【正式版】計算機基礎第一章課件

計算機基礎第一章課件計算機基礎知識20世紀最重大的成就之一就是計算機的發(fā)明和計算技術的應用及發(fā)展。自1946年的莫奇利和?？颂匕l(fā)明第一臺電子管計算機以來，僅僅經歷了60多年的時間，計算機的軟硬件及其應用技術都得到飛速的發(fā)展，計算機已在工業(yè)、農業(yè)、國防等部門得到了廣泛的應用，并已深入到日常辦公及家庭生活中。計算機作為信息技術的核心，在各個領域、各個部門發(fā)揮著愈來愈重要的作用。1.1計算機信息技術概述1.1.1計算機技術與信息化1.1.2計算機的發(fā)展1.1.3計算機的分類1.1.4計算機的應用信息技術是用于信息的獲取、處理、傳輸、儲存等相關技術的總稱，其中包括多媒體技術、網絡技術、光導纖維技術、集成電路技術和傳感技術等，至20世紀末信息產業(yè)的產值已占各種產業(yè)產值總和的20%，信息產業(yè)仍將是21世紀全球經濟中規(guī)模最宏大、最具有活力的產業(yè)，21世紀的信息科技仍將是發(fā)展最迅速、影響最廣泛的科技領域。1.1.1計算機技術與信息化信息技術是用于信息的獲取、處理、傳輸、儲存等相關技術的總稱，其中包括多媒體技術、網絡技術、光導纖維技術、集成電路技術和傳感技術等“信息化”是指在國家統(tǒng)一規(guī)劃和組織下，在社會、國民經濟與國防軍事各個方面，應用現(xiàn)代信息技術，以先進的思想為指導，以現(xiàn)代信息技術為手段，以深入開發(fā)、廣泛利用信息資源為重點，以提高社會（系統(tǒng)）效率、生產能力、管理能力、作戰(zhàn)能力為目的的現(xiàn)代化進程。“信息社會具有下列主要特征：1.信息成為重要的戰(zhàn)略資源。2.信息網絡成為社會的基礎設施。信息技術的主要發(fā)展方向：信息技術的核心內容之一是微電子器件。信息技術的另一個核心內容是計算機技術相關概念數據（Data）是指能夠輸入計算機并由計算機處理的符號。信息是經過加工處理之后并對客觀世界產生影響的數據，是對數據所表達含義的解釋。信息既是對各種事物的變化和特征的反映。信息技術是關于信息的產生、發(fā)送、傳輸、接受、變換、識別、控制等應用技術的總稱。計算機技術是信息技術的核心。計算機作為信息處理工具，在信息存儲、處理、交流傳播等方面起著核心作用。信息高速公路是國家信息基礎設施NII(NationalInformationInfrastructure)和全球信息基礎設GII(GlobalInformationInfrastructure)的總稱信息高速公路”是指在現(xiàn)代技術條件下建設的一個以超大容量光纖傳輸網為骨干，以高性能計算機為樞紐，以多媒體終端為聯(lián)接和操作手段的地區(qū)、國家間的高速度、全方位、大容量、交互式智能綜合信息網絡系統(tǒng)。1.1.2計算機的發(fā)展計算機的發(fā)展1946年第一臺計算機誕生了，名字：ENIAC（埃尼阿克）。現(xiàn)代計算機的劃代原則主要是依據計算機所采用的電子器件不同來劃分的，這就是人們通常所說的電子管、晶體管、集成電路、超大規(guī)模集成電路等。1．第一代：電子管計算機(1946-1957)1946年2月15日，標志現(xiàn)代計算機誕生的ENIAC在費城公諸于世。它通過不同部分之間的重新接線編程，還擁有并行計算能力。第一代計算機的特點是操作指令是為特定任務而編制的，每種機器有各自不同的機器語言，功能受到限制，速度也慢。另一個明顯特征是使用真空電子管和磁鼓儲存數據。2．第二代：晶體管計算(1957-1964)3．第三代：集成電路計算機(1964-1972)4．第四代：大規(guī)模集成電路計算機(1972-現(xiàn)在）5．第五代：智能化計算機6.計算機的發(fā)展趨勢（1）巨型化：是指發(fā)展高速、大存儲容量和強功能的巨型計算機，這主要是為了滿足諸如原子、天文、核技術等尖端科學以及探索新興領域的需要。（2）微型化：是指在保證功能的同時體積更小，更適合移動的環(huán)境和便攜式終端。先進材料是發(fā)展高技術產業(yè)的物質基礎，隨著21世紀的材料科技的發(fā)展，信息功能材料、納米材料、生物材料等將在21世紀得到進一步的開發(fā)和廣泛的應用。計算機將迅速向微型化嵌入式的方向發(fā)展。（3）網絡化：計算機網絡是計算機技術發(fā)展的又一重要分支，是現(xiàn)代通信技術與計算機技術相結合的產物。網絡化就是利用現(xiàn)代通信技術和計算機技術，將分布在不同地點的計算機連接起來，按照網絡協(xié)議互相通信，共享軟件、硬件和數據資源。（4）智能化：第五代計算機要實現(xiàn)的目標是“智能”計算機，讓計算機來模擬人的感覺、行為、思維過程，使計算機具有視覺、聽覺、語言、推理、思維、學習等能力，成為智能型計算機。再往后還將出現(xiàn)光計算機、超導計算機和生物計算機，屆時人類社會的信息化進程又將出現(xiàn)質的飛躍。計算機的分類計算機按其規(guī)模、速度和功能等可分為巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機及單片機等等。這些類型之間的基本區(qū)別通常在于其體積大小、結構復雜程度、功率消耗、性能指標、數據存儲容量、指令系統(tǒng)和設備、軟件配置等的不同。依照運算速度、存儲容量和用戶數量等綜合性能指標為標準，目前國際上比較流行的通用計算機分類是：1.1.4計算機的應用1．科學計算2.數據處理3．計算機仿真4．過程控制5．計算機輔助系統(tǒng)（1）計算機輔助設計與制造，簡稱CAD/CAM計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（ComputerIntegratedManufactureSystem）計算機輔助教學CAI6．人工智能1.2計算機系統(tǒng)的運算基礎進位計數制數制是進位計數制的簡稱，使用最多的是十進制數，但計算機中還廣泛使用二進制數、八進制數和十六進制數等。1．十進制數十進制數，其基數為10，有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十個數碼，位權值為10i。例如：72568.345=7×104+2×103+5×102+6×101+8×100+3×10-1+4×10-2+5×10-3對任何一種進位計數制表示的數都可以寫成按其權展開的多項式之和，即任意一個有n位整數m位小數的r進制數N可表示為：

