大学计算机基础教程

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1、科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程大学计算机基础教程云南财经大学信息学院云南财经大学信息学院 编著编著1科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程第1章计算机系统2科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程本章提要本章提要： 本本章章主主要要介介绍绍了了计计算算机机系系统统的的基

2、基本本组组成成；主主板板的的功功能能；CPUCPU的的构构成成部部件件、各各部部件件功功能能、CPUCPU主主要要性性能能指指标标；ROMROM与与RAMRAM的的功功能能、内内存存的的主主要要性性能能指指标标、存存储储容容量量的的表表示示；显显卡卡、声声卡卡、网网卡卡的的主主要要功功能能；显显示示器器的的种种类类及及主主要要性性能能指指标标；硬硬盘盘存存储储容容量量的的计计算算及及主主要要性性能能指指标标；光光盘盘及及U U盘盘的的特特点点；系系统统软软件件与与应应用用软软件件的的特特点点；冯冯诺诺依依曼曼机机型型的的主主要要特特征征；计计算算机机的的存存储储程程序序工工作作原原理理；访访存

3、存的的局局部部性性原原理理；采采用用高高速速缓缓冲冲存存储储器器(Cache)(Cache)的的目目的的；三三级级存存储储体体系系；数数值值数数据据在在计计算算机机中中的的表表示示；西西文文字字符符在在计算机中的表示（计算机中的表示（ASCIIASCII码）；汉字在计算机中的表示等；码）；汉字在计算机中的表示等；3科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.1 计算机系统的基本组成计算机系统的基本组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两

4、大部分组成。如图组成。如图1.11.1所示。所示。图1.1 计算机系统逻辑结构图4科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.1.1 计算机硬件系统计算机硬件系统 计算机硬件系统就是我们所看到的实际物理设备，由主计算机硬件系统就是我们所看到的实际物理设备，由主机和外部设备组成。机和外部设备组成。1.主机设备主机设备 主机设备是指电脑机箱内所有的设备，它可以分为主机主机设备是指电脑机箱内所有的设备，它可以分为主机板部分、驱动器部分、接口卡部分。板部分、驱动器部分、接口卡部分。（1 1）主机板

5、部分）主机板部分 主机板部分是微型计算机机箱内最重要主机板部分是微型计算机机箱内最重要的部分，包括主机电路板（主板）、的部分，包括主机电路板（主板）、CPUCPU、内存、机箱和、内存、机箱和电源。电源。 主板：又叫主机电路板、系统板。它安装在机箱内，主板：又叫主机电路板、系统板。它安装在机箱内，是微型计算机最基本的也是最重要的部件之一。它是一块是微型计算机最基本的也是最重要的部件之一。它是一块印刷电路板，其功能是将中央处理单元（印刷电路板，其功能是将中央处理单元（CPUCPU）、只读存）、只读存储器（储器（ROMROM）、随机存储器（）、随机存储器（RAMRAM）、输入输出（）、输入输出（I/

6、OI/O）控）控制电路、扩充插槽、面板控制开关和指示灯等部分有机地制电路、扩充插槽、面板控制开关和指示灯等部分有机地联接在一起。联接在一起。 主板示例图如图主板示例图如图1.21.25科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.2 微型计算机主板图片6科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 主板上一般有主板上一般有3-83-8个扩展插槽，供微型计算机外围设个扩展插槽，供微型计算机外

7、围设备的控制卡插接。通过更换这些插卡，可以对微型计算机备的控制卡插接。通过更换这些插卡，可以对微型计算机进行局部升级，使用户在配置机型方面有更大的灵活性。进行局部升级，使用户在配置机型方面有更大的灵活性。 主板在整个微型计算机系统中扮演着非常重要的角色，主板在整个微型计算机系统中扮演着非常重要的角色，主板的类型和档次决定着整个微型计算机系统的类型和档主板的类型和档次决定着整个微型计算机系统的类型和档次，主板的性能影响着整个微型计算机系统的性能。目前次，主板的性能影响着整个微型计算机系统的性能。目前生产主板的企业有多家生产主板的企业有多家, ,各厂家主板的构成又不一致。有各厂家主板的构成又不一致

8、。有的用扩展插槽外接声卡和网卡，有的则将声卡和网卡集成的用扩展插槽外接声卡和网卡，有的则将声卡和网卡集成在主板上（图在主板上（图1.21.2就是将声卡和网卡集成在主板上）。有就是将声卡和网卡集成在主板上）。有的主板只能使用特定的的主板只能使用特定的CPUCPU，如带有，如带有IntelIntel芯片组的主板，芯片组的主板，只能使用只能使用IntelIntel的的CPUCPU。带有。带有AMDAMD芯片组的主板，只能使用芯片组的主板，只能使用AMDAMD的的CPUCPU等。等。 7科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计

9、算机基础教程大学计算机基础教程 中央处理器（中央处理器（Central Processing UnitCentral Processing Unit）, ,简称简称 CPUCPU。由运算器和控制器组成，分别由运算电路和控制电。由运算器和控制器组成，分别由运算电路和控制电路实现。是任何计算机系统中必备的核心部件。路实现。是任何计算机系统中必备的核心部件。 运算器是对数据进行加工处理的部件，它在控制器的运算器是对数据进行加工处理的部件，它在控制器的作用下与内存交换数据，负责进行各类基本的算术运算、作用下与内存交换数据，负责进行各类基本的算术运算、逻辑运算和其他操作。运算器由算术逻辑单元逻辑运算和其

10、他操作。运算器由算术逻辑单元（Arithmetic Logic UnitArithmetic Logic Unit，ALUALU）、累加器、状态寄存器）、累加器、状态寄存器和通用寄存器等组成。和通用寄存器等组成。ALUALU是用于完成加、减、乘、除等是用于完成加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等逻辑运算以及移位、求补等操作算术运算，与、或、非等逻辑运算以及移位、求补等操作的部件。的部件。 控制器是整个计算机系统的指挥中心，负责对指令进控制器是整个计算机系统的指挥中心，负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序地、有目的地向各个部行分析，并根据指令的要求，有序地、有目的地向各个部件发出控制信号

11、，使计算机的各部件协调一致地工作。控件发出控制信号，使计算机的各部件协调一致地工作。控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成。寄存器是钟控制电路等组成。寄存器是CPUCPU的一个重要组成部分，的一个重要组成部分，是是CPUCPU内部的临时存储单元。寄存器既可以存放数据和地内部的临时存储单元。寄存器既可以存放数据和地址，又可以存放控制信息或址，又可以存放控制信息或CPUCPU工作的状态信息。工作的状态信息。8科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大

12、学计算机基础教程大学计算机基础教程 CPUCPU档次的高低，直接决定了一个计算机系统的档次。档次的高低，直接决定了一个计算机系统的档次。反映反映CPUCPU档次的最重要指标是主频和数据传送的位数（字档次的最重要指标是主频和数据传送的位数（字长）。长）。 主频也叫时钟频率，单位是主频也叫时钟频率，单位是MHzMHz，用来表示，用来表示CPUCPU的运算的运算速度。主频说明了速度。主频说明了CPUCPU的工作速度，一般来说，主频越高，的工作速度，一般来说，主频越高，CPUCPU的运算速度越快。常用的的运算速度越快。常用的CPUCPU主频有主频有1.5GHz1.5GHz、2.0GHz2.0GHz、2

13、.4GHz2.4GHz等。等。 CPUCPU传送数据的位数是指计算机在同一时间能同时并行传送数据的位数是指计算机在同一时间能同时并行传送的二进制信息位数。人们常说的传送的二进制信息位数。人们常说的1616位机、位机、3232位机和位机和6464位机，是指该计算机中的位机，是指该计算机中的CPUCPU可以同时处理可以同时处理1616位、位、3232位和位和6464位的二进制数据。位的二进制数据。286286机是机是1616位机，位机，486486机是机是3232位机，位机，PentiumPentium机是机是6464位机。随着型号的不断更新，微型计算机位机。随着型号的不断更新，微型计算机的性能也

14、不断提高。的性能也不断提高。9科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.3 CPU图片(正反两面)10科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 双核处理器双核处理器 计算机处理性能的提升依赖于处理器主频的提升，随计算机处理性能的提升依赖于处理器主频的提升，随着着CPUCPU主频的不断加大和工艺线宽的不断缩小，使得处理主频的不断加大和工艺线宽的不断缩小，使得处理器散热等问题日益严重

15、，单纯的主频提升已经遭遇瓶颈，器散热等问题日益严重，单纯的主频提升已经遭遇瓶颈，而双核心技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的而双核心技术的引入是提高处理器性能另一个行之有效的途径。双核处理器就基于单个半导体的一个处理器上拥有途径。双核处理器就基于单个半导体的一个处理器上拥有两个一样功能的处理器核心，就是将两个物理处理器核心两个一样功能的处理器核心，就是将两个物理处理器核心整合在一个内核之中。核心之间以芯片速度通信，降低了整合在一个内核之中。核心之间以芯片速度通信，降低了处理器之间的延迟。双核处理器之间的延迟。双核CPUCPU所具备的两个物理核心是相所具备的两个物理核心是相对独立的，每个核

