1、大学计算机基础下一页退出中央财经大学信息学院第1章 计算机文化基础1.1 什么是计算机1.2 计算机的发展历史1.3 计算机中的数制和编码1.4 计算机系统组成1.5 微型计算机硬件系统1.6 微型计算机软件系统1.7 计算机病毒及其防治1.8 多媒体技术基础退出下一页上一页中央财经大学信息学院计算机的概念 按照当前牛津英语词典(第二版)的定义：计算机是一种进行运算，或者控制那些可以表示为数字或者逻辑形式的操作的设备。对于现代计算机往往包括两部分：计算机硬件部分，以及在硬件基础上进行运算操作的计算机软件部分。中央财经大学信息学院计算机的应用范围科学计算 n虽然科学计算在整个计算机的应用中所占的
2、比重在逐步下降，已不足10%，但随着科学技术的不断发展，需要解决的问题的复杂性、计算量、精度和速度要求的不断提高，科学计算在现代科学研究中的地位在不断提高，尤其在尖端科学领域中，显得更为重要。数据处理 n数据处理又称为信息处理，是目前计算机应用的主要领域。据统计，在计算机的所有应用中，数据处理方面的应用，约占全部应用的3/4以上。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机的应用范围过程控制 n大型企业的生产过程自动控制，是计算机应用的又一重要领域。计算机能及时采集数据，按最佳方案实现自动控制。如数字化机床、电子仪表等。计算机辅助系统 n计算机辅助系统是指能够部分或全部代替人完成各项
3、工作（如设计、制造及教学等）的计算机应用系统，主要包括办公自动化，生产自动化，数据库应用，网络应用，计算机模拟以及计算机辅助教育。n计算机辅助教学（CAI，Computer Assisted Instruction）：指利用计算机来辅助完成教学计划或模拟某个实验过程。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机的应用范围人工智能的研究和应用 n人工智能（AI）是指将人脑进行的演绎推理的思维过程、规则和采取的策略、技巧等编制成程序，在计算机中存一些公理和规则，让计算机自动进行求解。这是计算机技术与控制论学科发展起来的边缘学科，是计算机应用的重要领域和前沿学科，其目的是使计算机具有“推理
4、”和“学习”的功能。人工智能将给计算机硬件和软件带来革命，最终导致智能计算机的出现。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机的应用范围n人工智能 w“自然语言理解”是人工智能的一个分支。现代计算机技术已发展到通过语言方式命令计算机完成特定的操作。w“专家系统”是人工智能的另一个重要分支。它是使计算机具有某一方面的专门知识，利用这些知识来处理所遇到的问题，如人机对弈、模拟医生开处方等。甚至卓越的国际象棋大师也常常败在计算机的手下。w“机器人”是人工智能的前沿领域。它可以代替人进行一些危险作业、流水线生产安装等工作。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机的应用范围娱乐
5、与游戏退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院1.2 计算机的发展历史计算机的发展简介计算机的分类计算机的发展退出下一页上一页章目录中央财经大学信息学院引子：计算工具的发展历史手指和石头：远古时代结绳计数：大约在新石器时代早期，即远古传说里伏羲、黄帝之前算筹：“运筹于帷幄之中，决胜于千里之外”。南北朝时期的祖冲之（公元429500年），借助算筹作为计算工具，成功地将圆周率值计算到小数点后的第7位珠算盘：汉朝有有关珠算的记载，直到明代珠算才取代了算筹计算尺和机械式计算工具：西方17世纪开始，先后出现了：对数计算尺、加法器、乘法器、提花编织机（纺织）、差分机、手摇式计算机、微分仪等退出下一
6、页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院引子：数字化生存的源头英国数学家布尔：逻辑代数又称布尔代数，数字计算机的数学基础；1847年被用于他的第一部著作逻辑的数学分析之中美国数学家香农：“信息论之父”，1938年，他22岁时发表继电器和开关电路的分析，被认为是通讯历史上最杰出的理论之一数字计算机之父：电磁式数字计算机美国AT&T贝尔实验室研究人员斯蒂比兹：1937年11月，装配了“Model-K”厨房里的计算机德国人楚泽（K.Zuse）：1938年，28岁的楚泽完成了一台可编程数字计算机Z-1地窖里的计算机维 纳（L.Wiener）教授：“控制论之父”，1940年指出，现代计算机应该是数字式，
7、由电子元件构成，采用二进制，并在内部储存数据退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院世界上的第一台数字计算机时间：1946年2月15日地点：美国宾夕法尼亚大学莫尔学院主要人物和单位：n约翰莫克利n美国陆军弹道研究所n美国陆军阿伯丁弹道实验室计算机名称：ENIAC (电子数字积分计算器)英文名称：Electronic Numerical Integrator and Calculator退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院主要指标占地170m2左右 重量30吨6000个开关 7000个电阻10000个电容 18800个电子管 50万条线 耗电150KW 运算速度：运算速度：5