2.二進制數

二進制數的主要特點為：（1）有兩個數碼0和1。（2）進位方式為逢二進一，基數是2，數位k上的權是2k-1。二進制數中位數的“權”以2為基數，也就是說任意一個二進制數N可表示為：(N)2=an-1×2n-1+an-2×2n-2+……+a1×21+a0×20例如：(1101)2=1×23+1×22+0×21+1×20

幾種常用記數制之間的轉換

1．r進制與十進制間的相互轉換（1）r進制轉十進制“位權展開法”，即公式法（公式1-1）?！纠?-1】分別將(10110)2、(17.2)8、(3AC)16各制數轉換為十進制數。

(10110)2?=?1

24?+?0

23?+?1

22?+?1

21?+?0

20 =16+0+4+2+0?=?22 (17.2)8=1×81+7×80+2×8-1 (3AC)16=3×162+A×161+C×160 =3×162+10×161+12×160=940（2）十進制轉r進制“基數乘除法”，具體規(guī)則如下：整數部分：“除r取余，逆序排列”。小數部分：“乘r取整，順序排列”?！纠?-2】將十進制數轉換為二進制數。用“除2取余”方法計算與整數25對應的二進制整數部分：

225余數整數

212K0=10.625×2=1.25K-1=126K1=00.25×2=0.5K-2=023K2=00.5×2=1.0K-3=121K3=10K4=1將先得到的余數排在低位，后得到的余數排在高位，即得到25轉換成的二進制整數為(11001)2。用“乘2取整”方法計算與小數對應的二進制小數部分：將先得到的整數排在高位，后得到的整數排在低位，即得到轉換成的二進制小數為(0.101)2。所以，(25.625)10=(11001.101)2。注意：將十進制數轉換為r進制時，其小數部分可能永遠不會得0，此時計算達到要求精度為止?！纠?-3】將十進制數轉換為八進制數。整數部分：“除8取余，逆序排列”。小數部分：“乘8取整，順序排列”。8645余數整數

880K0=50.12×8=0.96K-1=0810K1=00.96×8=7.68K-2=781K2=20.68×8=5.44K-3=50K3=10.44×8=3.52K-4=4(四舍五入)所以：(645.12)10=(1205.0754)82.八進制（十六進制）與二進制相互轉換“分組轉換法”，由于23=8(24=16)，即1位八進制數（十六進制數）相當于3位（4位）二進制數（1）二進制數轉換成八進制數（十六進制數）的規(guī)則為：從小數點開始，整數部分向左、小數部分向右，每3位（4位）為一組用一位八進制數（十六進制數）的數字表示，不足3位（4位）的要用“0”補足，就得到一個八進制數（十六進制數）。(111010.1101)2=111

010.110

100=(72.64)872.64(111010.1101)2=0011

1010.1101=(3B.D)163B.D（2）八進制數（十六進制數）轉換成二進制數：把每一位八進制數（十六進制數）轉換成對應的3位（4位）二進制數碼，就得到一個二進制數。3．八進制與十六進制之間的相互轉換通常，八進制與十六進制之間的轉換不需要直接進行，可用二進制作為中間量進行相互轉換。如要將一個八進制數轉換為相應的十六進制，可以先將八進制轉換為二進制，然后可以直接根據二進制寫出對應的十六進制數，反之亦然。常用幾種進制之間也可以使用Windows附帶的計算器來完成簡單的進制轉換。選擇“開始”︱“程序”︱“附件”︱“計算器”菜單命令打開它。這個計算器有兩種模式，可以從計算器窗口的“查看”菜單中選擇，使用這個計算器可以完成簡單的進制轉換。只要選擇相應的進制按鈕，輸入數據，然后選擇需要轉換的進制，就可完成相應的轉換。1.2.3二進制數的運算規(guī)則1．二進制數的算術運算規(guī)則（1）加運算：0＋0=0，0＋1=1，1＋0=1，1＋1=10(向高位進位)（2）減運算：1－1=0，1－0=1，0－0=0，0－1=1(向高位借位)（3）乘運算：0×0=0，0×1=0，1×0=0，1×1=1(同時為“1”時結果為“1”)（4）除運算：0÷1=0，1÷1=12．二進制數的邏輯運算所有的邏輯運算都是按位操作的，不存在算術運算中的進位或借位。我們把命題邏輯的“T”作為邏輯代數中的“1”，“F”作為“0”，這樣就把邏輯命題的對應關系反映到代數方法中，這就是邏輯代數。（1）邏輯與：只有決定“結果”的條件全部滿足，結果才成立，這種因果關系叫做邏輯與(AND)，邏輯與的運算符表示為“∧”。即：0∧

0=00∧

1=01∧

0=01∧

1=1（2）邏輯或：決定結果的條件中只要任何一個滿足，結果就成立。這種因果關系叫做邏輯或(OR）。邏輯或的運算符號為“∨”。即：0∨0=00∨1=01∨0=11∨1=1（3）邏輯非：第三種基本邏輯關系為“非(NOT）”關系。最簡單的描述就是結果對條件的否定。邏輯非的運算符號為“ˉ”。即：1=00=1。（4）邏輯異或：“異或”是一種復合邏輯關系。因為它所表現(xiàn)的特殊性，也可以把“異或”關系當作基本邏輯關系處理。當兩個命題存在“兩者不可兼得”關系時，我們稱之為異或。也可以描述異或關系為：相同為假，相異為真。邏輯異或的運算符號為“⊙（+）”。

即：0⊙0=00⊙1=11⊙0=11⊙1=0信息在計算機中的表示

計算機系統(tǒng)所處理的數據可分為兩大類：數值數據和非數值數據。前者表示數量的多少；后者表示字符、漢字、圖形、圖像、聲音等，又稱符號數據。在計算機內，無論哪一種數據，都以二進制形式表示。1．計算機內部信息用二進制數表示的原因（1）二進制數中只有0和1兩個數字符號，可以方便采用具有兩種不同的穩(wěn)定物理狀態(tài)的元件來表示。例如：電容的充電和放電；電位的高和低；指示燈的開和關；晶體管的截止和導通，脈沖電位的低和高等，都可以用二進制數中的0和1表示。（具有上述兩個狀態(tài)的這些元件制造容易，可靠性高）。（2）二進制數運算規(guī)則簡單，使計算機中的運算部件結構簡單。（3）二進制數中的0和1與邏輯代數的邏輯變量一樣，可以采用二進制數進行邏輯運算，并運用邏輯代數作為工具來分析和設計計算機中的邏輯電路，使得邏輯代數成為設計計算機的數學基礎。2．數值型數據在計算機中的表示方式數值型數據指數學中的代數值，具有量的含義，且有正負、整數和小數之分。由于計算機采用二進制，所以輸入到計算機中的任何數值型和非數值型數據都必須轉換為二進制。1）機器數與真值任何一個非二進制整數輸入到計算機中都必須以二進制格式存放在計算機的存儲器中，且用最高位作為數值的符號位，并規(guī)定二進制數0表示正數，二進制數1表示負數，每個數據占用一個或多個字節(jié)。這種連同數字與符號組合在一起的二進制數稱為機器數，由機器數所表示的實際值稱為真值。如：+(77)10→+1001101→01001101