16、心都可以拥有独立的高速缓存、寄存器、对独立的，每个核心都可以拥有独立的高速缓存、寄存器、运算单元，可以使两个独立进程互不干扰。这将大大提升运算单元，可以使两个独立进程互不干扰。这将大大提升处理器的工作效率。处理器的工作效率。 双核处理器典型的代表是双核处理器典型的代表是AMDAMD公司的双核处理器。它公司的双核处理器。它是将两个内核做在一个晶元上，通过超传输技术让是将两个内核做在一个晶元上，通过超传输技术让CPUCPU内内核直接跟外部核直接跟外部I/OI/O相连的直连架构和集成内存控制器技术，相连的直连架构和集成内存控制器技术，使得每个内核都有自己的高速缓存和专用输入输出通道，使得每个内核都有

17、自己的高速缓存和专用输入输出通道，没有资源争抢的问题，集成度更高。没有资源争抢的问题，集成度更高。11科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 内部存储器内部存储器 存储器按功能可分为主存储器（简称主存或内存）和辅存储器按功能可分为主存储器（简称主存或内存）和辅助存储器（简称辅存或外存）。主存是相对存取速度快而容助存储器（简称辅存或外存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存储器。一类存储器。

18、 存储器最主要的性能指标有存取时间和存储容量。存储器最主要的性能指标有存取时间和存储容量。 数据存入存储器的操作叫写操作，从存储器取出数据的数据存入存储器的操作叫写操作，从存储器取出数据的操作叫读操作，从存储器接收到读（或写）申请命令到从存操作叫读操作，从存储器接收到读（或写）申请命令到从存储器读出（或写入）数据所需的时间称为存储器的存取时间，储器读出（或写入）数据所需的时间称为存储器的存取时间，时间越短，速度就越快。时间越短，速度就越快。 一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简一个存储器中所包含的字节数称为该存储器的容量，简称存储容量。存储容量通常用称存储容量。存储容量通常用KBK

19、B、MBMB、GBGB或或TBTB表示，其中表示，其中B B是字节（是字节（ByteByte），并且），并且1KB=1024B1KB=1024B，1MB=1024KB1MB=1024KB，1GB=1024MB1GB=1024MB，1TB1TB1024GB1024GB。例如，。例如，640KB640KB就表示就表示6401024=6553606401024=655360个字节。个字节。 12科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 主存储器，也称为内部存储器（简称内存），内存直主存储器，也称

20、为内部存储器（简称内存），内存直接与接与CPUCPU相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运相连接，是计算机中主要的工作存储器，当前运行的程序与数据存放在内存中。行的程序与数据存放在内存中。 内部存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取内部存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或存储器（简称随机存储器或RAMRAM）和只读存储器（简称）和只读存储器（简称ROMROM）。）。 随机存储器。随机存储器允许随机的按指定内存单元随机存储器。随机存储器允许随机的按指定内存单元的地址从内存单元中取出或向该内存单元写入数据（简称的地址从内存单元中取出或向该内存单元写入数据（简称

21、对内存单元的读写），这一特性使得其对任何地址的存取对内存单元的读写），这一特性使得其对任何地址的存取时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入时间都是相同的。由于信息是通过电信号写入RAMRAM的，所的，所以断电时以断电时RAMRAM中的信息就会丢失。中的信息就会丢失。13科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.4 内存图片14科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机工作时

22、使用的程序和数据等都存储在计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAMRAM中，中，所以在完成处理任务时，应将这些工作的程序或数据存储所以在完成处理任务时，应将这些工作的程序或数据存储到外存储器中，否则关机后信息就会丢失。我们通常所说到外存储器中，否则关机后信息就会丢失。我们通常所说的内存大小就是指的内存大小就是指RAMRAM的大小，一般以的大小，一般以MBMB为单位。为单位。 只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入只读存储器。只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。信息的存储器。 在制造在制造ROMROM的时候，就将一些常规信息存入的时候，就将一些常规信息存入ROMROM并永

23、久并永久保存。这些信息只能读出而不能写入。当计算机断电后，保存。这些信息只能读出而不能写入。当计算机断电后，ROMROM中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的中的信息不会丢失。当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。信息保持原来的不变，仍可被读出。15科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 机箱和电源机箱和电源 机箱是计算机的外壳，从外观上分为卧式和立式两种。机箱是计算机的外壳，从外观上分为卧式和立式两种。机箱一般包括外壳、用于固定软硬驱动器的支架、面板上机箱

24、一般包括外壳、用于固定软硬驱动器的支架、面板上必要的开关、指示灯和显示数码管等。通常在主机箱的正必要的开关、指示灯和显示数码管等。通常在主机箱的正面都有电源开关面都有电源开关PowerPower和和ResetReset按钮，按钮，ResetReset按钮用来重新按钮用来重新启动计算机系统（有些机器没有启动计算机系统（有些机器没有ResetReset按钮）。按钮）。 电源是微型计算机的供电系统，用来给主机及其他的电源是微型计算机的供电系统，用来给主机及其他的外部设备提供电源。外部设备提供电源。 （2 2）驱动器部分）驱动器部分 驱动器部分是驱动存储介质的电路。是辅助存储器的驱动器部分是驱动存储介

25、质的电路。是辅助存储器的驱动装置。包括软盘驱动器，硬盘驱动器，光盘驱动器等。驱动装置。包括软盘驱动器，硬盘驱动器，光盘驱动器等。除了硬盘驱动器与硬盘装于一体外，其它驱动器都是与存除了硬盘驱动器与硬盘装于一体外，其它驱动器都是与存储介质分开的。储介质分开的。16科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 （3 3）接口卡部分）接口卡部分 包括显卡、声卡、网卡。包括显卡、声卡、网卡。 显卡显卡 显卡又称为视频卡、图形卡、显示适配器等。它是主显卡又称为视频卡、图形卡、显示适配器等。它是主机与显示器

26、之间连接的部件，其作用是控制计算机的图形机与显示器之间连接的部件，其作用是控制计算机的图形输出，将输出，将CPUCPU送来的影像数据处理成显示器认识的格式，送来的影像数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图像。显卡主要由显示主芯片再送到显示器形成图像。显卡主要由显示主芯片( (即图形即图形处理芯片处理芯片Graphic Processing Unit)Graphic Processing Unit)、显存、数模转换器、显存、数模转换器(RAMDAC)(RAMDAC)及其它附属部件组成。显示主芯片是显示卡的核及其它附属部件组成。显示主芯片是显示卡的核心，它负责了显卡绝大部分的计算工作。在整

27、个显卡中，心，它负责了显卡绝大部分的计算工作。在整个显卡中，显示主芯片负责处理由计算机发来的数据，最终将产生的显示主芯片负责处理由计算机发来的数据，最终将产生的结果显示在显示器上。显示主芯片的处理速度越快，性能结果显示在显示器上。显示主芯片的处理速度越快，性能就越好。显卡的另一个主要性能指标是显存的大小。显存就越好。显卡的另一个主要性能指标是显存的大小。显存容量是显卡本身存储的容量数，这是选择显卡的重要参数容量是显卡本身存储的容量数，这是选择显卡的重要参数之一。显存容量的大小决定着显存临时存储数据的能力，之一。显存容量的大小决定着显存临时存储数据的能力，在一定程度上也会影响显卡的性能，从而影响

28、显示速度等。在一定程度上也会影响显卡的性能，从而影响显示速度等。显存容量从早期的显存容量从早期的512KB512KB、1MB1MB、2MB2MB等，发展到等，发展到8MB8MB、12MB12MB、16MB16MB、32MB32MB、64MB64MB，一直到目前主流的，一直到目前主流的128MB128MB、256MB256MB和高和高档显卡的档显卡的512MB512MB，某些专业显卡甚至已经具有，某些专业显卡甚至已经具有1GB1GB的显存了。的显存了。17科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础

29、教程图1.5 显示卡图片18科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 声卡声卡 声卡声卡(Sound Card)(Sound Card)是多媒体技术中最基本的组成部分，是多媒体技术中最基本的组成部分，是实现声波数字信号相互转换的部件。声卡的基本功能是实现声波数字信号相互转换的部件。声卡的基本功能是把来自话筒、光盘等的原始声音信号加以转换，输出到是把来自话筒、光盘等的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器等声响设备，或通过音乐设备数字接口耳机、扬声器等声响设备，或通过音乐设备数字接口(MI

30、DI)(MIDI)使乐器发出美妙的声音。声卡的工作原理很简单，使乐器发出美妙的声音。声卡的工作原理很简单，就是实现声音设备处理的模拟信号与计算机处理的数字信就是实现声音设备处理的模拟信号与计算机处理的数字信号进行相互转换，完成输入的声音数据存入到计算机内和号进行相互转换，完成输入的声音数据存入到计算机内和将计算机处理的声音数据输出到声音设备。从结构上分，将计算机处理的声音数据输出到声音设备。从结构上分，声卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分声卡可分为模数转换电路和数模转换电路两部分, ,模数转模数转换电路负责将麦克风等声音输入设备采到的模拟声音信号换电路负责将麦克风等声音输入设备采到的模拟

31、声音信号转换为电脑能处理的数字信号；而数模转换电路负责将电转换为电脑能处理的数字信号；而数模转换电路负责将电脑使用的数字声音信号转换为喇叭等设备能使用的模拟信脑使用的数字声音信号转换为喇叭等设备能使用的模拟信号。号。19科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.6 内置独立声卡图片20科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 网卡网卡 网卡也叫网卡也叫“网络适配器网络适配器”，英文

32、全称为，英文全称为“Network Network Interface Card”Interface Card”，简称，简称“NIC”NIC”，它是使计算机相互联，它是使计算机相互联网的设备。网卡插在计算机主板插槽中，其作用主要有两网的设备。网卡插在计算机主板插槽中，其作用主要有两个：一是将计算机的数据发送到网络上去；二是接收网络个：一是将计算机的数据发送到网络上去；二是接收网络上其它设备传过来的数据，发送到所在的计算机中。它的上其它设备传过来的数据，发送到所在的计算机中。它的基本功能为：并行与串行的数据转换、包的装配和拆装、基本功能为：并行与串行的数据转换、包的装配和拆装、网络存取控制、数据