8、000次加法/秒，3/1000秒时间内做完两个10位数乘法主要用途：主要用途：弹道计算的数值分析特点：特点：采用电子线路来执行运算、逻辑运算和储存信息弱点：弱点：n存储容量小n靠外部开关继电器和插线来设置计算机程序，需要大量的人工 n电子管多，容易出故障，可靠性差退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院ENICA是什么样子？退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院ENICA是什么样子？退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院40年代的程序员在编程退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院冯诺依曼（John Von Neuman）理论提出了全新的存储程序的通用计算机
9、方案，即“电子离散变量计算机”（EDVAC，Electronic Discreate Variable Automatic Computer）冯诺依曼的基本思想可以概括为三点：n计算机由五大部分组成，即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备n程序和数据采用二进制表示n将程序和数据存放在存储器中，让计算机自动地执行程序退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院电子计算机发展的四个阶段(从元器件上分)第一代第二代第三代第四代器件电子管计算机晶体管计算机集成电路计算机大规模集成电路计算机时间1946年 1958年1959年 1964年1965年 1970年1971年 现在特点体积大、耗电多
10、、速度低、价格高体积缩小、耗电降低、性能提高、有限兼容体积、功耗、价格、功能等前进一大步；软件逐步完善体积更小、功耗更低、可靠性提高、软件技术更趋完善数据处理方式机器语言、汇编语言Fortran、Cobol等高级语言结构化、模块化程序设计，实时处理分时、实时处理；计算机网络代表计算机ENIACIBM7090IBM360运算速度5千3万次/秒数十万几百万次/秒数百万几千万次/秒上亿条指令/秒中央财经大学信息学院计算机分类（处理数据的方式）数字计算机 n数字计算机所处理的数据都是以“0”和“1”表示的二进制数字，是不连续的数字量。模拟计算机 n模拟计算机所处理的数据是连续的，称为模拟量。混合计算机
11、 n它集数字计算机和模拟计算机的优点于一身。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机分类（使用范围）通用计算机 n能适用于一般科技运算、学术研究、工程设计和数据处理等广泛用途的计算。通常所说的计算机均指通用计算机。专用计算机 n这是为适应某种特殊应用而设计的计算机，其运行程序不变，效率较高，速度较快，精度较好，但不宜作它用。如飞机的自动驾驶仪，坦克上的火控系统中用的计算机，都属专用计算机。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机分类（性能）微型机（PC机）n日常使用的电脑均为微型机，又称为个人计算机(Personal Computer)。所以微机也称 PC机。n著名
12、的Intel系列CPU和IBM PC及兼容机造就了微机今天繁荣的局面。n微机的出现使得计算机真正面向全人类，真正成为大众化的信息处理工具。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机分类（性能）小型机n体积比微型机稍大，可以同时为多个用户执行任务。一般用于中小型企业的特殊工作，如记账、付款、销售等。n逐渐淡化，被分化融合为不同规模的工作站和服务器。大型机n这类计算机通用性强，有很强的综合处理能力。可以用于科学计算，但更多的是用于商业应用，如大型事务处理、企业内部信息管理等。通常称之为“企业级”计算机。n如 IBM4300,IBM9000等。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息
13、学院计算机分类（性能）巨型机n主要用于大规模科学计算或数据处理。如空间技术、石油勘探、中长期大范围天气预报、战略武器的设计等。一般运算次数在 百亿次/秒，有些巨型机的峰值速度达 万亿次/秒。n 如ASCI白色巨型机、曙光4000L退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院微型计算机的发展（以微处理器为标准）第一代第二代第三代第四代第五代第六代出现时间1971年1973年1978年1985年1993年2004年典型微处理器Intel 4004/4040 Intel 8008 Intel 8080、Z80 和M6800Intel 8086 Intel 80386 Pentium AMD At