真值機器數2）機器數的表示方法在計算機中，機器數也有不同的表示方法，通常用原碼、反碼和補碼三種方式表示，其主要目的是解決減法運算。任何正數的原碼、反碼和補碼的形式完全相同，負數則各自有不同的表示形式。原碼：正數的符號位用0表示，負數的符號位用1表示，數值部分用二進制形式表示，這種表示法稱為原碼。反碼：正數的反碼和原碼相同，負數的反碼是對該數的原碼除符號位外每位取反。補碼：正數的補碼和原碼相同，負數的補碼是其反碼加1。對二進制數按位求反、末位加一的運算稱為求補運算，補碼表示的數具有以下特征：[X]補——(求補)→[-X]補——(求補)→[X]補所以，求負數補碼的方法為：第一步：寫出與該負數相對應的正數的補碼。第二步：按位求反。第三步：末位加1。【例1-5】假設機器字長為8位，求-46的補碼。

+46的補碼表示為： 00101110按位求反： 11010001末位加1： 11010010所以，-46補碼為：11010010補碼的加法規(guī)則是：[X+Y]補=[X]補+[Y]補補碼的減法規(guī)則是：[X-Y]補=[X]補+[-Y]補其中[-Y]補通過對[Y]補求補就可以得到。在機器內部，補碼減法是通過對減數求補后把減法轉換為加法進行的。符號位參加運算，能自動得到正確結果?！纠?-6】假設機器字長為8位，計算25+(-32)25的補碼是00011001，-32的補碼是11100000結果恰好是-7的補碼，可以看出該運算結果是正確的?！纠?-7】仍假定機器字長為8位，計算32-(-25)為把減法轉換為加法，要對-25求補，實際上就是25的補碼00011001，32的補碼是00100000結果恰好是57的補碼，該運算結果正確。在某些情況下，要處理的數全是正數（比如表示地址的數），就沒有必要保留符號位了，可以把最高有效位也作為數值處理，這樣的數稱為無符號數。n位無符號整數的表示范圍是：0≤M≤2n-1；n位有符號整數的表示范圍是：-2n-1≤M≤2n-1-1。3．非數值數據在計算機中的表示字符是計算機處理的主要對象。字符編碼就是規(guī)定用怎樣的二進制碼來表示字母、數字及各種符號，以便使計算機能夠識別、存儲和處理它們.1）ASCII碼目前在小型機和微型機系統(tǒng)內國際上最廣泛使用的字符編碼是：“信息交換標準碼”，簡稱ASCII碼(AmericanStandardCodeForInternationInterchange2）漢字編碼可分為國際碼、機內碼、輸入碼和字形碼等幾大類。4．各類數據在計算機中的轉換數值：十/二進制轉換英文：ASCII碼漢字：輸入碼/機內碼轉換聲音、圖像：模擬/數字轉換二/十進制轉換數值英文字形碼英文漢字字形碼漢字數字/模擬轉換聲音、圖像計算機系統(tǒng)(內存)輸入設備輸出設備我們常說的所謂數字化即為傳統(tǒng)信息的進行編碼，信息編碼的目的就是把用戶要求計算機處理的各種形式的信息，如字符、圖形、圖像、語音、光線、電流、電壓等等轉換為計算機所能接受、識別的二進制形式存入到計算機內進行處理，然后把計算機的處理結果以用戶需要的形式輸出，如圖1-3所示。數值：十/二進制轉換英文：ASCII碼漢字：輸入碼/機內碼轉換聲音、圖像：模擬/數字轉換二/十進制轉換數值英文字形碼英文漢字字形碼漢字數字/模擬轉換聲音、圖像計算機系統(tǒng)(內存)輸入設備輸出設備圖示各類數據在計算機中的轉換過程

信息在計算機中的存儲1．位(bit)位是計算機處理信息的最小單位。位音譯為“比特”，簡寫為“b”。二進制數系統(tǒng)中，每個0或1就是一個位(bit)，位是存儲信息的最小單位。2．字節(jié)(Byte)字節(jié)是計算機處理數據的基本單位，即以字節(jié)為單位解釋信息。音譯為“拜特”，簡寫為“B”。8個二進制位編為一組稱為一個字節(jié)，即：1B=8bit。歸結幾比特作為1字節(jié)要根據上下文的連貫性而定，由n比特構成的字節(jié)被稱為“n比特字節(jié)”(n-bitbyte)。因為當前8比特字節(jié)最為普及，所以如果沒有什么注釋的話，一般1字節(jié)就被認為是8比特。3．字(Word)計算機一次存取、處理和傳輸的數據長度稱為字，即：一組二進制數碼作為一個整體來參加運算或處理的單位。一個字通常由一個或多個字節(jié)構成，用來存放一條指令或一個數據。4．存儲單元表示一個數據的總長度稱為計算機的存儲單元。在計算機中，當一個數據作為一個整體存入或取出時，這個數據存放在一個或幾個字節(jié)中組成一個存儲單元。存儲單元的特點是：只有往存儲單元送新數據時，該存儲單元的內容以新值代替舊值，否則將保持原有數據。5．存儲容量某個存儲設備所能容納的二進制信息量的總和稱為存儲設備的存儲容量。存儲容量用字節(jié)數來表示，如：4MB、2GB等。其關系為：1KB=1024B 1MB=1024KB 1GB=1024MB 1TB=1024GB其一個數量級為210=1024，即：千字節(jié)(KB)、兆字節(jié)(MB)、吉字節(jié)(GB)、太字節(jié)(TB)。6．編址與地址（1）編址：對計算機存儲單元編號的過程稱為“編址”，是以字節(jié)為單位進行的。（2）地址：存儲單元的編號稱為地址。地址號與存儲單元是一一對應的，CPU通過單元地址訪問存儲單元中的信息，地址所對應的存儲單元中的信息是CPU操作的對象，即數據或指令本身。地址也是用二進制編碼表示，為便于識別通常采用十六進制表示地址。1.3計算機系統(tǒng)的構成計算機系統(tǒng)包括硬件及軟件兩大部分。硬件是指構成計算機的所有實體部件的集合，而軟件則是各種程序和文檔的總和。馮·諾依曼體系計算機的結構特點拋棄十進制，采用二進制作為數字計算機的數制基礎。同時，他還提出預先編制計算程序，然后由計算機來按照人們事前制定的計算順序來執(zhí)行數值計算工作，為了完成上述功能，計算機必須具備五大基本組成部件，它包括：（1）輸入數據和程序的輸入設備。（2）記憶程序和數據的存儲器。（3）完成數據加工處理的運算器。（4）控制程序執(zhí)行的控制器。（5）輸出處理結果的輸出設備。計算機的硬件系統(tǒng)基本的計算機硬件系統(tǒng)由運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備五大部分組成。

