《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí)》

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1、·39· 第1章 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí) 第1章 計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)知識(shí) 1.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展概述 世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)于1946年2月在美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)誕生，取名為ENIAC（讀作“埃尼克”），即Electronic Numerical Internal And Calculator的縮寫。電子計(jì)算機(jī)的產(chǎn)生和迅速發(fā)展是當(dāng)代科學(xué)技術(shù)最偉大的成就之一。自1946年美國(guó)研制的第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC以來(lái)，在半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，計(jì)算機(jī)的發(fā)展取得了令人矚目的成就。 計(jì)算機(jī)從誕生到現(xiàn)在，已走過(guò)了60年的發(fā)展歷程，在這期間，計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生變化。人們根據(jù)計(jì)算機(jī)所采用的物理器件，將計(jì)算機(jī)

2、的發(fā)展劃分為幾個(gè)階段，下面就來(lái)具體介紹。 1.1.1 計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史 電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段通常以構(gòu)成計(jì)算機(jī)的電子器件來(lái)劃分，至今已經(jīng)歷了四代，目前正在向第五代過(guò)渡。每一個(gè)發(fā)展階段在技術(shù)上都是一次新的突破，在性能上都是一次質(zhì)的飛躍。 1．第一代（1946～1957年），電子管計(jì)算機(jī) 它是一臺(tái)電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)，取名為ENIAC。這臺(tái)計(jì)算機(jī)是個(gè)龐然大物，共用了18?000多個(gè)電子管、1500個(gè)繼電器，重達(dá)30噸，占地170平方米，每小時(shí)耗電140千瓦，計(jì)算速度為每秒5000次加法運(yùn)算。盡管它的功能遠(yuǎn)不如今天的計(jì)算機(jī)，但ENIAC作為計(jì)算機(jī)大家族的鼻祖，開(kāi)辟了人類科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的先河，使信息

3、處理技術(shù)進(jìn)入了一個(gè)嶄新的時(shí)代。其主要特征如下： （1）電子管元件，體積龐大、耗電量高、可靠性差、維護(hù)困難。 （2）運(yùn)算速度慢，一般為每秒鐘1千次到1萬(wàn)次。 （3）使用機(jī)器語(yǔ)言，沒(méi)有系統(tǒng)軟件。 （4）采用磁鼓、小磁芯作為存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)空間有限。 （5）輸入/輸出設(shè)備簡(jiǎn)單，采用穿孔紙帶或卡片。 （6）主要用于科學(xué)計(jì)算。 2．第二代（1958～1964年），晶體管計(jì)算機(jī) 晶體管的發(fā)明給計(jì)算機(jī)技術(shù)帶來(lái)了革命性的變化。第二代計(jì)算機(jī)采用的主要元件是晶體管，稱為晶體管計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)軟件有了較大發(fā)展，采用了監(jiān)控程序，這是操作系統(tǒng)的雛形。第二代計(jì)算機(jī)有如下特征： （1）采用晶體管元件作為計(jì)算機(jī)的

4、器件，體積大大縮小，可靠性增強(qiáng)，壽命延長(zhǎng)。 （2）運(yùn)算速度加快，達(dá)到每秒幾萬(wàn)次到幾十萬(wàn)次。 （3）提出了操作系統(tǒng)的概念，開(kāi)始出現(xiàn)了匯編語(yǔ)言，產(chǎn)生了如FORTRAN和COBOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言和批處理系統(tǒng)。 （4）普遍采用磁芯作為內(nèi)存儲(chǔ)器，磁盤、磁帶作為外存儲(chǔ)器，容量大大提高。 （5）計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大，從軍事研究、科學(xué)計(jì)算擴(kuò)大到數(shù)據(jù)處理和實(shí)時(shí)過(guò)程控制等領(lǐng)域，并開(kāi)始進(jìn)入商業(yè)市場(chǎng)。 3．第三代（1965～1969年），中小規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 20世紀(jì)60年代中期，隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，已制造出了集成電路元件。集成電路可在幾平方毫米的單晶硅片上集成十幾個(gè)甚至上百個(gè)電子元件。計(jì)算機(jī)開(kāi)始采

5、用中小規(guī)模的集成電路元件，這一代計(jì)算機(jī)比晶體管計(jì)算機(jī)體積更小，耗電更少，功能更強(qiáng)，壽命更長(zhǎng)，綜合性能也得到了進(jìn)一步提高。具有如下主要特征： （1）采用中小規(guī)模集成電路元件，體積進(jìn)一步縮小，壽命更長(zhǎng)。 （2）內(nèi)存儲(chǔ)器使用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，性能優(yōu)越，運(yùn)算速度加快，每秒可達(dá)幾百萬(wàn)次。 （3）外圍設(shè)備開(kāi)始出現(xiàn)多樣化。 （4）高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)一步發(fā)展。操作系統(tǒng)的出現(xiàn)，使計(jì)算機(jī)功能更強(qiáng)，提出了結(jié)構(gòu)化程序的設(shè)計(jì)思想。 （5）計(jì)算機(jī)應(yīng)用范圍擴(kuò)大到企業(yè)管理和輔助設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。 4．第四代（1971年至今），大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī) 隨著20世紀(jì)70年代初集成電路制造技術(shù)的飛速發(fā)展，產(chǎn)生了大規(guī)模集成電路元件，使計(jì)算