14、hlon 64字长4位和早期8位8位16位32位32位64位集成度1200个晶体管40007000个晶体管 29000个晶体管27.5万个晶体管 310万个晶体管 2亿个晶体管退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院我国计算机技术的发展1993年，“银河II号”巨型计算机研制成功，运算速度达每秒0亿次。2002年8月，联想集团研制成功了中国第一台万亿次巨型计算机“联想深腾1800大规模计算机系统”，浮点运算速度达到每秒1.027万亿次。在全世界按运算速度排序的前500台计算机中，这台“联想深腾”名列第24位（排名前23位的均出自美、日两国）。2003年底，全球运算速度名列前茅的商品化高
15、性能计算机10万亿次曙光4000A落户上海超算中心，负责网格计算的海量信息服务及数据交互等系列工作。2005年底，曙光4000 TOP其他 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院未来计算机的发展趋势巨型化：计算机的运算速度更高、存储容量更大、功能更强。微型化：微型机可渗透到诸如仪表、家用电器、导弹弹头等中小型机无法进入的领地，同时作为工业控制过程的心脏，使仪器设备实现“智能化”。多媒体化：以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院未来计算机的发展趋势网络化：以实现硬件资源和软件资源的共享智能化：让计算机来模拟人的感
16、觉、行为、思维过程的机理，使计算机具备视觉、听觉、语言、行为、思维、逻辑推理、学习、证明等能力，形成智能型、超智能型计算机。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院1.3 计算机中的数制和编码计算机中的常用数制常用数制之间的转换数据的单位与存储方式字符编码退出下一页上一页章目录中央财经大学信息学院计算机中的常用数制十进制二进制八进制十六进制基数102816位权1012181161数字符号090，10709，AF退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院数制的基数和位权基数n所谓某进位数制的基数是指该进制中允许选用的基本数字符号的个数。位权n由于每个数位上的数字所表示的数值等于该数
17、字乘以一个与数字所在位置有关的常数，这个常数就是位权。位权的大小是以基数为底，以数字所在位置的序号为指数的整数幂。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院十进制数（Decimal）特点：n有0、1、2、9十个数字n逢十进一，进位基数为10，位的权数是十的幂。十进制数886.78可以表示为：(886.78)10=8102 8101 61100 710-1 810-2 任意一个十进制数可以表示为 (D)10=dn-110n-1 dn-210n-2 d1101 d0100 d-110-1 d-210-2 d-m10-m n m =di-110i-1 d-j10-j i=1 j=1 其中：di
18、和 dj 为09中任一个数字；n为整数部分位数；m为小数部分位数；10i-1 和10-j分别为整数部分和小数部分位权。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院二进制（Binary）特点：n有0、1二个数字 n逢二进一，进位基数为2二进制数110.01可以表示为：(110.01)2=12212102002-112-2任意二进制可以表示为：(B)2=bn-12n-1 bn-22n-2 b121 b020 b-12-1 b-22-2 b-m2-m n m =bi-12i-1 b-j2-j i=1 j=1 其中：bi和 bj 为0或1；n为整数部分位数；m为小数部分位数；2i-1 和2-j分别
19、为整数部分和小数部分位权。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院八进制（Octal）特点：n0、1、2、3、4、5、6、7这八个数字符号 n逢八进一，进位基数为8八进制数234.56可以表示为：(234.56)8=28238148058-168-2任意八进制数可表示为：(O)8=On-18n-1 On-28n-2 O181 O080 O-18-1 O-28-2 O-m8-m n m =Oi-18i-1 O-j8-j i=1 j=1 其中：Oi和 Oj 为07中的一个数；n为整数部分位数；m为小数部分位数；8i-1 和8-j分别为整数部分和小数部分位权。退出下一页上一页章目录节目录中央