計算機的軟件系統(tǒng)為了控制、管理、維護和開發(fā)計算機系統(tǒng)資源而編制的各種程序及其相關資料的集合稱為軟件計算機的軟件系統(tǒng)可分為系統(tǒng)軟件和應用軟件兩部分。系統(tǒng)軟件是負責對整個計算機系統(tǒng)資源的管理、調度、監(jiān)視和服務。應用軟件是指各個不同領域的用戶為各自的需要而開發(fā)的各種應用程序。系統(tǒng)軟件支持應用軟件的運行，為用戶開發(fā)應用系統(tǒng)及使用應用軟件提供一個平臺，用戶可以使用它，但一般不能隨意修改它。1．計算機系統(tǒng)軟件（1）操作系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件的核心，它負責對計算機系統(tǒng)內各種軟、硬件資源的管理、控制和監(jiān)視。（2）數據庫管理系統(tǒng)：負責對計算機系統(tǒng)內全部文件、資料和數據的管理和共享。（3）編譯系統(tǒng)：負責把用戶用高級語言所編寫的源程序編譯成機器所能理解和執(zhí)行的機器語言。（4）網絡系統(tǒng)：負責對計算機系統(tǒng)的網絡資源進行組織和管理，使得在多臺獨立的計算機間能進行相互的資源共享和通信。（5）標準程序庫：按標準格式所編寫的一些程序的集合，這些標準程序包括求解初等函數、線性方程組、常微分方程、數值積分等計算程序。（6）服務性程序：也稱實用程序。為增強計算機系統(tǒng)的服務功能而提供的各種程序，包括對用戶程序的裝置、連接、編輯、查錯、糾錯、診斷等功能。2.計算機應用軟件應用軟件是為滿足用戶不同領域、不同問題的應用需求而提供的那部分軟件，即用戶可以使用的各種程序設計語言，以及用各種程序設計語言編制的應用程序的集合，分為應用軟件包和用戶程序。1.3.4計算機程序及其運行原理1.指令指令系統(tǒng)指令是指計算機完成某個基本操作的命令。一臺計算機所能執(zhí)行的全部指令的集合，稱為這臺計算機的指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)是計算機硬件和軟件之間的橋梁，是計算機工作的基礎。（1）操作碼用來表示該指令的操作特性和功能，即指出進行什么操作。（2）地址碼用來指出參與操作的數據在存儲器中的什么地方，即地址。2.指令的執(zhí)行過程通常，一條指令的執(zhí)行分為取指令階段、分析及取數階段和執(zhí)行階段三個過程。3.程序程序是指一組指示計算機每一步動作的指令，通常用某種程序設計語言編寫，運行于某種目標體系結構上。通常，這些程序要經過系統(tǒng)的編譯程序或解釋執(zhí)行程序翻譯成機器語言，然后運行匯編語言實質就是表示機器語言的一組記號，在這種情況下，用于翻譯的程序叫做匯編程序(Assembler)。未經編譯就可運行的程序通常稱之為腳本程序。應用程序（ApplicationProgram）是指為了完成某項或某幾項特定任務而被開發(fā)運行于操作系統(tǒng)之上的計算機程序1.3.5計算機的性能指標1．字長字長是指計算機內部一次能同時處理的二進制數據的位數。2.主頻，就是CPU的時鐘頻率，電腦中的系統(tǒng)時鐘是一個典型的頻率相當精確和穩(wěn)定的脈沖信號發(fā)生器。簡單地說就是CPU運算時的工作頻率（1秒內發(fā)生的同步脈沖數）的簡稱。頻率的標準計量單位是Hz（赫茲）3.主存容量主存容量是指主存儲器（內存）所能存儲二進制信息的總量。計算機的主存容量一般以字節(jié)(Byte)數來表示，每8位（Bit）二進制為一個字節(jié)，每1024個字節(jié)稱為1KB（1024B＝1KB），即千字節(jié)；每1024KB為1MB（1024×1024KB＝1MB），即兆字節(jié)；每1024MB為1GB，即千兆字節(jié)。4.MIPSMIPS是英文MillionInstructionsPerSecond的簡稱，意思是每秒百萬條指令，即“百萬條指令／秒”。它是指CPU每秒處理的百萬級的機器語言指令數，它是處理器運行速度的測量方法，是衡量計算機運行速度的一個主要指標。1.4微型計算機硬件組成1.4.1中央處理器（CPU