6、機(jī)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)代，即大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代。這一時(shí)期的計(jì)算機(jī)的體積、重量、功耗進(jìn)一步減少，運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、可靠性有了大幅度的提高。其主要特征如下： （1）采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路邏輯元件，體積與第三代相比進(jìn)一步縮小，可靠性更高，壽命更長(zhǎng)。 （2）運(yùn)算速度加快，每秒可達(dá)幾千萬(wàn)次到幾十億次。 （3）系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件獲得了巨大的發(fā)展，軟件配置豐富，程序設(shè)計(jì)部分自動(dòng)化。 （4）計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、分布式處理技術(shù)有了很大的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)大量進(jìn)入家庭，產(chǎn)品更新速度加快。 （5）計(jì)算機(jī)在辦公自動(dòng)化、數(shù)據(jù)庫(kù)管理、圖像處理、語(yǔ)言識(shí)別和專家系統(tǒng)等各個(gè)領(lǐng)域得到應(yīng)用，電子

7、商務(wù)已開(kāi)始進(jìn)入到了家庭，計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入到了一個(gè)新的歷史時(shí)期。 1.1.2 計(jì)算機(jī)的特點(diǎn) 1．自動(dòng)地運(yùn)行程序 計(jì)算機(jī)能在程序控制下自動(dòng)連續(xù)地高速運(yùn)算。由于采用存儲(chǔ)程序控制的方式，因此一旦輸入編制好的程序，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)后，就能自動(dòng)地執(zhí)行下去直至完成任務(wù)。這是計(jì)算機(jī)最突出的特點(diǎn)。 2．運(yùn)算速度快 計(jì)算機(jī)能以極快的速度進(jìn)行計(jì)算?，F(xiàn)在普通的微型計(jì)算機(jī)每秒可執(zhí)行幾十萬(wàn)條指令，而巨型機(jī)則達(dá)到每秒幾十億次甚至幾百億次。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度還在提高。例如天氣預(yù)報(bào)，由于需要分析大量的氣象資料數(shù)據(jù)，單靠手工完成計(jì)算是不可能的，而用巨型計(jì)算機(jī)只需十幾分鐘就可以完成。 3．運(yùn)算精度高

8、電子計(jì)算機(jī)具有以往計(jì)算機(jī)無(wú)法比擬的計(jì)算精度，目前已達(dá)到小數(shù)點(diǎn)后上億位的精度。 4．具有記憶和邏輯判斷能力 人是有思維能力的。而思維能力本質(zhì)上是一種邏輯判斷能力。計(jì)算機(jī)借助于邏輯運(yùn)算，可以進(jìn)行邏輯判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果自動(dòng)地確定下一步該做什么。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)由內(nèi)存和外存組成，具有存儲(chǔ)和“記憶”大量信息的能力，現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的內(nèi)存容量已達(dá)到上百兆甚至幾千兆，而外存也有驚人的容量。如今的計(jì)算機(jī)不僅具有運(yùn)算能力，還具有邏輯判斷能力，可以使用其進(jìn)行諸如資料分類、情報(bào)檢索等具有邏輯加工性質(zhì)的工作。 5．可靠性高 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)連續(xù)無(wú)故障運(yùn)行時(shí)間可達(dá)到幾十萬(wàn)小時(shí)以上，具

9、有極高的可靠性。例如，安裝在宇宙飛船上的計(jì)算機(jī)可以連續(xù)幾年時(shí)間可靠地運(yùn)行。計(jì)算機(jī)應(yīng)用在管理中也具有很高的可靠性，而人卻很容易因疲勞而出錯(cuò)。另外，計(jì)算機(jī)對(duì)于不同的問(wèn)題，只是執(zhí)行的程序不同，因而具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和通用性。用同一臺(tái)計(jì)算機(jī)能解決各種問(wèn)題，應(yīng)用于不同的領(lǐng)域。 微型計(jì)算機(jī)除了具有上述特點(diǎn)外，還具有體積小、重量輕、耗電少、維護(hù)方便、可靠性高、易操作、功能強(qiáng)、使用靈活、價(jià)格便宜等特點(diǎn)。計(jì)算機(jī)還能代替人做許多復(fù)雜繁重的工作。 1.1.3 計(jì)算機(jī)的應(yīng)用 進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)作為科技的先導(dǎo)技術(shù)之一得到了飛躍發(fā)展，超級(jí)并行計(jì)算機(jī)技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)等相互