20、财经大学信息学院十六进制（Hexadecimal）特点：n有09、A、B、C、D、E、F十六个数码n逢十六进一，进位基数为16十六进制数4E.2F可表示为：(4E.2F)H=416114160216-11516-2任意十六进制数可表示为：(H)16=Hn-116n-1 Hn-216n-2 H1161 H0160 H-116-1 H-216-2 H-m16-m n m =Hi-116i-1H-j16-j i=1 j=1 其中：Hi和 16j 为0F中的一个数；n为整数部分位数；m为小数部分位数；16i-1 和16-j分别为整数部分和小数部分位权。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院常
21、用数制之间的相互转换二进制数转换成十进制数 (1001)2=123+022+021+120=(9)10(11.101)2=121+120+12-1+02-2+12-3=(3.625)10 八进制数转换成十进制数(35)8=381+580=24+5=(29)10(1276)8=183+282+781+680=512+128+56+6=(702)10 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院常用数制之间的相互转换十六进制数转换成十进制(32CF)16=3163+2162+12161+15160 =12288+512+192+15=(13007)10 (2B4E)16=2163+11162+
22、4161+14160 =8192+2816+64+14=(11086)10 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院十进制数转换成其他进制数如果将十进制数转换为R进制的数，可将十进制的整数部分和小数部分分离开来，然后按下列规则转换n十进制整数化为R进制数:除R取余法，得R进制整数n十进制纯小数化为R进制数:乘R取整法，得R进制纯小数退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院十进制数转换为二进制数整数部分除2取余数倒排方法 将十进制数237.25转换为二进制数2 237 余数为1，即b0=1，注意：此为最低位2 118 余数为0，即b1=0 2 59 余数为1，即b2=1 2 29
23、 余数为1，即b3=1 2 14 余数为0，即b4=0 2 7 余数为1，即b5=1 2 3 余数为1，即b6=1 1 余数为1，即b7=1，注意：此为最高位 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院十进制数转换为二进制数小数部分转换如下：0.25 2 0.50 整数部分为0，即b-1=0。此为最高位 2 1.00 整数部分为1，即b-2=1。此为最低位 0.00 余下的纯小数为零，结束最后结果为：(237.25)10=(11101101.01)2。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院问题十进制数如何转换成八进制数和十六进制数？n提示：与十进制数转换为二进制数相似返回中央财
24、经大学信息学院二进制数转换为十六进制数将给定的二进制数以小数点为界，分别向左、向右每4位分成一组，若不足4位，要分别前补0（整数部分）或后补0（小数部分）。然后将每4位一组的数分别用对应的十六进制数来书写。将二进制数101101011.01101转换成十六进制数二进制数：0001 0110 1011 .0110 1000十六进制数：1 6 B .6 8退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院十六进制转换为二进制将每一位十六进制数用对应的4位二进制数来表示，其最左侧和最右侧的0可以省去。将十六进制数2AF.C5转换成二进制数十六进制数：2 A F .C 5二进制数：0010 1010 1
25、111.1100 0101最后结果：(2AF.C5)16=(1010101111.11000101)2 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院问题八进制与二进制之间如何进行转换？n提示：八进制数对应的是3位二进制数，从小数点位置开始向左、右每3位分成一组，不足3位，整数在前补0，小数在后补0十六进制与八进制之间如何转换？n提示：可通过二进制进行转换返回中央财经大学信息学院数据单位【位】bit:二进制位，是计算机中数据的最小单位。【字节】Byte:8位二进制数组成1个字节，是衡量信息数量或存储设备容量的基本单位。1 Byte=8 bit【字长】：计算机一次能同时传送数据的位数称为字长，