中央處理器CPU(CentralProcessingUnit)是指計算機內部對數據進行處理并對處理過程進行控制的部件1.CPU的組成

CPU是微型計算機的核心器件，它主要由算術邏輯單元、控制單元和寄存器組三個基本部分以及內部總線構成。（1）算術邏輯單元ALU算術邏輯單元ALU(ArithmeticLogicalUnit)即運算器。運算器主要完成各種算數(加、減、乘、除)和邏輯運算(與、或、非運算)，幾乎來自于存儲器的所有數據都要經過ALU，即使不進行計算的數據傳送操作，如指令。（2）寄存器組寄存器(Register)是用來臨時存放參與ALU運算的各種數據，它是CPU中具有存儲特性的內部高速單元。CPU主要有數據寄存器、指令寄存器和指令計數器等（3）控制單元控制單元CU(ControlUnit)即控制器。它負責讀取指令寄存器中的指令并對指令進行分析和邏輯譯碼，產生并發(fā)出各種相應的控制信號完成一系列的內外部操作。如控制器根據指令發(fā)出控制信號控制ALU進行算術或邏輯運算，發(fā)出信號從內存中讀取一個數，或將ALU的運算結果存放到存儲器中。可以把控制器理解為CPU執(zhí)行指令的主要部件。2.微處理器的發(fā)展目前主流的CPU主要由的Intel公司開發(fā)生產。1965年，作為Intel公司創(chuàng)始人的戈登·摩爾（GordonMoore）應邀撰寫了一篇名為“讓集成電路填滿更多元件”（Crammingmorecomponentsontointegratedcircuits）的文章。文中摩爾對未來半導體元件工業(yè)的發(fā)展趨勢作出了預測，文章指出，單塊硅芯片上所集成的晶體管數目大約每年（1975年，摩爾將周期修正為“每兩年”）增加一倍。這一預言后來成為廣為人知的“摩爾定律”，被譽為“定義個人電腦和互聯(lián)網科技發(fā)展軌跡的金律”?！澳柖伞鳖A測了微處理器技術進步的速度。經過四十多年的發(fā)展，計算機從神秘不可近的龐然大物變成多數人都不可或缺的工具，信息技術由實驗室進入無數個普通家庭，因特網將全世界聯(lián)系起來，多媒體視聽設備豐富著每個人的生活。目前，Inlel公司生產的微處理器芯片占據了全球90%的市場份額。從1971年第一個微處理器Intel4004研制成功至今，芯片的字長由4位發(fā)展到64位，運算速度也越來越快，不同字長的微處理器形成了微型計算機不同的發(fā)展階段。1.4.2主板微機在正常運行時對系統(tǒng)內存、存儲設備和其它I/O設備的操控都必須通過主板來完成，因此微型計算機的整體運行速度和穩(wěn)定性在相當程度上取決于主板的性能。因此它對于PC的重要程度絲毫不亞于CPU，甚至還要強于CPU。主板(Mainboard)的主要功能有三個：一是支撐計算機的微處理器芯片并讓所有其它部件與其連接。提供安裝CPU、內存和各種功能卡的插座，部分主板甚至將一些功能卡的功能制作在主板上；二是為各種常用的外部設備，如打印機、掃描儀、調制解調器、外部存儲器等提供通用接口；三是通過主板，計算機的所有部件可以得到電源并相互通信。圖1-6為微機中ATX結構的主板實例圖，圖1-7為其邏輯結構圖。主板主要由CPU插槽、內存插槽、擴展插槽、硬盤接口、軟盤驅動器接口、基本輸入輸出系統(tǒng)（BIOS）、CMOS、電池、電源插槽、芯片組等部件組成。內存插槽PCI擴展槽CPU插座電源插座軟驅接口南橋芯片北橋芯片鍵盤接口USB口并口串口CMOS電池IDE接口AGP插槽時鐘CPUROMRAM主板總線控制電路鍵盤接口并行接口串行接口I/O插槽鍵盤打印機鼠標用戶電路硬盤軟驅光驅顯示器接口接口接口接口1．CPU插槽用于固定連接CPU芯片，它決定了主板所支持的中央處理器類型。隨著集成化程度和制造工藝的不斷提高，越來越多的功能被集成到CPU上。為了使CPU安裝更加方便，現(xiàn)在CPU插座基本上采用零插拔力插槽式設計。如果另配CPU的話，則必須注意和主板CPU插座相匹配。2．芯片組芯片組包括兩個基本部分——北橋芯片和南橋芯片。計算機的所有不同部件都通過芯片組與CPU通信。它是主板邏輯系統(tǒng)的一部分，由一組超大規(guī)模集成電路芯片構成。芯片組控制和協(xié)調整個計算機系統(tǒng)的正常運轉和各個部件的選型，芯片組是主板上集成的一部分，它被固定在母板上，不能像CPU、內存等進行簡單的升級換代。芯片組的作用是在BIOS和操作系統(tǒng)的控制下，按照統(tǒng)一規(guī)定的技術標準和規(guī)范為計算機中的CPU、內存、顯卡等部件建立可靠的安裝、運行環(huán)境，為各種接口的外部設備提供可靠的連接。（1）北橋芯片北橋芯片（NorthBridge）是主板芯片組中起主導作用的最重要的組成部分，也稱為主橋（HostBridge）。一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的。北橋芯片負責與CPU的聯(lián)系并控制內存、AGP數據在北橋內部傳輸，提供對CPU的類型和主頻、系統(tǒng)的前端總線頻率、內存的類型（SDRAM，DDRSDRAM以及RDRAM等等）和最大容量、AGP插槽、ECC糾錯等支持，整合型芯片組的北橋芯片還集成了顯示核心。北橋通過前端總線直接連接到處理器。內存控制器位于北橋上，這樣可讓CPU快速訪問內存。北橋還連接到AGP或PCIExpress總線并與內存連接。（2）南橋芯片南橋芯片（SouthBridge）是主板芯片組的重要組成部分，南橋芯片負責I/O總線之間的通信，如PCI總線、USB、LAN、ATA、SATA、音頻控制器、鍵盤控制器、實時時鐘控制器、高級電源管理等。3．基本輸入輸出系統(tǒng)BIOS和CMOSBIOS（BasicInputOutputSystem，基本輸入/輸出系統(tǒng)）是一組存儲在可擦寫只讀存儲器(EPROM)中的程序，其主要作用是負責對基本I/O系統(tǒng)進行控制和管理及用戶對某些系統(tǒng)參數的設定，它控制計算機最基本的功能并在每次開機時執(zhí)行自檢。CMOS是英文ComplementaryMetalOxideSemiconductor的縮寫，本意是指互補金屬氧化物半導體。它是微機主板上的一塊可讀寫的RAM芯片。CMOSRAM本身只是一塊存儲器，只有數據保存功能，而對CMOS中各項參數的設定要通過專門的程序（如BIOS程序）。互補金屬氧化物半導體存儲器中記錄著主板的硬件信息、日期時間及啟動信息等。在計算機關機時由CMOS電池供電，以保證硬件設備設置信息不丟失。4．主板上的插槽與端口除了前面提到的部件之外，主板的還有許多接口（插槽），主要有以下幾種。（1）內存插槽：主板的內存插槽對所支持的內存種類和內存數量有直接的影響。目前臺式機系統(tǒng)主要有SIMM、DIMM和RIMM三種類型的內存插槽。（2）PCI插槽：PCI是英文PeripheralComponentInterconnect的簡寫，其本意是指外圍組件互連，主板上的白色插槽大都是PCI插槽。PCI插槽現(xiàn)在多用來接聲卡、網卡、電視卡及硬盤保護卡之類的PCI設備，目前桌面級主板均采用這種32位插槽?，F(xiàn)在已有64位的PCI插槽，但長度比32位的PCI插槽要長。（3）AGP插槽：AGP是英文AccelerateGraphicalPort的縮寫，中文意思是加速圖形接口。它是一種顯示卡專用的插槽。除此之外，主板上還有其它外設接口如：USB接口、IEEE1394接口、并行接口、串行接口、PS/2接口等。1.4.3內存儲器按照與CPU的接近程度，存儲器的層次結構分為內部存儲器與外部存儲器，簡稱內存與外存。內部存儲器又常稱為主存儲器（簡稱主存），屬于主機的組成部分；外部存儲器又常稱為輔助存儲器（簡稱輔存），屬于外部設備，要用來存放暫時不用的程序和數據。CPU不能像訪問內存那樣，直接訪問外存，外存要與CPU或I/O設備進行數據傳輸時必須通過內存進行。由于內存的速度與CPU的速度之間存在一定的差距，為了減小CPU的等待時間，大多數CPU中都配置了高速緩沖存儲器（Cache）。主存儲器、輔助存儲器和高速緩沖存儲器協(xié)同工作，解決了對存儲器要求容量大，速度快，成本低三者之間的矛盾。目前微機系統(tǒng)通常采用多級存儲器體系結構，如表1-5所示主板的內存插槽對所支持的內存種類和內存數量有直接的影響。USB閃存盤是目前最常用的移動存儲器。2)8=1×81+7×80+2×8-1（1）計算機輔助設計與制造，簡稱CAD/CAM計算機集成制造系統(tǒng)CIMS（ComputerIntegratedManufactureSystem）計算機輔助教學CAI在計算機系統(tǒng)中，常用于存放操作系統(tǒng)、程序和數據，是主存儲器的擴充。一般來說，芯片組的名稱就是以北橋芯片的名稱來命名的?！拔粰嗾归_法”，即公式法（公式1-1）。實現(xiàn)接口協(xié)議的硬件設備叫做接口電路，簡稱接口。可以把控制器理解為CPU執(zhí)行指令的主要部件。因此它對于PC的重要程度絲毫不亞于CPU，甚至還要強于CPU。212K0=10.各手指的分工如圖1-16所示。名稱簡稱用途特點高速緩沖存儲器Cache高速存取指令和數據速度快，成本高，存儲容量小內部存儲器主存存放計算機運行期間