33、缓存等。它的主要技术参数为带宽、网络存取控制、数据缓存等。它的主要技术参数为带宽、总线方式、电气接口方式等。目前主要是总线方式、电气接口方式等。目前主要是1616位网卡。位网卡。 网卡具有网卡驱动程序和网卡具有网卡驱动程序和I/OI/O系统两部分。驱动程序系统两部分。驱动程序使网卡和网络操作系统兼容，实现计算机与网络的通信。使网卡和网络操作系统兼容，实现计算机与网络的通信。I/OI/O系统可以通过数据总线实现计算机和网卡之间的通信。系统可以通过数据总线实现计算机和网卡之间的通信。网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机网络中的每网卡是计算机网络中最基本的元素。在计算机网络中的每台计算机只有通过

34、网卡才能与其它计算机进行通信。台计算机只有通过网卡才能与其它计算机进行通信。21科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.8 内置独立网卡图片22科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程2.外部设备外部设备 外部设备简称外设，是指计算机所外接的设备，包括外部设备简称外设，是指计算机所外接的设备，包括输入设备、输出设备和辅助存储器。输入设备、输出设备和辅助存储器。 （1 1） 输入

35、设备输入设备 计算机中常用的输入设备是键盘、鼠标。计算机中常用的输入设备是键盘、鼠标。 键盘键盘 键盘是目前实现数据输入的主要设备，键盘通过一根键盘是目前实现数据输入的主要设备，键盘通过一根五芯电缆连接到主机的键盘插座内，其内部有专门的微处五芯电缆连接到主机的键盘插座内，其内部有专门的微处理器和控制电路，当操作者按下任一键时，键盘内部的控理器和控制电路，当操作者按下任一键时，键盘内部的控制电路产生一个代表这个键的二进制代码，然后将此代码制电路产生一个代表这个键的二进制代码，然后将此代码输入主机内部，操作系统就知道用户按下了哪个键，实现输入主机内部，操作系统就知道用户按下了哪个键，实现了数据的输

36、入过程。了数据的输入过程。 现在的键盘通常有现在的键盘通常有101101键键盘和键键盘和104104键键盘两种，较常键键盘两种，较常用的是用的是104104键键盘。键键盘。23科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.9 键盘图片 24科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 鼠标鼠标 鼠标也是一种常用的输入设备，鼠标可以方便准确地鼠标也是一种常用的输入设备，鼠标可以方便准确地移

37、动光标进行定位，因其外形酷似老鼠而得名。根据结构移动光标进行定位，因其外形酷似老鼠而得名。根据结构的不同，鼠标可分为机械式和光电式两种：的不同，鼠标可分为机械式和光电式两种： 机械式鼠标：机械式鼠标： 其底部有一个橡胶小球，当鼠标在水平面上滚动时，其底部有一个橡胶小球，当鼠标在水平面上滚动时，小球与平面发生相对转动而控制光标移动。小球与平面发生相对转动而控制光标移动。 光电式鼠标：光电式鼠标： 其对光标进行控制的是鼠标底部的两个平行光源，当其对光标进行控制的是鼠标底部的两个平行光源，当鼠标在特殊的光电板上移动时，光源发出的光经反射后转鼠标在特殊的光电板上移动时，光源发出的光经反射后转化为移动信

38、号，控制光标移动。化为移动信号，控制光标移动。25科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.10 鼠标图片26科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 （2 2）输出设备）输出设备 计算机常用的输出设备为显示器和打印机。计算机常用的输出设备为显示器和打印机。 显示器显示器 显示器是计算机系统最常用的输出设备，其作用是将显示器是计算机系统最常用的输出设备，其作用是将计算机处理的结果

39、以显示的方式提供给使用者。它的类型计算机处理的结果以显示的方式提供给使用者。它的类型很多，根据显像管的不同可分为三种类型：阴极射线管很多，根据显像管的不同可分为三种类型：阴极射线管（CRTCRT）、发光二极管（）、发光二极管（LEDLED）和液晶（）和液晶（LCDLCD）显示器。阴）显示器。阴极射线显示器要用电子枪，在枪和屏幕之间需有一定距离，极射线显示器要用电子枪，在枪和屏幕之间需有一定距离，因此这种显示器外形比大，故常用于台式机；发光二极管因此这种显示器外形比大，故常用于台式机；发光二极管显示器常用于单板机；液晶显示器使用液晶在背景屏幕上显示器常用于单板机；液晶显示器使用液晶在背景屏幕上形

40、成字符和图像，体积相对较小，故常用于笔记本电脑，形成字符和图像，体积相对较小，故常用于笔记本电脑，目前许多台式机也配用液晶显示器。目前许多台式机也配用液晶显示器。27科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.11 左图为CRT显示器图片，右图为液晶显示器图片28科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 衡量显示器好坏主要有两个重要指标：一个是分辨率；衡量显示器好坏主要有两个重要指标

41、：一个是分辨率；另一个是像素点距。另一个是像素点距。 每平方英寸上的像素数的多少称为分辨率每平方英寸上的像素数的多少称为分辨率, ,分辨率越分辨率越高高, ,图像的清晰度就越好。现在常用的分辨率有：图像的清晰度就越好。现在常用的分辨率有： 800600800600、10247681024768、1280102412801024、1600120016001200等。等。1024768(7864321024768(786432个像素点个像素点) )的屏幕就比的屏幕就比800600(480000800600(480000个像素点个像素点) )的分辨率高。的分辨率高。 屏幕上相邻像素间的距离称像素点距

42、。像素越密集、屏幕上相邻像素间的距离称像素点距。像素越密集、点距越小，则图像的清晰度和分辨率越高。一般点距小于点距越小，则图像的清晰度和分辨率越高。一般点距小于等于等于0.280.28毫米的屏幕性能较好。毫米的屏幕性能较好。29科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 打印机打印机 打印机也是计算机系统中常用的输出设备，其作用是打印机也是计算机系统中常用的输出设备，其作用是将计算机处理的结果以打印的方式提供给使用者。目前我将计算机处理的结果以打印的方式提供给使用者。目前我们常用的打印机有点

43、阵式打印机、喷墨打印机和激光打印们常用的打印机有点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机三种。机三种。 点阵打印机点阵打印机：又称为针式打印机，有：又称为针式打印机，有9 9钟和钟和2424针两种。针两种。针数越多，针距越密，打印出来的字就越美观。针打的主针数越多，针距越密，打印出来的字就越美观。针打的主要优点是：价格便宜、维护费用低，可复写打印，适合于要优点是：价格便宜、维护费用低，可复写打印，适合于打印蜡纸。缺点是：打印速度慢、噪声大、打印质量稍差。打印蜡纸。缺点是：打印速度慢、噪声大、打印质量稍差。目前针式打印机主要应用于银行、税务、商店等的票据的目前针式打印机主要应用于银行、税务、商店等的

44、票据的复写打印。复写打印。 喷墨打印机：喷墨打印机：它是通过喷墨管将墨水喷射到普通打印它是通过喷墨管将墨水喷射到普通打印纸上而实现字符或图形的输出，主要优点是：打印精度较纸上而实现字符或图形的输出，主要优点是：打印精度较高、噪声低、价格便宜；缺点是：打印速度慢，由于墨水高、噪声低、价格便宜；缺点是：打印速度慢，由于墨水消耗量大，使日常维护费用高。消耗量大，使日常维护费用高。30科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 激光打印机激光打印机：激光打印机是近年来发展很快的一种输：激光打印机是近

45、年来发展很快的一种输出设备，由于它具有精度高、打印速度快、噪声低等优点，出设备，由于它具有精度高、打印速度快、噪声低等优点，已越来越成为办公自动化的主流产品。其缺点是价格较高，已越来越成为办公自动化的主流产品。其缺点是价格较高，但随着激光打印机的普及，其价格也将大幅度下降。激光但随着激光打印机的普及，其价格也将大幅度下降。激光打印机的一个重要指标就是打印机的一个重要指标就是DPIDPI（每英寸点数），即分辨（每英寸点数），即分辨率。分辨率越高，打印机的输出质量就越好。率。分辨率越高，打印机的输出质量就越好。 图1.12 左、中、右图分别为针式、喷墨和激光打印机图片 31科学出版社科学出版社科学

46、出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 （3 3）辅助存储器）辅助存储器 也称为外存储器（简称外存），内部存储器虽然速度也称为外存储器（简称外存），内部存储器虽然速度快，但缺点是在断电后存储里面的数据就会丢失。因此，快，但缺点是在断电后存储里面的数据就会丢失。因此，在关闭计算机前，必须将处理的数据存入外部存储器。外在关闭计算机前，必须将处理的数据存入外部存储器。外部存储器在断电后仍能保持里面存储的数据。另一特点是部存储器在断电后仍能保持里面存储的数据。另一特点是容量大，缺点是速度慢。容量大，缺点是速度慢。 计算