26、它是由CPU本身的硬件结构所决定。通常说计算机是8位机、16位机、32位机或64位机，就是指计算机的字长是8位、16位、32位或64位。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院数据的存储方式一个字=1个字节=8位二进制数MSB LSB1个字=2个字节=16位二进制数MSB LSB一个字长最右边的一位称最低有效位，最左边的一位称最高有效位。在8位字长中，自右而左，依次为b0b7，为一个字节。在16位字长中，自右而左，依次为b0b15，为两个字节，左边8位为高位字节，右边8位为低位字节。b7b6b5b4b3b2b1b0b15b14b13b2b1b0退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信
27、息学院字符编码字符编码（Character Code）就是规定用怎样的二进制码来表示字母、数字以及一些专用符号。在计算机系统中，有两种重要的字符编码方式，一种是美国国际商业机器公司（IBM）的扩充二进制码EBCDIC，主要用于IBM的大型主机，还有一种就是微型计算机系统中用得最多最普遍的美国标准信息交换码ASCII码（American Standard Code for Information Interchange）。ASCII码有7位ASCII码和8位ASCII码两种。7位ASCII码称为基本ASCII码，是国际通用的。它包含10个阿拉伯数字、52个英文大小写字母、32个字符和运算符以及3
28、4个控制码，一共128个字符。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院7位ASCII码表 b6b5b4b3b2b1b0000001010011 1001011101110000NULDLESP0PP0001SOHDC1!1AQaq0010TX2DCS2BRbr0011ETXDC3#3CScs0100EOTDC4$4DTdt0101ENQNAK%5EUeu0110ACKSYN&6FVfv0111BELETB7GWgw退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院7位ASCII码表（续前表）b6b5b4b3b2b1b00000010100111001011101111000BSCAN(8
29、HXhx1001HTEM)9IYiy1010LFSUB*:JZjz1011VTESC+;Kk1100FFFS,Nn1111SIUS/?OoDEL退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院1.4计算机系统组成计算机系统 只读存储器 随机存储器 中央处理器 控制器 运算器 硬件 主机 内存储器 外部设备 输出设备 其它 输入设备 鼠标 键盘 其它 显示器 打印机 其它 辅助存储器 磁盘存储器 光盘 磁带 系统软件 操作系统 语言处理程序 其它 应用软件 应用程序 函数库 其它 软件 软盘 硬盘 退出下一页上一页章目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成微型计算机硬件构成中央处理器存储器总线与接
30、口输入设备输出设备其他设备微型计算机的主要性能指标退出下一页上一页章目录中央财经大学信息学院计算机结构示意图运算器 控制器 存储器 输 入 设备 输 出 设 备 输出信息 程序+数据 表示数据信息流向 表示控制信息流向 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成输入设备（Input Unit）n输入设备的主要作用是把准备好的数据、程序等信息转变为计算机能接受的电信号送入计算机。例如，用键盘输入信息时，敲击它的每个键位都能产生相应的电信号并送入计算机；又如模数转换装置，把控制现场采集到的温度、压力、流量、电压、电流等模拟量转换成计算机能接受的数字信号，然后再传入计算机。目前常
31、用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成输出设备（Output Unit）n输出设备的主要功能是把计算机处理后的数据、计算结果或工作过程等内部信息转换成人们习惯接受的信息形式（如字符、曲线、图像、表格、声音等）或能为其他机器所接受的形式输出。例如，在纸上打印出印刷符号或在屏幕上显示字符、图形等。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等，它们分别能把信息直观地显示在屏幕上或打印出来。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成存储器（Memory Unit）n存储器是计算机的记忆装置，其基本功能就是存储二进制形式的数据和
32、程序，所以存储器应该具备存数和取数功能。存数是指往存储器里“写入”数据；取数是指从存储器里“读取”数据。读写操作统称为对存储器的访问。存储器分为内存储器和外存储器两类。n中央处理器（CPU）只能直接访问存储在内存中的数据，而外存中的数据只有先调入内存后才能被中央处理器访问、处理。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成运算器（Arithmetic Unit）n运算器是计算机的核心部件，是对信息进行加工和处理的部件，其速度几乎决定了计算机的计算速度。n运算器主要由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成控制器
