儲(chǔ)器

（1）存儲(chǔ)器的概念

存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的記憶設(shè)備，用來存放程序和數(shù)據(jù)。按用途存儲(chǔ)器可分為主存

儲(chǔ)器（內(nèi)存）和輔助存儲(chǔ)器（外存），也有分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器的分類方法。外存通常是磁

性介質(zhì)或光盤等，能長(zhǎng)期保存信息。內(nèi)存指主板上的存儲(chǔ)部件，用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的數(shù)據(jù)和程序，

但僅用于暫時(shí)存放程序和數(shù)據(jù)，關(guān)閉電源或斷電，數(shù)據(jù)會(huì)丟失。

（2）存儲(chǔ)器的分類

主要按存儲(chǔ)器的讀寫功能分

只讀存儲(chǔ)器（ROM）：只能讀出而不能寫入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。斷電后可以保存內(nèi)容。

隨機(jī)讀寫存儲(chǔ)器（RAM）：既能讀出乂能寫入的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。斷電后丟失。

RAM目前多采用MOS型半導(dǎo)體集成電路制成，又分為兩種：

DRAM（動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）：電路簡(jiǎn)單、集成度高、功耗小、成本低、速度慢。

SRAM（靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器）：電路復(fù)雜、集成度低、功耗大、成本高、速度快。

高速緩存（cache）：直接制作在CPU芯片上的小容量高速存儲(chǔ)器，速度幾乎與CPU一樣快。

10、I/O總線與I/O接口

（1）I/O操作

I/O操作的任務(wù)就是將輸入設(shè)備輸入的信息送到內(nèi)存儲(chǔ)器的指定區(qū)域或者將內(nèi)存儲(chǔ)器指定區(qū)域的

內(nèi)容送出到輸出設(shè)備。

1/0操作的特點(diǎn)包括：

①I/O操作與CPU的運(yùn)算可同時(shí)進(jìn)行

②多個(gè)I/O設(shè)備的操作也可同時(shí)進(jìn)行工作

③每類I/O設(shè)備都有各自的控制器，它們按照CPU的I/O操作命令，獨(dú)立地控制I/O操作的全過

程。

（2）I/O總線

總線（Bus）是計(jì)算機(jī)各種功能部件之間傳送信息的公共通信干線，按照計(jì)算機(jī)所傳輸?shù)男畔⒎N

類，計(jì)算機(jī)的總線可以劃分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線，分別用來傳輸數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)地址和控制

信號(hào)。

總線最重要的性能是它的數(shù)據(jù)傳輸速率，也稱總線的帶寬，即單位時(shí)間內(nèi)總線上可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。

總線帶寬（MB/s）=數(shù)據(jù)線寬度/8X總線工作頻率（MHz）X每個(gè)總線周期的傳輸次數(shù)

（3）I/O設(shè)備接口

①I/O設(shè)備與主機(jī)之間的連接器，包括：插頭/插庫(kù)的形式、通訊規(guī)程和電器特性等。

②I/O接口的分類：

按數(shù)據(jù)傳輸方式分為串行（一次只傳輸1位）和并行（多位一起進(jìn)行傳輸）。

按是否能連接多個(gè)設(shè)備分為總線式（可連接多個(gè)設(shè)備）和獨(dú)占式（只能連接1個(gè)設(shè)備）。按是否

符合標(biāo)準(zhǔn)分為標(biāo)準(zhǔn)接口（通用接口）和專用接口（專用接口）。

③常用的I/O接口及其性能參數(shù)（參見教材）

④USB接口

USB（通用串行總線）是一種高速、可連接多個(gè)設(shè)備的總線式串行接口。USB符合即插即用規(guī)范。

使用“USB集線器”擴(kuò)展機(jī)器的USB接口，最多連接127個(gè)設(shè)備。還可通過USB接口由主機(jī)向外設(shè)

提供電源（+5V,100?500mA）.USB1.1版的傳輸速率可達(dá)到1.5Mb/s和12Mb/s；USB2.0版?zhèn)鬏?/p>

速率最高達(dá)480Mb/s（60MB/s）；USB3.0版?zhèn)鬏斔俾首罡哌_(dá)3.2Gbps（400MB/s）.