的大量程序和數據存取速度較快，存儲容量不大外部存儲器外存存放系統(tǒng)程序和大型

數據文件及數據庫存儲容量大，單位成本低1.RAM與ROM根據存取方式不同，內存可以分為RAM和ROM兩種。（1）RAM：RAM是英文RandomAccessMemory的縮寫，其中文名稱為隨機存取存儲器。如果存儲器中任何存儲單元的內容都能被隨機存取，且存取時間與存儲單元的物理位置無關，則這種存儲器稱為隨機存取存儲器。RAM主要用來存放正在運行的程序、相關的數據。RAM的優(yōu)點是存取速度快、讀寫方便，缺點是數據不能長久保持，斷電后自行消失。按工作方式不同，可分為靜態(tài)和動態(tài)兩類。靜態(tài)隨機存取存儲器SRAM(StaticRAM)速度快，使用方便；動態(tài)隨機存取存儲器DRAM(DynamicRAM)存儲單元器件數量少，集成度高，應用廣泛。（2）ROM：ROM是英文ReadOnlyMemory的縮寫，其中文名稱為只讀存儲器。ROM是一種對其內容只能讀不能寫入的存儲器，即預先一次寫入的存儲器。通常用來存放固定不變的信息。如經常用作微程序控制存儲器。目前已有可重寫的只讀存儲器。常見的有掩模ROM（MROM），可擦除可編程ROM（EPROM），電可擦除可編程ROM（EEPROM）。ROM的電路比RAM的簡單、集成度高，成本低，且是一種非易失性存儲器，在計算機系統(tǒng)中我們常把一些管理程序、監(jiān)控程序、成熟的用戶程序放在ROM中。2．常見的內存內存條是由焊接在一定規(guī)格的印刷電路板(PCB)上的內存芯片構成的。主板的內存插槽對所支持的內存種類和內存數量有直接的影響。正如其它部件一樣，內存也是通過一系列針腳插接到插槽內。不同類型的內存?zhèn)鬏旑愋透饔胁町?，在傳輸率、工作頻率、工作方式、工作電壓等方面都有不同。內存模塊必須具有正確數量的針腳才能插入到主板上的插槽中。SDRAM：SD（SynchronousDynamic）RAM即同步動態(tài)隨機存取存儲器，都是168線的，工作電壓為，目前最快的速度可達6ns。它的工作原理是將RAM與CPU以相同的時鐘頻率進行控制，使RAM和CPU的外頻同步，徹底取消等待時間，采用64bit的數據帶寬，所以只需一根內存條就可以安裝使用。DDRSDRAM：是DoubleDataRateSDRAM的縮寫，既雙倍速率同步動態(tài)隨機存取存儲器。DDR內存可以在與SDRAM相同的總線頻率下達到更高的數據傳輸率。與SDRAM相比，DDR運用了更先進的同步電路，使指定地址、數據的輸送和輸出主要步驟既獨立執(zhí)行，又保持與CPU完全同步，它允許在時鐘脈沖的上升沿和下降沿讀出數據，所以在相同的時鐘頻率下其速度就能達到標準SDRAM的兩倍?？梢钥吹紻DRSDRAM在未來的高速PC系統(tǒng)和服務器中有著極大的應用前景。DDR2（DoubleDataRate2）SDRAM：它與上一代DDR內存技術標準最大的不同就是，雖然同是采用了在時鐘的上升沿/下降沿同時進行數據傳輸的基本方式，但DDR2內存卻擁有兩倍于DDR內存預讀取能力。換句話說，DDR2內存每個時鐘能夠以4倍于外部總線的速度讀/寫數據，并且能夠以內部控制總線4倍的速度運行。3．簡單直觀地區(qū)分各種不同類型的內存條針腳數量的不同：SDR針腳模組是168Pin、DDR針腳模組是184Pin、DDR2針腳模組是240Pin。卡口數量的不同：SDRAM金手指上有兩個卡口；DDR與DDR2金手指（是指內存條上與內存插槽之間的連接部件）上只有一個卡口，但卡口的位置稍微有一些不同，如圖1-8所示。DDR內存的接口SDRAM的接口1.4.4微機總線現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的復雜結構，使各部件之間需要有一個能夠有效高速傳輸各種信息的通道，這就是總線。在微機中總線一般分為內部總線(局部總線)、系統(tǒng)總線(又稱板總線)和外部總線(又稱通信總線)。1．內部總線內部總線就是微處理器級總線，也叫前端總線。包括地址總線AB(AddressBus)、數據總線DB(DataBus)和控制總線CB(ControlBus)，從CPU引腳上引出，用來實現(xiàn)CPU與外圍控制芯片(包括主存、Cache等)之間的連接。其中地址總線用來產生訪問內存的地址。不同的微處理器，其地址總線的位數(或稱總線寬度)不一樣，地址總線寬度是指可以訪問的最大內存空間，如386以上的微機系統(tǒng)CPU的地址總線寬度一般為32位，就可以最大訪問232(4GB)的內存儲空間。數據總線用于實現(xiàn)數據的輸入和輸出，現(xiàn)在常用的Pentium4CPU的數據總線寬度為64位，一次可同時傳送64位二進制碼，即該類機型的字長。控制總線用于傳輸各種控制信號。內部總線的性能參數與具體的微處理器有關，沒有統(tǒng)一的標準。2．系統(tǒng)總線系統(tǒng)級總線也稱為I/O通道總線，是插件板一級的總線，用于CPU與接口卡的連接。為使各種接口卡能夠在各種系統(tǒng)中實現(xiàn)“即插即用”，系統(tǒng)總線的設計要求與具體的CPU型號無關，因而有統(tǒng)一的標準，常見的總線標準有ISA總線、PCI總線、AGP總線等。3．外部總線外部總線是互連設備一級的總線，用于在計算機和外設之間進行信息與數據交換。主要有RS-232-C總線、RS-485總線、IEEE-488總線、USB總線等1.4.5常用外部設備外部設備（ExternalDevice）亦稱為外圍設備（PeripheralDevice）。在計算機硬件系統(tǒng)中，外部設備是相對于計算機主機而言的。