33、（Control Unit）n控制器是指挥和协调计算机各部件有条不紊工作的核心部件，它控制计算机的全部动作。控制器主要由指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、程序计数器和操作控制部件等组成。它的基本功能就是从存储器中取出指令、分析指令、确定指令类型并对指令进行译码，产生控制信号去控制各个部件完成各种操作。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机硬件组成控制器的功能:n指令寄存器：存放由存储器取得的指令。n译码器：将指令中的操作码翻译成相应的控制信号。n时序节拍发生器：产生一定的时序脉冲和节拍电位，使得计算机有节奏、有次序地工作。n操作控制部件：将脉冲、电位和译码器的控制信号组合起来
34、，有时间性地、有顺序地去控制各个部件完成相应的操作。n指令计数器：指出下一条指令的地址。当顺序执行程序中的指令时，每取出一条指令，指令计数器就自动加“1”得到下一条指令的地址退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院计算机的工作原理指令系统和程序的概念 指令和程序在计算机中的执行过程 退出下一页上一页章目录中央财经大学信息学院指令系统和程序的概念指令：指令是计算机硬件可执行的、完成一个基本操作所发出的命令。指令系统：全部指令的集合就称为该计算机的指令系统。计算机指令由操作码和操作数组成。程序：计算机为完成一个完整的任务必须执行的一系列指令的集合，称为程序。n用高级程序语言编写的程序称为源
35、程序。n能被计算机识别并执行的程序称为目标程序。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院指令的执行过程计算机一条指令的执行过程一般分为三个步骤：n取指令n分析指令 n执行指令 取指令分析指令执行指令取下一条指令，周而复始地执行指令序列的过程就是进行程序控制的过程。程序的执行就是程序中所有指令执行的全过程。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院1.5 微型计算机的硬件系统常用台式PC硬件系统的基本配置有：CPU、主板、内存、硬盘、光驱、显示器、显卡、声卡、键盘、鼠标、机箱、电源，还可以有音箱、打印机、扫描仪、绘图仪等。主机箱是微机主要设备的封装设备，有卧式和立式两种。退出下一页
36、上一页章目录节目录中央财经大学信息学院微型计算机的机箱在主机箱内安装有CPU、内存储器、主板、硬盘及硬盘驱动器、光盘驱动器、软盘驱动器、机箱电源和各种接口卡等部件 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院微型计算机的主板主板也称系统板，是一块多层印刷信号电路，外表两层印刷信号电路，内层印刷电源和地线。主板上插有中央处理器（CPU），它是微机的核心部分，还有用于插内存条的插槽等。另外还有68个长条形插槽，它们是扩展槽，是主机通过系统总线与外围设备联系的通道，用来扩展系统功能的各种接口卡都插在扩展槽上，如显示卡、声卡、网卡、防病毒卡等等 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院微机
37、主板退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院微型计算机的硬件结构微机目前多采用总线结构微机硬件系统由中央处理器、内存、外存、输入输出设备组成。其中核心部件CPU通过总线连接內存构成微型计算机的主机。主机通过接口电路配上输入/输出设备就构成了微机系统的基本硬件结构。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院微型计算机系统结构 主 机 外 设 AB地址总线 DB数据总线 CB控制总线 内存储器 ROM I/O 接口 I/O 设备 外存储器 中 央 处 理 器 RAM 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院中央处理器（CPU）中央处理器简称CPU（Central Proces
38、sing Unit），它是计算机系统的核心，在微机中也称微处理器，主要由运算器、控制器组成。运算器：主要功能是对数据进行算术和逻辑加工。控制器：是计算机的神经中枢和指挥中心。它从存储器取指令，进行译码，分析指令，再根据指令功能发出控制命令，控制各部件去执行指令中规定的任务。它由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院CPU赛扬-CPUK6III-CPUPIII-CPUP4-CPUPentium-CPU退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院CPU的性能指标CPU主频也叫时钟频率，是CPU内核运行时的时钟频率，主频的高低会影响CP