47、机执行程序和加工处理数据时，外存中的数据按计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的数据按数据块或数据组先送入内存后才能使用，即计算机通过外数据块或数据组先送入内存后才能使用，即计算机通过外存与内存不断交换数据的方式使用外存中的数据。存与内存不断交换数据的方式使用外存中的数据。 常用的辅助存储器主要有软磁盘、硬磁盘、光盘和微常用的辅助存储器主要有软磁盘、硬磁盘、光盘和微盘。外部存储器既是输入设备，也是输出设备。盘。外部存储器既是输入设备，也是输出设备。 软盘：目前使用的软盘是软盘：目前使用的软盘是3.53.5英寸盘（简称英寸盘（简称3 3寸盘），寸盘），属于磁介质。存储容量一般为属于磁介质。存储

48、容量一般为1.44M1.44M。一个完整的软盘存。一个完整的软盘存储系统是由软盘、软盘驱动器和软驱适配卡组成。软盘只储系统是由软盘、软盘驱动器和软驱适配卡组成。软盘只能存储数据，如果要对它进行读出或写入数据的操作，还能存储数据，如果要对它进行读出或写入数据的操作，还必须有软盘驱动器。由于软盘容量小，速度慢，且易损坏必须有软盘驱动器。由于软盘容量小，速度慢，且易损坏等，现已较少使用。等，现已较少使用。32科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.13 软盘图片33科学出版社科学出版社科

49、学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 硬盘：从数据存储原理和存储格式上看，硬盘与软硬盘：从数据存储原理和存储格式上看，硬盘与软盘完全相同。但硬盘的磁性材料是涂在金属、陶瓷或玻璃盘完全相同。但硬盘的磁性材料是涂在金属、陶瓷或玻璃制成的硬盘基片上，而软盘的基片是塑料的。硬盘相对软制成的硬盘基片上，而软盘的基片是塑料的。硬盘相对软盘来说，主要是存储空间比较大，现在的硬盘容量已在盘来说，主要是存储空间比较大，现在的硬盘容量已在40GB40GB以上。硬盘大多由多个盘片组成，此时，除了每个盘以上。硬盘大多由多个盘片组成

50、，此时，除了每个盘片要分为若干个磁道和扇区以外，多个盘片表面的相应磁片要分为若干个磁道和扇区以外，多个盘片表面的相应磁道将在空间上形成多个同心圆柱面。通常情况下，硬盘与道将在空间上形成多个同心圆柱面。通常情况下，硬盘与硬盘驱动器同为一体，安装在计算机的主机箱中，但现在硬盘驱动器同为一体，安装在计算机的主机箱中，但现在已出现一种移动硬盘。这种移动硬盘通过已出现一种移动硬盘。这种移动硬盘通过USBUSB接口和计算接口和计算机连接，方便用户携带大容量的数据。机连接，方便用户携带大容量的数据。34科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Pre

51、ss大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.14 硬盘（与驱动器合为一体）图片35科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 硬盘是由若干个盘片叠加在一起构成的，每个盘片有硬盘是由若干个盘片叠加在一起构成的，每个盘片有正反两个存储面，每个存储面有若干个磁道，每个磁道有正反两个存储面，每个存储面有若干个磁道，每个磁道有若干个扇区，如图若干个扇区，如图1.151.15所示。所示。图1.15 硬盘的磁道与扇区示意图36科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience Pr

52、essScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 硬盘的每个存储面对应有一个磁头进行读写。硬盘存硬盘的每个存储面对应有一个磁头进行读写。硬盘存储容量计算公式为：储容量计算公式为： 硬盘容量磁头数硬盘容量磁头数每盘面上的磁道数每盘面上的磁道数扇区数扇区数512512字节。字节。 例如，例如，Maxtor6Y080L0Maxtor6Y080L0硬盘的磁头数为硬盘的磁头数为1616、每盘面上、每盘面上的磁道数为的磁道数为158816158816、每磁道上的扇区数为、每磁道上的扇区数为6363，则其总容量，则其总容量的计算方法为：的计算方法为：1615881663512=81964

53、3023361615881663512=81964302336字节。字节。由于由于lKBlKB=1024B=1024B、1MB=1024KB1MB=1024KB、1GB=1024MB1GB=1024MB，所以这个硬，所以这个硬盘的容量为：盘的容量为： 8196430233681964302336字节字节/1024/1024/1024=76.33GB/1024/1024/1024=76.33GB。 硬盘的主要性能指标有主轴转速、高速缓存、全程访硬盘的主要性能指标有主轴转速、高速缓存、全程访问时间和内部数据传输率等。问时间和内部数据传输率等。 主轴转速：一般以每分钟多少转来表示（主轴转速：一般以每

54、分钟多少转来表示（RPMRPM）。硬）。硬盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输率的决定因素之一，盘的主轴转速是决定硬盘内部数据传输率的决定因素之一，它在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档它在很大程度上决定了硬盘的速度，同时也是区别硬盘档次的重要标志。其值越大，速度越快。次的重要标志。其值越大，速度越快。37科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 高速缓存：该指标指在硬盘内部的高速存储器。其值高速缓存：该指标指在硬盘内部的高速存储器。其值越大，速度越快。目前硬盘的高速缓存一般为越

55、大，速度越快。目前硬盘的高速缓存一般为512KB512KB2MB2MB，SCSISCSI硬盘的更大。硬盘的更大。 全程访问时间：该指标指磁头开始移动直到最后找到全程访问时间：该指标指磁头开始移动直到最后找到所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒。其值越小，所需要的数据块所用的全部时间，单位为毫秒。其值越小，速度越快。速度越快。 内部数据传输率：硬盘数据传输率分为内外部传输率。内部数据传输率：硬盘数据传输率分为内外部传输率。外部传输率是指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度，目外部传输率是指从硬盘的缓存中向外输出数据的速度，目前采用前采用SCSISCSI技术的外部传输率已经达到了技术的外部传输率已

56、经达到了160MB/s160MB/s。内部。内部传输率是指硬盘在盘片上读写数据的速度，现在的主流硬传输率是指硬盘在盘片上读写数据的速度，现在的主流硬盘大多在盘大多在30MB/s30MB/s到到60MB/s60MB/s之间。由于硬盘的内部传输率要之间。由于硬盘的内部传输率要小于外部传输率，所以只有内部传输率才可以作为衡量硬小于外部传输率，所以只有内部传输率才可以作为衡量硬盘性能的真正标准。其值越大，速度越快。盘性能的真正标准。其值越大，速度越快。38科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程

57、光盘：与磁盘相比，光盘以其单位容量大、成本低、光盘：与磁盘相比，光盘以其单位容量大、成本低、读写无磨损（因光盘的读写是通过光盘驱动器中的光学头读写无磨损（因光盘的读写是通过光盘驱动器中的光学头用激光束来读写的，所以，从理论上讲是永无磨损读写）用激光束来读写的，所以，从理论上讲是永无磨损读写）等特点，很快受到人们的欢迎，普及相当迅速。目前，用等特点，很快受到人们的欢迎，普及相当迅速。目前，用于计算机系统的光盘有三类：只读光盘（于计算机系统的光盘有三类：只读光盘（CD-ROMCD-ROM）、一次）、一次写入光盘（写入光盘（CD-RCD-R）和可擦写光盘（）和可擦写光盘（CD-RWCD-RW）。）。

58、 目前还有一种称为目前还有一种称为DVDDVD（Digital Video DiscDigital Video Disc）的光盘，）的光盘，其外形与其外形与CDCD光盘相似，但其存储容量可达光盘相似，但其存储容量可达4.7GB4.7GB，是，是CDCD的的7 7倍左右。不仅如此，倍左右。不仅如此，DVDDVD的播放质量也比的播放质量也比CDCD好得多，是好得多，是CDCD的替代产品。的替代产品。39科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程图1.16 光盘图片40科学出版社科学出版社科学出版

59、社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 U U盘：盘：U U盘是一种新型的随身型移动存储设备，符合盘是一种新型的随身型移动存储设备，符合USB 1.0USB 1.0（Universal Serial BusUniversal Serial Bus，统一串行总线）标准，统一串行总线）标准，通过通过USBUSB接口与计算机交换数据，支持即插即用，在接口与计算机交换数据，支持即插即用，在Windows Me/Windows2000Windows Me/Windows2000及以后版本的操作系统下无须安及以后版本的操作系统

60、下无须安装任何驱动程序，使用非常方便。装任何驱动程序，使用非常方便。U U盘的另外一个优点是盘的另外一个优点是它的读写速度非常快，其读出速度大于它的读写速度非常快，其读出速度大于1MB/S1MB/S，写入速度，写入速度大于大于600KB/S600KB/S，大大快于软盘的速度；另外，大大快于软盘的速度；另外，U U盘采用盘采用FlashFlash（FlashFlash芯片是一种电子器件，类似于芯片是一种电子器件，类似于EPROMEPROM和和EEPROMEEPROM）作为存储介质，无机械读写部件，所以不仅数据）作为存储介质，无机械读写部件，所以不仅数据保持能力非常强，抗电磁干扰，而且抗震能力也非

61、常强。保持能力非常强，抗电磁干扰，而且抗震能力也非常强。U U盘采用世界上最先进的存储和移动传输技术，加上为方盘采用世界上最先进的存储和移动传输技术，加上为方便使用而用心设计的造，是移动办公及文件交换的最佳选便使用而用心设计的造，是移动办公及文件交换的最佳选择择. .41科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图1.17 U盘图片42科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.1.2

62、 1.1.2 计算机软件系统计算机软件系统 在计算机系统中，硬件是物质基础，软件是指挥硬在计算机系统中，硬件是物质基础，软件是指挥硬件工作的灵魂。软件的功能与质量在很大程度上决定了整件工作的灵魂。软件的功能与质量在很大程度上决定了整个计算机的性能，故软件和硬件一样，是计算机工作必不个计算机的性能，故软件和硬件一样，是计算机工作必不可少的组成部分。所谓软件，是指为解决问题而编制的程可少的组成部分。所谓软件，是指为解决问题而编制的程序及其文档。计算机软件包括计算机本身运行所需要的系序及其文档。计算机软件包括计算机本身运行所需要的系统软件和用户完成任务所需要的应用软件。计算机是依靠统软件和用户完成任