凡在計算機主機處理數據前后，負責把數據輸入計算機主機、對數據進行加工處理及輸出處理結果的設備都稱為外部設備，而不管它們是否受中央處理器的直接控制。一般說來，除計算機主機以外的設備原則上都叫外部設備。計算機需要處理的信息多種多樣，如字符、圖形、圖像、語音、光線、電流、電壓等等，而且各種形式的輸入信息都需要轉換為二進制編碼，才能為計算機所利用。CPU在運行中所需要的程序和數據由外部設備輸入，而處理的結果則要輸出到外部設備中去?？刂撇崿F(xiàn)信息輸入輸出的就是輸入輸出系統(tǒng)(Input／OutputSystem，簡稱I/O系統(tǒng))。I/O系統(tǒng)由三個部分構成，即：輸入輸出接口、輸入輸出軟件、輸入輸出設備。由于外部設備的多樣性和復雜性，同時也因為大量的信息傳送是在主機與外設間進行，不同外部設備在工作原理、工作速度上相差很大，這是需要我們特別注意的，這就使得輸入輸出技術在現(xiàn)代計算機系統(tǒng)中占據了相當重要的地位。主機與外部設備之間是通過接口來交換信息的，每一臺外部設備都有各自的接口。接口也稱適配器（Adapter）、設備控制卡（DeviceControlCard）或輸入輸出控制器1．輸入輸出接口接口是指不同設備為實現(xiàn)與其它系統(tǒng)或設備連接和通信而具有的對接部分。不同的設備，特別是以微機為核心的電子設備，都有自己獨特的系統(tǒng)結構、控制軟件、總線、控制信號等。為使不同設備能連接在一起協(xié)調工作，必須對設備的連接有一定的約束或規(guī)定，這種約束就是接口協(xié)議。實現(xiàn)接口協(xié)議的硬件設備叫做接口電路，簡稱接口。微機接口的作用是使微機的主機系統(tǒng)能與外部設備、網絡以及其它的用戶系統(tǒng)進行有效連接，以便進行數據和信息的交換輸入／輸出接口是CPU與外部設備之間交換信息的連接電路，它們通過總線與CPU相連，簡稱I/O接口。I/O接口分為總線接口和通信接口兩類。當需要外部設備或用戶電路與CPU之間進行數據、信息交換以及控制操作時，應使用微機總線把外部設備和用戶電路連接起來，這時就需要使用微機總線接口；當微機系統(tǒng)與其它系統(tǒng)直接進行數字通信時使用通信接口。所謂總線接口，是指把微機總線通過電路插座提供給用戶的一種總線插座，供插入各種功能卡。插座的各個管腳與微機總線的相應信號線相連，用戶只要按照總線排列的順序制作外部設備或用戶電路的插線板，即可實現(xiàn)外部設備或用戶電路與系統(tǒng)總線的連接，使外部設備或用戶電路與微機系統(tǒng)成為一體。常用的總線接口有AT總線接口、PCI總線接口、IDE總線接口等。AT總線接口多用于連接16位微機系統(tǒng)中的外部設備；PCI總線接口用于連接32位微機系統(tǒng)中的外部設備，如顯卡、數據采集卡等；IDE總線接口主要用于連接各種磁盤和光盤驅動器，可以提高系統(tǒng)的數據交換速度和能力。通信接口是指微機系統(tǒng)與其它系統(tǒng)直接進行數字通信的接口電路，通常分為串行通信接口和并行通信接口兩種，即串口和并口。串口用于把像Modem這種低速外部設備與微型計算機連接，傳送信息的方式是一位一位地依次進行。串口的連接器有D型9針插座和D型25針插座兩種，位于計算機主機箱的后面板上。鼠標器就是連接在這種串口上。并行接口多用于連接打印機等高速外部設備，傳送信息的方式是按字節(jié)進行，即8個二進制位同時進行，PC機使用的并口為標準并口，并口位于計算機主機箱的后面板上。I/O接口—般做成電路插卡的形式，所以通常把它們稱為適配卡，如軟盤驅動器適配卡、硬盤驅動器適配卡(IDE接口)、并行打印機適配卡(并口)、串行通信適配卡(串口)，還包括顯示接口、音頻接口、網卡接口(RJ45)、調制解調器使用的接口(RJll)等。目前PC機上的接插口主要有以下幾種。（1）COM接插口目前大多數主板都提供了兩個COM接插口，分別為COM1和COM2，如圖1-9所示。作用是連接串行鼠標和外置調制解調器等設備。在早期的PC中基本都采用COM口的鼠標，但隨著PS/2和USB接插口的盛行，COM口的作用受到了前所未有的挑戰(zhàn)。（3）Combo驅動器52K-4=4(四舍五入)5計算機的性能指標DDR內存的接口當兩個命題存在“兩者不可兼得”關系時，我們稱之為異或。3．第三代：集成電路計算機(1964-1972)一般的1394接口通過一條6芯的電纜與外設連接，也有的用4芯電纜。CPU在運行中所需要的程序和數據由外部設備輸入，而處理的結果則要輸出到外部設備中去。芯片組包括兩個基本部分——北橋芯片和南橋芯片。為了使CPU安裝更加方便，現(xiàn)在CPU插座基本上采用零插拔力插槽式設計。聲音、圖像：模擬/數字轉換一般說來，除計算機主機以外的設備原則上都叫外部設備。23K2=00.聲音、圖像：模擬/數字轉換二/十進制轉換數值數字/模擬轉換聲音、圖像1946年第一臺計算機誕生了，名字：ENIAC（埃尼阿克）。2）PS/2接插口：PS/2接插口的功能比較單一，僅用于連接鍵盤和鼠標，PS/2接口的傳輸速率比COM接口稍快一些，是目前應用最為廣泛的接口之一。PS/2接插口如圖1-10所示。圖1-9COM接插口鼠標接插口鍵盤接插口圖1-10PS/2接插口圖1-11打印機接插口圖1-12USB接插口圖1-13IEEE1394接插口（3）LPT接插口LPT接口就是并行接口，如圖1-11所示。一般用來連接打印機或掃描儀，采用25腳的DB-25接頭。（4）USB接插口USB接插口如圖1-12所示，USB接口是現(xiàn)在最流行的接口，一個USB接口最多可以支持127個外設，并且可以獨立供電，應用非常廣泛。