39、U的运算速度。目前的微处理器芯片的时钟频率已经达到2G以上。例如，Pentium IV/2G表示CPU芯片型号为Pentium IV，其主频为2GMHz。主频=外频倍频n主频是指CPU的工作时钟频率n外频是CPU的基准频率，CPU的外频决定着整块主板的运行速度。设置外频和倍频的目的是为了将高主频的CPU与较低频率的主板相匹配。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院CPU的性能指标总线频率n前端总线(FSB)频率(即总线频率)直接影响CPU与内存交换数据的速度。n公式：数据带宽(总线频率数据位宽)/8，数据传输最大带宽取决于所有同时传输的数据的宽度和传输频率。例如，支持64位的至强No
40、cona，前端总线是800MHz，按照公式，它的数据传输最大带宽是6.4GB/s。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院CPU的性能指标倍频系数n是指CPU主频与外频之间的相对比例关系。在相同的外频下，倍频越高CPU的频率也越高。高速缓存n是CPU的重要指标之一，缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大，CPU内缓存的运行频率极高，一般是和处理器同频运作，工作效率远大于系统内存和硬盘。nL1Cache（一级缓存）nL2Cache（二级缓存）nL3Cache（三级缓存）n 注意：有的资料中把高速缓存归为内存储器，这是从其功能上来分的，但其实际上集成在CPU中。退出下一页上一页章目录节目
41、录中央财经大学信息学院CPU的性能指标字长nCPU一次可以同时处理的二进制数据的位数是其最重要的一个性能标志。n对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长，它取决于CPU中寄存器、加法器和数据总线的位数。字长的长短，直接影响计算机的计算精度、功能和速度。字长越长，CPU性能越好、速度越快。n目前常用的微机CPU多为32位和64位 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院存储器按存储器在计算机结构中所处的位置不同，可分为内存和外存。内存也称为主存，它与CPU组装在一起构成主机，用于存放当前执行的程序和数据，是CPU可以直接访问的存储器。而外存也称辅存，属于计算机外部
42、设备，是永久性存储设备。它通过内存与CPU进行数据交换，如软盘、硬盘等。内存与外存相比，其读写速度快，直接影响主机执行指令的速度。但它有两个不足：一是存储容量总嫌不够大，二是关机后内存中的程序和数据就会丢失。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院存储器的单位存储器的最小存储单位是字节（Byte，简称B），描述存储器容量通常用的单位有KB、MB、GB、TB，它们的关系如下：1TB=1024GB=10241024MB=102410241024KB=1024102410241024B退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院存储器的构成内存（主存储器）外存（辅助存储器）随机存储器RA
43、M-内存只读存储器ROM-BIOS软盘硬盘光盘磁带退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院内存储器只读存储器(ROM)：关电后存储器里的信息不会消失ROM-BIOS退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院只读存储器（ROM）只读存储器ROM中的内容只能读出、不能写入，它的内容是由芯片厂家在生产过程中写入的，并且断电后ROM中的信息也不会丢失，因此常用ROM来存放重要的、固定的并且反复使用的程序和数据。nPROM（Programmable ROM）是允许用户一次性写入的只读存储器 nEPROM是一种通过EPROM编程器进行信息写入，通过紫外线照射可进行信息擦除的ROM，因此可以多
44、次写入、多次擦除 nEEPROM也是一种可以多次反复更换其中信息的ROM，可用电进行擦除。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院内存储器随机存储器(RAM)：关电后存储器里的信息会马上消失退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院随机存储器（RAM）随机存储器RAM中的信息可以随时读出和写入，是计算机对信息进行操作的工作区域。当计算机掉电时，RAM中的信息会丢失，并不可恢复。目前计算机中使用的内存均为半导体存储器。RAM分为：n静态随机存储器（Static RAM，SRAM）n动态随机存储器（Dynamic RAM，DRAM）退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院CM