63、务所需要的应用软件。计算机是依靠硬件系统和软件系统的协同工作来执行给定任务的。计算硬件系统和软件系统的协同工作来执行给定任务的。计算机的软件系统由系统软件和应用软件组成。机的软件系统由系统软件和应用软件组成。43科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.系统软件系统软件 系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作的程序和相关数据。系统软件使得使得它们可以协调工作的程序和相关数据。系统软件使得计算机使用者和其他软件将计算

64、机当作一个整体而不需要计算机使用者和其他软件将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。一般来讲，系统软件顾及到底层每个硬件是如何工作的。一般来讲，系统软件包括操作系统、语言处理程序和工具软件等。包括操作系统、语言处理程序和工具软件等。 （1 1）操作系统）操作系统 操作系统是最重要的系统软件，它直接与硬件接触，操作系统是最重要的系统软件，它直接与硬件接触，管理和控制硬件资源，同时为上层软件提供支持，也为用管理和控制硬件资源，同时为上层软件提供支持，也为用户使用计算机提供了一个友好的界面。操作系统是用户和户使用计算机提供了一个友好的界面。操作系统是用户和计算机之间的接口，提供了

65、软件开发环境和运行环境。目计算机之间的接口，提供了软件开发环境和运行环境。目前，常用的操作系统主要有前，常用的操作系统主要有WindowsWindows、LinuxLinux、UNIXUNIX、XENIXXENIX、0S0S2 2等。等。44科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 （2 2）语言处理程序）语言处理程序 语言处理程序主要有汇编程序、编译程序、连接程序语言处理程序主要有汇编程序、编译程序、连接程序和解释程序等。计算机只能接受和解释程序等。计算机只能接受0 0 和和1 1组成的

66、代码，即机组成的代码，即机器语言程序。用高级语言编写的程序必须经过器语言程序。用高级语言编写的程序必须经过“翻译翻译”形形成机器语言成机器语言 程序，计算机才能执行。语言处理程序就是程序，计算机才能执行。语言处理程序就是完成这种翻译的软件。如完成这种翻译的软件。如C C语言、语言、JavaJava语言处理程序等。语言处理程序等。 （3 3）工具软件）工具软件 是一些工具性的服务程序，便于用户对计算机的使用是一些工具性的服务程序，便于用户对计算机的使用和维护。主要有测试程序、诊断程序、调试程序和监控程和维护。主要有测试程序、诊断程序、调试程序和监控程序等。如序等。如SpeedFanSpeedFa

67、n硬件监控软件、硬件监控软件、PCBoosterPCBooster计算机性能计算机性能的诊断与调整软件等。的诊断与调整软件等。45科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程2.2.应用软件应用软件 应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序。应用软件一般包括用户程序及其说明性文件资制的程序。应用软件一般包括用户程序及其说明性文件资料。应用软件必须在系统软件的支持下才能工作。它具有料。应用软件必须在系统软件的支持下才能工作。它具有很强的

68、实用性和专业性，正是由于应用软件的开发和使用，很强的实用性和专业性，正是由于应用软件的开发和使用，才使得计算机的应用日益渗透到社会的各行各业。由于计才使得计算机的应用日益渗透到社会的各行各业。由于计算机软件的迅速发展，软件逐步标准化、模块化，一般把算机软件的迅速发展，软件逐步标准化、模块化，一般把解决各类特别问题的应用程序的组合称为软件包。解决各类特别问题的应用程序的组合称为软件包。 （1 1）文字处理）文字处理 文字处理是对字、词、文稿处理的总称，文字编辑是文字处理是对字、词、文稿处理的总称，文字编辑是文稿处理的基本内容。用计算机编辑文稿，具有方便、快文稿处理的基本内容。用计算机编辑文稿，具

69、有方便、快捷、灵活和可重用的优点。常见的中文字处理软件有捷、灵活和可重用的优点。常见的中文字处理软件有WPSWPS、中文中文WordWord等，它们都采用全屏幕编辑，并提供联机帮助及等，它们都采用全屏幕编辑，并提供联机帮助及丰富的图文处理能力。丰富的图文处理能力。46科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 （2 2）表格处理）表格处理 表格处理指对文字数据的表格进行编辑计算、存储、表格处理指对文字数据的表格进行编辑计算、存储、打印等处理。表格处理软件可以在表格单元中填入字符、打印等处理。

70、表格处理软件可以在表格单元中填入字符、数字或公式，可进行排序、统计、计算。常见的表格处理数字或公式，可进行排序、统计、计算。常见的表格处理软件有软件有Lotus-1-2-3Lotus-1-2-3、ExcelExcel、CCEDCCED等。等。 （3 3）图形处理）图形处理 图形处理指对各类图形进行修补、填色、投影、编辑图形处理指对各类图形进行修补、填色、投影、编辑等。可以把一幅照片美化，改变其背景、前景、光线而得等。可以把一幅照片美化，改变其背景、前景、光线而得到另外的效果，常见的有到另外的效果，常见的有PhotoshopPhotoshop、PaintshopPaintshop等。等。 （4

71、4）计算机辅助软件）计算机辅助软件 计算机可以用于任何领域，代替人们做重复性的、繁计算机可以用于任何领域，代替人们做重复性的、繁重的工作，或者辅助人们以便更好、更快地完成任务。这重的工作，或者辅助人们以便更好、更快地完成任务。这种辅助人们完成某项任务的软件称为计算机辅助软件。计种辅助人们完成某项任务的软件称为计算机辅助软件。计算机辅助软件种类很多，有用于教育的，有用于生产的，算机辅助软件种类很多，有用于教育的，有用于生产的，有用于设计的，也有用于日常生活的。各种计算机辅助设有用于设计的，也有用于日常生活的。各种计算机辅助设计软件（计软件（CADCAD）、计算机辅助制造软件（）、计算机辅助制造软

72、件（CAMCAM）、计算机辅）、计算机辅助测试（助测试（CATCAT）等。）等。47科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.2 计算机基本工作原理及工作过程计算机基本工作原理及工作过程1.2.1 冯冯诺依曼机型的主要特征诺依曼机型的主要特征 冯冯诺依曼机型主要有以下三个特征：诺依曼机型主要有以下三个特征： 第一，采用二进制代码表示数据和指令第一，采用二进制代码表示数据和指令 计算机中被处理的信息统称为数据。计算机的具体工计算机中被处理的信息统称为数据。计算机的具体工作表现为执行程序（指

73、令的有序集合）。在计算机中数据作表现为执行程序（指令的有序集合）。在计算机中数据和指令都采用二进制代码表示，虽然它们在外形上并无差和指令都采用二进制代码表示，虽然它们在外形上并无差别，但它们各自约定的含义不同。别，但它们各自约定的含义不同。 第二，采用存储程序的工作方式第二，采用存储程序的工作方式 冯冯诺依曼提出了将程序中的指令与指令所处理的数诺依曼提出了将程序中的指令与指令所处理的数据一起存入存储器中的思想。这个著名的存储程序的工作据一起存入存储器中的思想。这个著名的存储程序的工作模式成为现代计算机工作基本机理。模式成为现代计算机工作基本机理。 第三，计算机的硬件系统由五大部分组成，即由运算

74、第三，计算机的硬件系统由五大部分组成，即由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。48科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.2.2 计算机工作原理（存储程序工作原理）计算机工作原理（存储程序工作原理） 存储程序工作原理：存储程序工作原理： (1)(1)事先编写程序。事先编写程序。 为了用计算机求解问题，需要事先编写程序，由它告为了用计算机求解问题，需要事先编写程序，由它告诉计算机需要做那些事，按什么步骤去做，并提供加工处诉计算机需要

75、做那些事，按什么步骤去做，并提供加工处理的数据。一个任务往往要通过许多步骤去完成，每一步理的数据。一个任务往往要通过许多步骤去完成，每一步骤要求由计算机执行操作的命令来完成。计算机执行的程骤要求由计算机执行操作的命令来完成。计算机执行的程序就是由这些指令序列和有关的原始数据组成的。序就是由这些指令序列和有关的原始数据组成的。 (2)(2)将程序存入计算机的内存中。将程序存入计算机的内存中。 (3)(3)计算机在运行程序时自动地、连续地从存储器中计算机在运行程序时自动地、连续地从存储器中依次取出指令加以执行。这是计算机中有两股信息在流动：依次取出指令加以执行。这是计算机中有两股信息在流动：数据流

76、和控制流。传统的冯数据流和控制流。传统的冯诺依曼机在执行程序时，始诺依曼机在执行程序时，始终是控制流驱动数据流。为了控制指令的执行次序，设置终是控制流驱动数据流。为了控制指令的执行次序，设置了一个程序计数器了一个程序计数器PCPC。用。用PCPC指定指令在存储器中的位置。指定指令在存储器中的位置。49科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.2.2 计算机的工作过程计算机的工作过程 计算机的工作过程如图计算机的工作过程如图1.181.18所示：所示： 图1.18 计算机工作过程示意图50