USB接口可以從主板上獲得500mA的電流，支持熱拔插，真正做到了“即插即用”。一個USB接口可同時支持高速和低速USB外設的訪問，由一條4芯電纜相連接，其中兩條是正負電源，兩條是數據傳輸線。高速外設的傳輸速率為12Mbps，低速外設的傳輸速率為?，F(xiàn)行的標準最高傳輸速率可達480Mbps。5）IEEE1394接插口IEEE1394接插口如圖1-13所示，它的傳輸速率最高可達400Mbps，因此適合連接高速設備，如數碼相機等。當設備間采用樹形或菊花鏈方式連接時，一個1394接口可同時支持63個外設工作。一般的1394接口通過一條6芯的電纜與外設連接，也有的用4芯電纜。6芯電纜和4芯電纜的區(qū)別在于，6芯電纜是隨機提供電源，而4芯電纜不提供電源。（6）MIDI接插口聲卡的MIDI接插口和游戲桿接插口是共用的。接插口中的兩個針腳用來傳送MIDI信號，可連接各種MIDI設備，如電子鍵盤等。對于絕大多數聲卡，在連接MIDI設備時需要向聲卡的制造商另外購買一條MIDI轉接線，包括兩個圓形的5針MIDI接插口和一個游戲桿接插口。由于它們的信號是分離的，所以游戲桿和MIDI設備可以同時使用。MIDI接插口如圖1-14所示。圖1-14MIDI接插口也可用于連接游戲桿圖1-15SCSI卡提供兩個SCSI接插口（7）SCSI接插口SCSI接插口如圖1-15所示。SCSI接口的速度、性能和穩(wěn)定性都非常出色，但價格也較為昂貴，主要面向服務器和工作站市場。SCSI接口是一種連接主機和外圍設備的接口，支持硬盤、光驅、掃描儀等多種設備。SCSI控制器相當于一塊小型CPU，有自己的命令集和緩存，能夠完成大部分工作，從而減輕中央處理器的負擔（即降低CPU占用率）。2．外部設備外部設備簡稱“外設”，是計算機系統(tǒng)中輸入、輸出設備和外存儲器的統(tǒng)稱。對數據和信息起著傳輸、轉送和存儲的作用。是計算機系統(tǒng)中的重要組成部分。外圍設備的種類很多，一般按照對數據的處理功能進行分類。除必須配置的輸入/輸出設備外，還應包括多媒體設備、網絡通信設備和外圍設備處理機等等（1）輸入設備輸入設備是人和計算機之間最重要的接口，它的功能是把原始數據和處理這些數據的程序、命令通過輸入接口輸入到計算機中。因此，凡是能把程序、數據和命令送入計算機進行處理的設備都是輸入設備。輸入設備包括字符輸入設備（如鍵盤、條形碼閱讀器、磁卡機）、圖形輸入設備（如鼠標、圖形數字化儀、操縱桿）、圖像輸入設備（如掃描儀、機、攝像機）、模擬量輸入設備（如模-數轉換器、話筒，模-數轉換器也稱作A/D轉換器）。（2）輸出設備輸出設備同樣是十分重要的人機接口，它的功能是用來輸出人們所需要的計算機的處理結果。輸出的形式可以是數字、字母、表格、圖形、圖像等。最常用的輸出設備是各種類型的顯示器、打印機、音箱和繪圖儀等。（3）多媒體設備現(xiàn)代社會是信息爆炸的時代，文字、圖形、圖像、語音等各種信息大量產生，人類要利用各種各樣的信息，要求計算機能夠處理各種不同形式的信息，多媒體設備就應運而生。多媒體設備的功能是使計算機能夠直接接收、存儲、處理各種形式的多媒體信息。現(xiàn)在市場上出售的微型計算機幾乎都是多媒體計算機。多媒體計算機必須配置的基本多媒體設備，除已列在外存儲器中的CD-ROM或DVD-ROM外，還應有調制解調器(Modem)、聲卡和視頻卡。其它多媒體設備包括數碼相機、數碼攝像機、MIDI樂器等。1.4.6外存儲器在計算機系統(tǒng)中除了計算機主機中的內存儲器外，還應有外部存儲器，簡稱“外存”。外存用來存儲大量的暫時不參加運算或處理的數據和程序,因而允許較慢的處理速度。在需要時，它可以成批地與內存交換信息。它是主存儲器的后備和補充，因此稱它為“輔助存儲器”。外存的特點是存儲容量大、可靠性高、價格低，在脫機情況下可以永久地保存信息。微機上使用外部存儲器主要是磁盤存儲器、光盤存儲器和閃存盤存儲器。1.磁盤存儲器以磁盤為存儲介質的存儲器。它是利用磁記錄技術在涂有磁記錄介質的旋轉圓盤上進行數據存儲的輔助存儲器。具有存儲容量大、數據傳輸率高、存儲數據可長期保存等特點。在計算機系統(tǒng)中，常用于存放操作系統(tǒng)、程序和數據，是主存儲器的擴充。磁盤存儲器通常由磁盤、磁盤驅動器（或稱磁盤機）和磁盤控制器構成。磁盤兩面涂有可磁化介質的平面圓片，數據按閉合同心圓軌道記錄在磁性介質上，這種同心圓軌道稱磁道。每條磁道又分為若干個區(qū)段（稱為扇區(qū)），同一磁盤的每條磁道上的扇區(qū)數是相同的。一般情況下每個扇區(qū)的容量都是相同的512字節(jié)。因盤基不同，磁盤可分為硬盤和軟盤。硬盤盤基通常用鋁合金材料制成，軟盤的盤基由聚脂薄膜制成，上面涂有極薄的一層鐵氧體磁性材料。常見的硬盤的盤片固定在硬盤驅動器內，軟盤屬于可移動存儲器盤片只有可互換安裝方式。一般我們所談的磁盤只指存放實際信息的磁盤片，對于軟盤和硬盤來說，這些盤片的結構大致是相同的。每個軟盤的盤片通常只有一個，硬盤的盤片有多個，每個盤片的兩面都可以記錄數據，每面都有一個磁頭對磁盤進行讀寫。利用下面的公式可以進行磁盤容量的計算：磁盤容量=每面磁道數×每道扇區(qū)數×盤片個數×2×每扇區(qū)的容量例如，一張英寸雙面高密度軟盤的標準磁道數為80，每條磁道的扇區(qū)數為18，每個扇區(qū)的容量為512字節(jié)（512B），每個軟盤的盤片個數為1，其容量為：由于硬盤體積小、容量大、速度快、使用方便，已成為計算機的標準配置。如今大容量硬盤已成為計算機的基本配置。目前微機上常用的硬盤的接口主要有IDE接口、SATA接口和SCSI接口。2.光盤驅動器