45、OS存储器除了ROM之外，在计算机中还有一个称之为CMOS（互补金属氧化物半导体）的“小内存”，它保存着计算机当前的配置信息，如日期和时间、硬盘的格式和容量、内存容量等。保存的时间要比RAM长，但又不像ROM那样不能修改。当机器系统设置发生变化时，可以在启动时按Del键进入CMOS Setup程序来修改其中的信息。这就是CMOS存储器的功能。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院虚拟存储器目前广泛采用的“虚拟存储技术”可以通过软件方法，将内存和一部分外存空间构成一个整体，为用户提供一个比实际物理存储器大得多的存储器，这称之为“虚拟存储器”。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息
46、学院外存储器外存属于外部设备。它既是输入设备，又是输出设备，是内存的后备与补充。与内存相比，外存容量较大，关机后信息不会丢失，但存取速度较慢，一般用来存放暂时不用的程序和数据。它只能与内存交换信息，不能被计算机系统中的其他部件直接访问。当CPU需要访问外存的数据时，需要先将数据读入到内存中，然后CPU再从内存中访问该数据，当CPU要输出数据时，也是先写入内存，然后再由内存写入到外存中。微机常用的外部存储器有以下几类：磁盘存储器、磁带存储器和光盘存储器。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院磁盘存储器磁盘存储器是目前各类计算机中应用最广泛的外存设备，它以铝合金或塑料为基体，两面涂有一层
47、磁性胶体材料。通过电子方法可以控制磁盘表面的磁化，以达到记录信息（0和1）的目的。磁盘的读写是通过磁盘驱动器完成的。常见的磁盘存储器有硬盘存储器和和软盘存储器。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院磁盘存储器有如下几个常用术语磁道（Track）：每个盘片的每一面都要划分为若干条形如同心圆的磁道，这些磁道就是磁头读写数据的路径。磁盘的最外层是第0道，最内层为第n道。每个磁道上记录的信息一样多，这样，内圈磁道上记录的密度，比外圈磁道上记录的密度大。柱面（Cylinder）：一个硬盘由几个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘面都有相同数目的磁道。所有盘面上相同位置的磁道组合在一起，叫做一
48、个柱面。扇区（Sector）：为了记录信息方便，每个磁道又划分为许多称之为扇区的小区段。每个磁道上的扇区数是一样的。通常扇区是磁盘地址的最小单位，与主机交换数据是以扇区为单位的。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院磁盘的结构容量=磁道数扇区数区段内字节数面数盘片数 为了存取磁盘上的数据，系统对磁盘的存储单元的地址定义：驱动器号.盘面号.柱面号.扇区号 退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院软盘存储器软盘存储器由软盘、软盘驱动器和软盘控制卡三部分组成。目前常用的软盘就是容量为1.44MB的3.5英寸软盘。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院硬盘存储器硬盘存储器又
49、简称硬盘，也称固定盘。它安装在主机箱内，盘片与读写驱动器均组合在一起，成为一个整体。硬盘的指标主要体现在容量和转速上。磁盘转速越快，存取速度也就越快，但对磁盘读写性能要求也就越高。硬盘的容量已从过去的几十MB、几百MB，发展到现在的几十、几百个GB。硬盘的存取容量、速度均比软盘要高得多，微型计算机中的大量程序、数据和文件通常都保存在硬盘上。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院硬盘存储器硬盘的格式化分为低级格式化和高级格式化。低级格式化就是将硬盘划分磁道和扇区，这一般由厂家完成。只有当硬盘出现严重问题或被病毒感染无法清除时，用户才需要对硬盘重新进行低级格式化。高级格式化的作用是建立文
50、件的分配表和文件目录表。硬盘必须经过低级格式化、分区和高级格式化后才能使用。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院光盘存储器光盘是一种大容量辅助存储器，它具有体积小、容量大、可靠性高、保存时间长、价格低和便于携带等特点，是现在计算机中使用很多的一种存储设备。光盘存储系统由光盘、光盘驱动器和接口设备组成。光驱最重要的性能指标是光驱的“倍速”。退出下一页上一页章目录节目录中央财经大学信息学院常见的光盘种类只读型光盘（CD-ROM）：它只能读出数据，不能写入数据。它是厂家在出厂时就已经预先写入信息，写入的信息将永久保存在光盘上。一次写入型光盘（WORM）：只能写一次信息，可以反复读取。常用