77、科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 图图1.18中实线为程序和数据，虚线为控制命令。计算中实线为程序和数据，虚线为控制命令。计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制命令的作用步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制命令的作用下通过输入设备送入计算机的存储器。当计算开始的时候，下通过输入设备送入计算机的存储器。当计算开始的时候，在取指令的作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器向在取指令的作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器向存储器和运算器发出取数命令和运算命令，运算器进行计存储器

78、和运算器发出取数命令和运算命令，运算器进行计算，然后控制器发出存数命令，计算结果存放回存储器，算，然后控制器发出存数命令，计算结果存放回存储器，最后在输出命令的作用下通过输出设备输出结果。最后在输出命令的作用下通过输出设备输出结果。51科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.3 计算机的存储体系计算机的存储体系1.3.1 访存的局部性原理访存的局部性原理 从大量的统计中得到的一个规律是，程序中对于存储从大量的统计中得到的一个规律是，程序中对于存储空间空间90%90%的访问局限于存储空间

79、的的访问局限于存储空间的10%10%的区域中，而另外的区域中，而另外10%10%的访问则分布在存储空间的其余的访问则分布在存储空间的其余90%90%的区域中。这就是的区域中。这就是通常说的访存的局部性原理。通常说的访存的局部性原理。 访存的局部性规律包括两个方面：一是时间局部性，访存的局部性规律包括两个方面：一是时间局部性，如果一个存储项被访问，则可能该项会很快被再次访问；如果一个存储项被访问，则可能该项会很快被再次访问；二是空间局部性，如果一个存储项被访问，则该项及其邻二是空间局部性，如果一个存储项被访问，则该项及其邻近的项也可能很快被访问。近的项也可能很快被访问。52科学出版社科学出版社科

80、学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.3.2 高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（Cache） 高速缓存是位于高速缓存是位于CPUCPU和主存之间的高层存储子系统，和主存之间的高层存储子系统，其访问速度与其访问速度与CPUCPU的速度接近。采用高速缓存是基于访存的速度接近。采用高速缓存是基于访存的局部性原理，其主要目的是提高存储器的平均访问速度，的局部性原理，其主要目的是提高存储器的平均访问速度，从而使存储器的速度也从而使存储器的速度也CPUCPU的速度相匹配。的速度相匹配。 CacheCache的基本工作原

81、理是：处理机按主存地址访问存的基本工作原理是：处理机按主存地址访问存储器，存储器地址的高段通过主存储器，存储器地址的高段通过主存-Cache-Cache地址映象机构借地址映象机构借助查表判定该地址的存储单元是否在助查表判定该地址的存储单元是否在CacheCache中，如果在，中，如果在，则则CacheCache命中，按命中，按CacheCache地址访问地址访问CacheCache。否则。否则CacheCache不命中，不命中，则需要访问主存，并从主存中调入相应数据块到则需要访问主存，并从主存中调入相应数据块到CacheCache中，中，若若CacheCache中已写满，则要按某种算法将中已写

82、满，则要按某种算法将CacheCache中的某一块替中的某一块替换出去，并修改有关的地址映象关系。换出去，并修改有关的地址映象关系。 目前，目前，CacheCache通常被集成到通常被集成到CPUCPU内以提高访问速度。内以提高访问速度。53科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.3.3 三级存储体系三级存储体系 人们为了解决存储器速度、价格和容量的矛盾，应用人们为了解决存储器速度、价格和容量的矛盾，应用了访问局部性原理，把存储体系设计成为层次化的结构以了访问局部性原理，把存储体系设计

83、成为层次化的结构以满足使用要求。在这个层次化存储系统中，一般由寄存器、满足使用要求。在这个层次化存储系统中，一般由寄存器、高速缓存高速缓存(Cache)(Cache)、主存、主存( (内存内存) )、外存、外存( (硬盘等硬盘等) )组成。由组成。由于寄存器是在于寄存器是在CPUCPU内部，因此，通常将高速缓存、主存、内部，因此，通常将高速缓存、主存、外存称为三级存储体系。外存称为三级存储体系。 计算机对存储器的要求是高速度、大容量、低价格。计算机对存储器的要求是高速度、大容量、低价格。存取速度由快到慢的顺序是存取速度由快到慢的顺序是CPUCPU内部的寄存器、一级缓存内部的寄存器、一级缓存和二

84、级缓存、内存、外存。单位存储器价格也按此顺序由和二级缓存、内存、外存。单位存储器价格也按此顺序由高到低。容量也按此顺序由小到大。高到低。容量也按此顺序由小到大。54科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.4 计算机中数据的表示计算机中数据的表示1.4.1 基本概念基本概念1.1.编码编码 计算机要处理的数据除了数值数据以外，还有各类符计算机要处理的数据除了数值数据以外，还有各类符号、图形、图像和声音等非数值数据。而计算机只能识别号、图形、图像和声音等非数值数据。而计算机只能识别0 0和

85、和1 1两个数码。要使计算机能处理这些信息，首先必须将两个数码。要使计算机能处理这些信息，首先必须将各类信息转换成各类信息转换成“0”0”和和“1”1”表示的代码，这一过程成为表示的代码，这一过程成为编码。编码。2.2.数据数据 能被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据。能被计算机接受和处理的符号的集合都称为数据。3.3.比特比特 比特（比特（BitBit：Binary Digit Binary Digit 二进制数位）是指二进制数位）是指1 1位二进制的数码（即位二进制的数码（即0 0或或1 1）。比特是计算机中表示信息的）。比特是计算机中表示信息的数据编码中的最小单位。数据编码中的最小单

86、位。55科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程4 .4 .字节字节 字节表示被处理的一组连续的二进制数字。通常用字节表示被处理的一组连续的二进制数字。通常用8 8位二进制数字表示一个字节，即一个字节由位二进制数字表示一个字节，即一个字节由8 8个比特组成。个比特组成。字节是存储器系统的最小存取单位。字节是存储器系统的最小存取单位。1.4.2 数值数据的表示数值数据的表示 数值数据有大小和正负之分。通常在微型计算机中，数值数据有大小和正负之分。通常在微型计算机中，用两个字节表示一个整数，用

87、四个字节表示一个实数。在用两个字节表示一个整数，用四个字节表示一个实数。在二进制数的最前面规定一个符号位：二进制数的最前面规定一个符号位：“0”0”表示正数，表示正数，“1”1”表示负数。数据表示方法通常有定点数表示和浮点表示负数。数据表示方法通常有定点数表示和浮点数表示两种。数表示两种。1 .1 .定点数的表示定点数的表示 定点整数：小数点的位置在最低数值位的后面，定点整数：小数点的位置在最低数值位的后面，用于表示整数用于表示整数, ,如下所示如下所示。数符数值56科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程

88、大学计算机基础教程 定点小数：小数点的位置约定在最高数值位的前面，定点小数：小数点的位置约定在最高数值位的前面，用于表示小于用于表示小于1 1的纯小数，如下所示。的纯小数，如下所示。2 .2 .浮点数的表示浮点数的表示 浮点数的表示来源于数学中的指数形式：浮点数的表示来源于数学中的指数形式： 式中式中R R表示进制数的基数。表示进制数的基数。N N可以用下面两个部分表示。可以用下面两个部分表示。 尾数尾数M M。尾数为小于。尾数为小于1 1的小数。的小数。 阶码阶码c c。阶码相当于数学中的指数。如下所示给出了。阶码相当于数学中的指数。如下所示给出了浮点数的表示方法。浮点数的表示方法。阶符阶码

89、尾符尾数57科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.4.3 字符的表示字符的表示 字符是人与计算机交互过程中不可缺少的重要信息。字符是人与计算机交互过程中不可缺少的重要信息。要使计算机能处理、存储字符信息，首先也必须用二进制要使计算机能处理、存储字符信息，首先也必须用二进制“0”0”和和“1”1”代码对字符进行编码。代码对字符进行编码。1 .1 .西文字符的表示西文字符的表示 西文字符用西文字符用ASCIIASCII码表示。码表示。ASCIIASCII编码是由美国国家标编码是由美国国家

90、标准委员会制定的一种包括数字、字母、通用符号和控制符准委员会制定的一种包括数字、字母、通用符号和控制符号在内的字符编码集，全称叫美国国家信息交换标准代码号在内的字符编码集，全称叫美国国家信息交换标准代码（American Standard Code for Information InterchangeAmerican Standard Code for Information Interchange）。 ASCIIASCII码是一种码是一种7 7位二进制编码，能表示位二进制编码，能表示2 27 7128128种国际种国际上最通用的西文字符，是目前计算机中，特别是微型计算上最通用的西文字符，是

91、目前计算机中，特别是微型计算机中使用最普遍的字符编码集。机中使用最普遍的字符编码集。 58科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程2 .2 .汉字字符的表示汉字字符的表示 （1 1）汉字交换码）汉字交换码 国家标准信息交换用汉字编码字符集基本集国家标准信息交换用汉字编码字符集基本集（GB2312-80GB2312-80），简称国标码，是为了在不同的汉字系统），简称国标码，是为了在不同的汉字系统之间交换信息而制定的编码。该国家标准汉字编码集共收之间交换信息而制定的编码。该国家标准汉字编码集共

92、收集和定义了集和定义了74457445个基本汉字。其中，使用频度较高的个基本汉字。其中，使用频度较高的37553755个汉字定义为一级汉字。使用频率较低的个汉字定义为一级汉字。使用频率较低的30083008个汉字定义个汉字定义为二级汉字，共有为二级汉字，共有67636763个汉字。另外还定义了拉丁字母、个汉字。另外还定义了拉丁字母、俄文字母、汉语拼音字母、数字和常用符号等俄文字母、汉语拼音字母、数字和常用符号等682682个。个。 GB2312GB23128080规定每个汉字用规定每个汉字用2 2个字节的二进制编码，个字节的二进制编码，每个字节最高位为每个字节最高位为0 0，其余，其余7 7位