⑤IEEET394接口

簡(jiǎn)稱1394接口，主要用于連接需要高速傳輸大量數(shù)據(jù)的音頻和視頻設(shè)備，其數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)

50MB'100MB,與USB一樣它也支持即插即用。

11、常用輸入設(shè)備

（1）鍵盤

目前，鍵盤上的按鍵大多數(shù)是電容式的。鍵盤與主機(jī)的接口有PS/2接口、USB接口和無線接口。

（2）鼠標(biāo)器

鼠標(biāo)器用于控制屏幕上的鼠標(biāo)箭頭準(zhǔn)確地定位在指定的位置處，然后通過按鍵（左鍵或右鍵）發(fā)

出命令，完成各種操作。

用戶移動(dòng)鼠標(biāo)器時(shí)，借助于機(jī)械或光學(xué)原理，將鼠標(biāo)在X方向和Y方向移動(dòng)的距離變換成脈沖信

號(hào)輸入計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)中的鼠標(biāo)驅(qū)動(dòng)程序把接收到的脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成水平和垂直方向的位移量，繼而

控制屏幕上鼠標(biāo)箭頭的移動(dòng)。

鼠標(biāo)的結(jié)構(gòu)經(jīng)過了兒次演變，最早的是機(jī)械式鼠標(biāo)，接著出現(xiàn)的是光機(jī)式，現(xiàn)在流行的是光電鼠

標(biāo)°

⑤鼠標(biāo)與主機(jī)的接口

鼠標(biāo)與主機(jī)的接口主要有兩種：PS/2接口和USB接口。無線鼠標(biāo)也開始推廣使用，有些產(chǎn)品作

用距離課達(dá)10m左右。

（3）掃描儀

掃描儀是將原稿（圖片、照片、底片、H稿）輸入計(jì)算機(jī)的?種輸入設(shè)備。

平板式掃描儀：主要掃描反射式稿件，適用范圍較廣。其掃描速度、精度、質(zhì)量比較好

滾筒式和膠片專用掃描儀：高分辨率的專業(yè)掃描儀，技術(shù)性能很高，多用于專業(yè)印刷排版領(lǐng)域

手持式掃描儀：掃描頭較窄，只適用于掃描較小的圖件。

掃描儀的性能指標(biāo)主要有：

?光學(xué)分辨率（dpi）：反映了掃描儀掃描圖像的清時(shí)程度，用每英寸生成的像素?cái)?shù)目（dpi）

來表示。例如:600X1200dpi,1200X2400dpi?

?色彩位數(shù)(色彩深度)：反映了掃描儀對(duì)圖像色彩的辨析能力，位數(shù)越多，掃描儀所能反映

的色彩就越豐富，掃描的圖象效果也越真實(shí)。例如：24bit,32bit,36bit,42bit,48

bit,,

?掃描幅面：指容許原稿的最大尺寸。例如：A4幅面，A3幅面，???，A0幅面

?與主機(jī)的接口類型：SCSI,USB,1394接口等。

(4)數(shù)碼相機(jī)

數(shù)碼相機(jī)(DigitalCamera)是掃描儀之外的另?種重要的圖像輸入設(shè)備。與傳統(tǒng)照相機(jī)相比，

它不需要膠卷，能直接將照片以數(shù)字形式記錄下來，并輸入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，或通過打印機(jī)打印出來，

或與電視機(jī)連接進(jìn)行觀看。

數(shù)碼相機(jī)拍出來的照片多采用JPEG格式。

目前,，數(shù)碼相機(jī)使用的成像芯片多采用CCD或者COMS器件。CCD像素?cái)?shù)目決定數(shù)字圖像能夠達(dá)

到的最高分辨率。數(shù)碼相機(jī)大多采用由閃爍存儲(chǔ)器組成的存儲(chǔ)卡，如MMC卡、SD卡、CF卡、記憶棒

等。

12、常用輸出設(shè)備

(1)顯示器

顯示器是計(jì)算機(jī)必不可少的圖文輸出設(shè)備，它能將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)化為光信號(hào)，使文字和圖像在屏幕

上顯示出來。

計(jì)算機(jī)顯示器由兩部分組成：顯示器和顯示控制器(顯卡)。

①顯示器

計(jì)算機(jī)使用的顯示隅主要有兩類：CRT顯示器和液晶顯示器(LCD)o

液晶顯示器的優(yōu)點(diǎn)在于：工作電壓低，沒有輻射，功耗小，體積小，適合于大規(guī)模集成電路驅(qū)動(dòng)。

廣泛用于計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電視等。

②顯示控制器(顯卡)

顯示控制器在PC機(jī)中多半做成擴(kuò)充卡的形式，所以也叫做顯示卡、圖形卡或者視頻卡。有些PC

機(jī)的主板上已集成有顯卡。

③顯示器的性能指標(biāo)