93、用于表示汉字信息。例如，位用于表示汉字信息。例如，汉字汉字“啊啊”的国标码的的国标码的2 2个字节的二进制编码个字节的二进制编码00110000B00110000B和和00100001B00100001B，对应的十六进制数为，对应的十六进制数为30H30H和和21H21H。59科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 （2 2）汉字输入码）汉字输入码 汉字输入方法很多，如区位、拼音、五笔字型等。不汉字输入方法很多，如区位、拼音、五笔字型等。不同输入法有自己的编码方案，所采用的编码方案统称为

94、输同输入法有自己的编码方案，所采用的编码方案统称为输入码。输入码进入机器后必须转换为机内码进行存储和处入码。输入码进入机器后必须转换为机内码进行存储和处理。理。 如，以全拼输入方案键入如，以全拼输入方案键入“tong”tong”，或以五笔字型输，或以五笔字型输入方案入方案“xycqxycq”，都能得到，都能得到“统统”这个汉字所对应的机内这个汉字所对应的机内码。这个工作由汉字代码转换程序依靠事先编制好的输入码。这个工作由汉字代码转换程序依靠事先编制好的输入码对照表完成转换。码对照表完成转换。 （3 3）汉字机内码）汉字机内码 汉字输入到计算机后，计算机系统要把各种不同的汉汉字输入到计算机后，计

95、算机系统要把各种不同的汉字输入码在机内转换成唯一的机内码。是计算机内存储及字输入码在机内转换成唯一的机内码。是计算机内存储及处理汉字所用的汉字代码。处理汉字所用的汉字代码。 60科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 汉字机内码的标准方案是将汉字国标码的汉字机内码的标准方案是将汉字国标码的2 2个字节二个字节二进制代码的最高位置为进制代码的最高位置为1 1，从而得到对应的汉字机内码。，从而得到对应的汉字机内码。如汉字如汉字“啊啊”的机内码为的机内码为10110000B10110000B、

96、10100001B10100001B（即（即B0HB0H、A1HA1H）。计算机处理字符数据时，当遇到最高位为）。计算机处理字符数据时，当遇到最高位为1 1的字节，的字节，便可将该字节连同其后续最高位也为便可将该字节连同其后续最高位也为1 1的另一个字节看作的另一个字节看作1 1个汉字机内码；当遇到最高位为个汉字机内码；当遇到最高位为0 0的字节，则可看作一个的字节，则可看作一个ASCIIASCII码西文字符，这样就实现了汉字、西文字符的共存码西文字符，这样就实现了汉字、西文字符的共存与区分。与区分。 （4 4）汉字字形码）汉字字形码 汉字字形码是一种用点阵表示字形的码，是汉字的输汉字字形码是

97、一种用点阵表示字形的码，是汉字的输出形式。它把汉字排成点阵。常用的点阵由出形式。它把汉字排成点阵。常用的点阵由16161616、24242424、32323232、48484848或更高。或更高。 一个一个16161616点阵的汉字字形要占点阵的汉字字形要占3232个字节，个字节，24242424点点阵要占阵要占7272个字节等等。个字节等等。 所有不同的汉字字体的字形构成汉字库，一般存储在所有不同的汉字字体的字形构成汉字库，一般存储在硬盘上，当要显示输出时，才调入内存，检索到要输出的硬盘上，当要显示输出时，才调入内存，检索到要输出的字形送到显示器输出。字形送到显示器输出。61科学出版社科学出

98、版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.4.4 图形与图像的表示图形与图像的表示 在计算机中的图形数据有两种常用的表示形式，一种在计算机中的图形数据有两种常用的表示形式，一种称为几何图形或矢量图形，简称图形；另一种称为点阵图称为几何图形或矢量图形，简称图形；另一种称为点阵图像或位图图像，简称图像。像或位图图像，简称图像。1 .1 .图形图形 图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线图形的元素是一些点、线、矩形、多边形、圆和弧线等等，它们都是通过数学公式计算获得的。其实质上是用等等，它们都是通过数

99、学公式计算获得的。其实质上是用数学的方式来描述一幅图形，在处理图形图像时根据图元数学的方式来描述一幅图形，在处理图形图像时根据图元对应的数学表达式进行编辑和处理。在屏幕上显示一幅图对应的数学表达式进行编辑和处理。在屏幕上显示一幅图形图像时，首先要解释这些指令，然后将描述图形图像的形图像时，首先要解释这些指令，然后将描述图形图像的指令转换成屏幕上显示的形状和颜色。矢量图形文件一般指令转换成屏幕上显示的形状和颜色。矢量图形文件一般较小。矢量图形的优点是无论放大、缩小或旋转等都不会较小。矢量图形的优点是无论放大、缩小或旋转等都不会失真；缺点是难以表现色彩层次丰富的逼真图像效果，而失真；缺点是难以表现

100、色彩层次丰富的逼真图像效果，而且显示时间较长。常见的文件格式有且显示时间较长。常见的文件格式有AIAI、WMFWMF、EMFEMF等。等。62科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程2 .2 .图像图像 图像是指用像素点来描述的图。图像一般是用摄像机、图像是指用像素点来描述的图。图像一般是用摄像机、照相机或扫描仪等输入设备捕捉实际场景画面，离散化为照相机或扫描仪等输入设备捕捉实际场景画面，离散化为空间、亮度、颜色（灰度）的序列值，把一幅彩色图或灰空间、亮度、颜色（灰度）的序列值，把一幅彩色

101、图或灰度图分成若干个像素点，每个像素点用若干个二进制位来度图分成若干个像素点，每个像素点用若干个二进制位来指定该像素的颜色、亮度和属性。图像在计算机内存中由指定该像素的颜色、亮度和属性。图像在计算机内存中由一组二进制位组成，这些位定义图像中每个像素点的颜色一组二进制位组成，这些位定义图像中每个像素点的颜色和亮度。屏幕上一个点也称为一个像素，显示一幅图像时，和亮度。屏幕上一个点也称为一个像素，显示一幅图像时，屏幕上的一个像素也就对应于图像中的某一个点。图像分屏幕上的一个像素也就对应于图像中的某一个点。图像分为二值图（黑白图）和彩色图两大类，彩色图还可以分为为二值图（黑白图）和彩色图两大类，彩色图

102、还可以分为真彩色图、伪彩色图等。图像适合于表现比较细腻、色彩真彩色图、伪彩色图等。图像适合于表现比较细腻、色彩较丰富的画面。图像占用存储空间较大。常见的文件格式较丰富的画面。图像占用存储空间较大。常见的文件格式有有BMPBMP、GIFGIF、TIFFTIFF、JPEGJPEG等。等。63科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1.4.5 声音的表示声音的表示 声音是一种连续的波，称为声波。要把声音信号存储声音是一种连续的波，称为声波。要把声音信号存储到计算机之中去，必须把连续变化的波形信号

103、（称为模拟到计算机之中去，必须把连续变化的波形信号（称为模拟信号）转换成为数字信号，因为计算机中只能存储数字信信号）转换成为数字信号，因为计算机中只能存储数字信号。把模拟信号转换为数字信号（号。把模拟信号转换为数字信号（A/DA/D）一般由对声音信）一般由对声音信号的采样和转换两步来完成。所谓采样就是采集声音模拟号的采样和转换两步来完成。所谓采样就是采集声音模拟信号的样本，然后再转换成数字信号。计算机对声音采样信号的样本，然后再转换成数字信号。计算机对声音采样能力的大小也用两个参数来衡量：采样频率和声音采样信能力的大小也用两个参数来衡量：采样频率和声音采样信号的位数。它们不仅影响到声音的播放质

104、量，还与存储声号的位数。它们不仅影响到声音的播放质量，还与存储声音信号所需要的存储空间有直接的关系。音信号所需要的存储空间有直接的关系。64科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程1 .1 .采样频率采样频率 是指计算机每秒钟采集多少个声音样本，是描述声音是指计算机每秒钟采集多少个声音样本，是描述声音文件的音质、音调的重要指标，也是衡量声卡、声音文件文件的音质、音调的重要指标，也是衡量声卡、声音文件的质量标准。采样频率越高，即采样的间隔时间越短，则的质量标准。采样频率越高，即采样的间隔时间

105、越短，则在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多，对声音在单位时间内计算机得到的声音样本数据就越多，对声音波形的表示也越精确。当前声卡常用的采样频率一般为波形的表示也越精确。当前声卡常用的采样频率一般为11KHz(11KHz(每秒采集声音样本每秒采集声音样本1111千次千次) )、22KHz22KHz、44.1KHz44.1KHz和和48KHz48KHz。11KHz11KHz的采样率获得的声音称为电话音质，基本上的采样率获得的声音称为电话音质，基本上能让你分辨出通话人的声音；能让你分辨出通话人的声音；22KHz22KHz称为广播音质；称为广播音质；44.1KHz44.1KHz称为称为CDCD

106、音质。采样频率越高，获得的声音文件质音质。采样频率越高，获得的声音文件质量越好，占用磁量越好，占用磁( (光光) )盘的空间也就越大。一首盘的空间也就越大。一首CDCD音质的歌音质的歌曲会占去曲会占去40M40M左右的盘空间。左右的盘空间。65科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程2 .2 .声音样本的位数声音样本的位数 也称为采样值的编码位数，这个参数表示了计算机也称为采样值的编码位数，这个参数表示了计算机度量声音波形幅度（音量）的精度，就是通常所说的声卡度量声音波形幅度（音量）的精度

107、，就是通常所说的声卡的位数的位数, ,目前多为目前多为1616位声卡，专业级的高档声卡有位声卡，专业级的高档声卡有3232位的。位的。位数越多，度量的单位越小，计算机对声音波形描述的精位数越多，度量的单位越小，计算机对声音波形描述的精度越高，声音的质量越高。度越高，声音的质量越高。 采样到计算机内的声音信号经过模数转换后生成数字采样到计算机内的声音信号经过模数转换后生成数字信号就可以保存在计算机的存储介质中，这样的文件称为信号就可以保存在计算机的存储介质中，这样的文件称为声音文件。常见的声音文件的格式有声音文件。常见的声音文件的格式有WAVWAV、MIDIMIDI、CDCD等。等。66科学出版

108、社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程本章小结本章小结： 本章共分本章共分4 4节。节。 第第1 1节介绍了计算机系统的构成。是本章的重点。本节节介绍了计算机系统的构成。是本章的重点。本节主要阐述了下列主要知识点：主要阐述了下列主要知识点： 一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。分组成。 硬件系统就是我们所看到的实际物理设备，由主机和硬件系统就是我们所看到的实际物理设备，由主机和外部设备组成。外部设备组成。 主板是一块印刷电路板，其功

109、能是将中央处理单元、主板是一块印刷电路板，其功能是将中央处理单元、只读存储器、随机存储器、输入输出控制电路、扩充插槽、只读存储器、随机存储器、输入输出控制电路、扩充插槽、面板控制开关和指示灯等部分有机地联接在一起。面板控制开关和指示灯等部分有机地联接在一起。 中央处理器由运算器和控制器组成。运算器是对数据中央处理器由运算器和控制器组成。运算器是对数据进行加工处理的部件；控制器是整个计算机系统的指挥中进行加工处理的部件；控制器是整个计算机系统的指挥中心，负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序地、心，负责对指令进行分析，并根据指令的要求，有序地、有目的地向各个部件发出控制信号，使计算机的各部件

110、协有目的地向各个部件发出控制信号，使计算机的各部件协调一致地工作。反映调一致地工作。反映CPUCPU档次的最重要指标是主频和字长。档次的最重要指标是主频和字长。67科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存存储器按功能可分为主存储器（简称主存）和辅助存储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一储器（简称辅存）。主存是相对存取速度快而容量小的一类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一类存类存储器，辅存则是相对存取速度慢而容量很大的一

111、类存储器。储器。 存储器最主要的性能指标有存取时间和存储容量。存储器最主要的性能指标有存取时间和存储容量。 存储容量通常用存储容量通常用KBKB、MBMB、GBGB或或TBTB表示，其中表示，其中B B是字节是字节（ByteByte），并且），并且1KB=1024B1KB=1024B，1MB=1024KB1MB=1024KB，1GB=1024MB1GB=1024MB，1TB1TB1024GB1024GB。 显卡又称为视频卡，它是主机与显示器之间连接的部显卡又称为视频卡，它是主机与显示器之间连接的部件，其作用是控制计算机的图形输出，将件，其作用是控制计算机的图形输出，将CPUCPU送来的影像送来

112、的影像数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图像。数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图像。 声卡是实现声波数字信号相互转换的部件。声卡的声卡是实现声波数字信号相互转换的部件。声卡的基本功能是把来自话筒、光盘等的原始声音信号加以转换，基本功能是把来自话筒、光盘等的原始声音信号加以转换，输出到耳机、扬声器等声响设备，或通过音乐设备数字接输出到耳机、扬声器等声响设备，或通过音乐设备数字接口使乐器发出声音。口使乐器发出声音。68科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 网卡也叫网卡

113、也叫“网络适配器网络适配器”，它是使计算机相互联网的，它是使计算机相互联网的设备。设备。 计算机中常用的输入设备是键盘、鼠标。计算机中常用的输入设备是键盘、鼠标。 计算机常用的输出设备为显示器和打印机。计算机常用的输出设备为显示器和打印机。 常用的辅助存储器主要有软磁盘、硬磁盘、光盘和微常用的辅助存储器主要有软磁盘、硬磁盘、光盘和微盘。外部存储器既是输入设备，也是输出设备。盘。外部存储器既是输入设备，也是输出设备。 硬盘存储容量计算公式为：硬盘存储容量计算公式为： 硬盘容量磁头数硬盘容量磁头数每盘面上的磁道数每盘面上的磁道数扇区数扇区数512512字节。字节。 硬盘的主要性能指标有主轴转速、高

114、速缓存、全程访硬盘的主要性能指标有主轴转速、高速缓存、全程访问时间和内部数据传输率等。问时间和内部数据传输率等。 计算机的软件系统由系统软件和应用软件组成。系统计算机的软件系统由系统软件和应用软件组成。系统软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们软件是负责管理计算机系统中各种独立的硬件，使得它们可以协调工作的程序和相关数据；应用软件是针对某个应可以协调工作的程序和相关数据；应用软件是针对某个应用领域的具体问题而开发和研制的程序。用领域的具体问题而开发和研制的程序。69科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算

115、机基础教程大学计算机基础教程 第第2 2节介绍了计算机基本工作原理及工作过程，是本节介绍了计算机基本工作原理及工作过程，是本章的重点。本节主要阐述了下列主要知识点：章的重点。本节主要阐述了下列主要知识点： 冯冯诺依曼机型主要有以下三个特征：第一，采用二诺依曼机型主要有以下三个特征：第一，采用二进制代码表示数据和指令；第二，采用存储程序的工作方进制代码表示数据和指令；第二，采用存储程序的工作方式；冯式；冯诺依曼提出了将程序中的指令与指令所处理的数诺依曼提出了将程序中的指令与指令所处理的数据一起存入存储器中的思想；第三，计算机的硬件系统由据一起存入存储器中的思想；第三，计算机的硬件系统由五大部分组

116、成，即由运算器、控制器、存储器、输入设备、五大部分组成，即由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备组成。输出设备组成。 计算机工作原理（存储程序工作原理）计算机工作原理（存储程序工作原理） (1)(1)事先编写事先编写程序；程序；(2)(2)将程序存入计算机的内存中；将程序存入计算机的内存中；(3)(3)计算机在运行计算机在运行程序时自动地、连续地从存储器中依次取出指令加以执行。程序时自动地、连续地从存储器中依次取出指令加以执行。70科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 计算机的工

117、作过程是：计算步骤的程序和计算中需要计算机的工作过程是：计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制命令的作用下通过输入设备送入计算的原始数据，在控制命令的作用下通过输入设备送入计算机的存储器。当计算开始的时候，在取指令的作用下把程机的存储器。当计算开始的时候，在取指令的作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器向存储器和运算器发出取序指令逐条送入控制器。控制器向存储器和运算器发出取数命令和运算命令，运算器进行计算，然后控制器发出存数命令和运算命令，运算器进行计算，然后控制器发出存数命令，计算结果存放回存储器，最后在输出命令的作用数命令，计算结果存放回存储器，最后在输出命令的作用下通过输出设备输出

118、结果。下通过输出设备输出结果。 第第3 3节介绍了计算机的存储体系。本节主要阐述了下节介绍了计算机的存储体系。本节主要阐述了下列主要知识点：列主要知识点： 访存的局部性原理：从大量的统计中得到的一个规律访存的局部性原理：从大量的统计中得到的一个规律是，程序中对于存储空间是，程序中对于存储空间90%90%的访问局限于存储空间的的访问局限于存储空间的10%10%的区域中，而另外的区域中，而另外10%10%的访问则分布在存储空间的其余的访问则分布在存储空间的其余90%90%的区域中。的区域中。 高速缓存是位于高速缓存是位于CPUCPU和主存之间的高层存储子系统，和主存之间的高层存储子系统，其访问速度

119、与其访问速度与CPUCPU的速度接近。采用高速缓存是基于访存的速度接近。采用高速缓存是基于访存的局部性原理，其主要目的是提高存储器的平均访问速度，的局部性原理，其主要目的是提高存储器的平均访问速度，从而使存储器的速度也从而使存储器的速度也CPUCPU的速度相匹配。的速度相匹配。 71科学出版社科学出版社科学出版社 Science PressScience PressScience Press大学计算机基础教程大学计算机基础教程 三级存储体系：将高速缓存、主存、外存称为三级存三级存储体系：将高速缓存、主存、外存称为三级存储体系。储体系。 第第4 4节介绍了计算机中数据的表示。本节主要阐述了节介绍

120、了计算机中数据的表示。本节主要阐述了下列主要知识点：下列主要知识点： 数值数据有定点数和浮点数两种表示形式。数值数据有定点数和浮点数两种表示形式。 西文字符用西文字符用ASCIIASCII码表示。码表示。 汉字编码采用国家标准汉字编码集，共收集和定义了汉字编码采用国家标准汉字编码集，共收集和定义了74457445个基本汉字。个基本汉字。 汉字字符由汉字输入码输入计算机、以汉字机内码存汉字字符由汉字输入码输入计算机、以汉字机内码存储于计算机、以汉字字形码输出。储于计算机、以汉字字形码输出。 在计算机中的图形数据有图形和图像两种表示形式。在计算机中的图形数据有图形和图像两种表示形式。 声音是将声音信号经过模数转换后生成数字信号并保声音是将声音信号经过模数转换后生成数字信号并保存在计算机中来表示的。存在计算机中来表示的。72