顯示器的尺寸：目前常用的顯示器有15英寸、17英寸、19英寸、21英寸等。顯示器寬高比有

普通屏為4：3,寬屏為16：10或16：9。

顯示分辨率：分辨率是衡量顯示謂的?個(gè)重要指標(biāo)，它指的是整屏可顯示像素的多少，?般用水

平像素個(gè)數(shù)X垂直像素個(gè)數(shù)來表示，如1920X1200,1280X1024,1024X768等。

刷新速率：畫面每秒鐘更新的次數(shù)。刷新速率越高，圖像穩(wěn)定性越好。

可顯示顏色數(shù)目：一個(gè)像素可顯示多少種顏色，由表示這個(gè)像素的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)決定。彩色顯

示器的彩色是由三個(gè)基色R、G、B合成而得到的，因此是R、G、B三個(gè)基色的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)之和決

定了可顯示顏色的數(shù)目。例如，R、G、B分別用8位表示，則它就有2"=1680萬種不同的顏色。

（2）打印機(jī)

打印機(jī)（printer）是計(jì)算機(jī)的輸出設(shè)備之一，用于將計(jì)算機(jī)處理結(jié)果打印在相關(guān)介質(zhì)上。目前

使用較廣的打印機(jī)有針式打印機(jī)、激光打印機(jī)和噴墨打印機(jī)三種。

①針式打印機(jī)

針式打印機(jī)屬于擊打式打印機(jī)。優(yōu)點(diǎn)是耗材成本低，能多層套打，適合于票據(jù)打印。缺點(diǎn)是打印

質(zhì)量不高，工作噪聲很大，速度慢。主要應(yīng)用在銀行、證券、郵電、商業(yè)等領(lǐng)域。

②激光打印機(jī)

激光打印機(jī)屬于非擊打式打印機(jī)，是激光技術(shù)與復(fù)印技術(shù)的結(jié)合。它的優(yōu)點(diǎn)是分辨率較高，打印

質(zhì)量好，速度高，噪聲低，價(jià)格適中。缺點(diǎn)是彩色輸出價(jià)格還比較高。激光打印機(jī)過去采用并行口，

目前流行使用USB接口。

③噴墨打印機(jī)

噴墨打印機(jī)屬于非擊打式打印機(jī)，大多為彩色打印。它的優(yōu)點(diǎn)是可以打印近似全彩色圖像，經(jīng)濟(jì)，

效果好，低噪音，使用低電壓，環(huán)保。缺點(diǎn)是墨水成本高，消耗快。噴墨打印機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是噴頭。

④打印機(jī)的性能指標(biāo)

打印精度（分辨率）：用每英寸多少點(diǎn)（像素）表示，單位：dpi。一般產(chǎn)品為400dpi、600dpi、

800dpi,高的甚至達(dá)到1000dpi以上。

打印速度：頁數(shù)/分（通常每分鐘3?10熨。

色彩表現(xiàn)能力：（彩色數(shù)目）。

可打印幅面大?。篈3,A4等。

與主機(jī)的接口：并行口、SCSIQ,USB接口。

其他：如打印成本、噪音、功耗等。

13、常用外存儲(chǔ)器

（1）硬盤存儲(chǔ)器

硬盤存儲(chǔ)器即是磁盤存儲(chǔ)器的一個(gè)分類。以磁盤為存儲(chǔ)介質(zhì)的存儲(chǔ)器。它是利用磁記錄技術(shù)在涂

有磁記錄介質(zhì)的旋轉(zhuǎn)圓盤上進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的輔助存儲(chǔ)器。具有存儲(chǔ)容量大、數(shù)據(jù)傳輸率高、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)

可長(zhǎng)期保存等特點(diǎn)。磁盤存儲(chǔ)器通常由磁盤、磁盤驅(qū)動(dòng)器（或稱磁盤機(jī)）和磁盤控制器構(gòu)成。

①硬盤容量計(jì)算

硬盤上的?塊數(shù)據(jù)要用三個(gè)參數(shù)來定位：柱面號(hào)、扇區(qū)號(hào)和磁頭號(hào)。

容量=磁頭數(shù)義柱面數(shù)X扇區(qū)數(shù)X512B。

②硬盤的主要性能指標(biāo)

容量：以GB為單位，目前硬盤單碟容量約為幾百個(gè)GB

平均存取時(shí)間：在幾ms?幾十ms之間，由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時(shí)間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決

定。

緩存容量：原則上越大越好，通常為幾MB?幾十MB

數(shù)據(jù)傳輸速率：外部傳輸速率指主機(jī)從(向)硬盤緩存讀出(寫入)數(shù)據(jù)的速度，與采用的接口

類型有關(guān)。內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度，轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快。

與主機(jī)的接口：以前使用并行ATA(PATA)接口，當(dāng)前流行串行ATA(SATA)接口。

<2)移動(dòng)存儲(chǔ)器

目前廣泛使用的移動(dòng)存儲(chǔ)器有閃存盤和移動(dòng)硬盤兩種。

①U盤

②移動(dòng)硬盤

移動(dòng)硬盤是計(jì)算機(jī)之間交換大容量數(shù)據(jù)，強(qiáng)調(diào)便攜性的存儲(chǔ)產(chǎn)品。移動(dòng)硬盤多采用USB.IEEE1394

等傳輸速度較快的接口，可以較高的速度與系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

移動(dòng)硬盤的優(yōu)點(diǎn)在于：容量大、兼容性好、即插即用、速度快、體積小、重量輕、安全可靠。

(3)光盤存儲(chǔ)器

光盤存儲(chǔ)器具有記錄密度高、存儲(chǔ)容量大、采用非接觸方式讀寫信息、信息可長(zhǎng)期保存等優(yōu)點(diǎn)。

分代年代名稱激光類型存儲(chǔ)容量

第1代1982CD光盤存儲(chǔ)器紅外光650MB

第2代1995DVD光盤存儲(chǔ)器紅光4.7GB

第3代2006BD光盤存儲(chǔ)器藍(lán)光25GB

①光盤存儲(chǔ)器的發(fā)展

②光驅(qū)類型

CD只讀光驅(qū)

CD刻錄機(jī)

DVD只讀光驅(qū)

DVD刻錄機(jī)

DVD只讀/CD刻錄機(jī)組合而成的“康寶”

BD(Blue-rayDisc)只讀光驅(qū)

BD刻錄機(jī)

③光盤片類型

CD盤片包括：只讀盤片(CD-ROM)、一次性可寫盤片(CD-R)、可擦寫盤片(CD-RW).

DVD盤片包括：只讀盤片(DVD)、?次性可寫盤片(DVD-R,DVD+R)、可擦寫盤片(DVD-RW,DVD+RW

DVD-RAM)?

藍(lán)光盤片包括：只讀盤片(BD)、一次性可寫盤片(BD-R)、可擦寫盤片(BD-RE)o

第3章計(jì)算機(jī)軟件

考點(diǎn)：1.軟件的分類

2.操作系統(tǒng)的作用與功能

3.常用操作系統(tǒng)

4.算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

5.程序設(shè)計(jì)語言及其分類

6.程序設(shè)計(jì)語言的成分

1、計(jì)算機(jī)軟件

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)有兩個(gè)基本組成部分，即計(jì)算機(jī)硬件和計(jì)算機(jī)軟件。計(jì)算機(jī)硬件是組成計(jì)

算機(jī)的各種物理設(shè)備的總稱；而計(jì)算機(jī)軟件指的是指示（指揮）計(jì)算機(jī)完成特定任務(wù)的、以電子格式

存儲(chǔ)的程序、數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔。

程序：告訴計(jì)算機(jī)做什么和如何做的?組指令（語句），這些指令（語句）都是計(jì)算機(jī)能夠理解并能

夠執(zhí)行的一些命令。

數(shù)據(jù)：程序所處理的對(duì)象和處理后得到的結(jié)果統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)（分別稱為輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)）。

文檔：指的是與程序開發(fā)、維護(hù)及操作有關(guān)的一些資料（如設(shè)計(jì)報(bào)告、維護(hù)手冊(cè)和使用指南等）。

軟件是智力活動(dòng)的成果，受到知識(shí)產(chǎn)權(quán)（版權(quán)）法的保護(hù)。版權(quán)授予軟件作者（版權(quán)所有者）享

有下列權(quán)益：拷貝、發(fā)布、修改、署名、出售等。購(gòu)買一個(gè)軟件，用戶僅僅得到了該軟件的使用權(quán)，

并沒有獲得它的版權(quán)。隨意進(jìn)行軟件拷貝和發(fā)布是一種違法行為。

2、軟件的分類

計(jì)算機(jī)軟件分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。

（1）系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是指控制和協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)及外部設(shè)備,支持應(yīng)用軟件開發(fā)和運(yùn)行的系統(tǒng)，是無需用戶干預(yù)

的各種程序的集合，主要功能是調(diào)度，監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)；負(fù)責(zé)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各種獨(dú)立的硬

件，使得它們可以協(xié)調(diào)工作。它主要包括操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信管理

系統(tǒng)、各類服務(wù)性程序等。系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。

①操作系統(tǒng)：目前微型計(jì)算機(jī)最常用的操作系統(tǒng)