10、滲透，改變了人們使用計(jì)算機(jī)的方式，從而使計(jì)算機(jī)幾乎滲透到人類生產(chǎn)和生活的各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)工業(yè)和農(nóng)業(yè)都有極其重要的影響。計(jì)算機(jī)的應(yīng)用范圍歸納起來(lái)主要有以下6個(gè)方面。 1．科學(xué)計(jì)算 亦稱數(shù)值計(jì)算，是指用計(jì)算機(jī)完成科學(xué)研究和工程技術(shù)中所提出的數(shù)學(xué)問(wèn)題。計(jì)算機(jī)作為一種計(jì)算工具，科學(xué)計(jì)算是它最早的應(yīng)用領(lǐng)域，也是計(jì)算機(jī)最重要的應(yīng)用之一。在科學(xué)技術(shù)和工程設(shè)計(jì)中存在著大量的各類數(shù)字計(jì)算，如求解幾百乃至上千階的線性方程組、大型矩陣運(yùn)算等。這些問(wèn)題廣泛出現(xiàn)在導(dǎo)彈實(shí)驗(yàn)、衛(wèi)星發(fā)射、災(zāi)情預(yù)測(cè)等領(lǐng)域，其特點(diǎn)是數(shù)據(jù)量大、計(jì)算工作復(fù)雜。在數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)、天文等眾多學(xué)科的科學(xué)研究中，經(jīng)常遇到許多數(shù)學(xué)問(wèn)題，這些問(wèn)題用傳統(tǒng)的計(jì)算

11、工具是難以完成的，有時(shí)人工計(jì)算需要幾個(gè)月、幾年，而且不能保證計(jì)算準(zhǔn)確，使用計(jì)算機(jī)則只需要幾天、幾小時(shí)甚至幾分鐘就可以精確地解決。所以，計(jì)算機(jī)是發(fā)展現(xiàn)代尖端科學(xué)技術(shù)必不可少的重要工具。 2．?dāng)?shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理又稱信息處理，它是指信息的收集、分類、整理、加工、存儲(chǔ)等一系列活動(dòng)的總稱。所謂信息是指可被人類感受的聲音、圖像、文字、符號(hào)、語(yǔ)言等。數(shù)據(jù)處理還可以在計(jì)算機(jī)上加工那些非科技工程方面的計(jì)算，管理和操縱任何形式的數(shù)據(jù)資料。其特點(diǎn)是要處理的原始數(shù)據(jù)量大，而運(yùn)算比較簡(jiǎn)單，有大量的邏輯與判斷運(yùn)算。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在計(jì)算機(jī)應(yīng)用中，數(shù)據(jù)處理所占的比重最大。其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，如人口統(tǒng)計(jì)、辦公自動(dòng)

12、化、企業(yè)管理、郵政業(yè)務(wù)、機(jī)票訂購(gòu)、情報(bào)檢索、圖書(shū)管理、醫(yī)療診斷等。 3．計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) （1）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（Computer Aided Design，CAD）是指使用計(jì)算機(jī)的計(jì)算、邏輯判斷等功能，幫助人們進(jìn)行產(chǎn)品和工程設(shè)計(jì)。它能使設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化，設(shè)計(jì)合理化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化，大大縮短設(shè)計(jì)周期，以增強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。CAD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于建筑工程設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)、機(jī)械制造設(shè)計(jì)、船舶設(shè)計(jì)等行業(yè)。使用CAD技術(shù)可以提高設(shè)計(jì)質(zhì)量，縮短設(shè)計(jì)周期，提高設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平。 （2）計(jì)算機(jī)輔助制造（Computer Aided Manufacturing，CAM）是指利用計(jì)算機(jī)通過(guò)各種數(shù)值控制生產(chǎn)設(shè)備

13、，完成產(chǎn)品的加工、裝配、檢測(cè)、包裝等生產(chǎn)過(guò)程的技術(shù)。將CAD進(jìn)一步集成形成了計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)生產(chǎn)自動(dòng)化。利用CAM可提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。 （3）計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Aided Instruction，CAI）是指將教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法以及學(xué)生的學(xué)習(xí)情況等存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，幫助學(xué)生輕松地學(xué)習(xí)所需要的知識(shí)。它在現(xiàn)代教育技術(shù)中起著相當(dāng)重要的作用。 除了上述計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)外，還有其他的輔助功能，如計(jì)算機(jī)輔助出版、計(jì)算機(jī)輔助管理、輔助繪制和輔助排版等。 4．過(guò)程控制 亦稱實(shí)時(shí)控制，是用計(jì)算機(jī)及時(shí)采集數(shù)據(jù)，按最佳值迅速對(duì)控制對(duì)象進(jìn)行自動(dòng)控制或采用

14、自動(dòng)調(diào)節(jié)。利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行過(guò)程控制，不僅大大提高了控制的自動(dòng)化水平，而且大大提高了控制的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。 過(guò)程控制的特點(diǎn)是及時(shí)收集并檢測(cè)數(shù)據(jù)，按最佳值調(diào)節(jié)控制對(duì)象。在電力、機(jī)械制造、化工、冶金、交通等部門采用過(guò)程控制，可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量、自動(dòng)化水平和控制精確度，減少生產(chǎn)成本，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。在軍事上，可使用計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)控制導(dǎo)彈根據(jù)目標(biāo)的移動(dòng)情況修正飛行姿態(tài)，以準(zhǔn)確擊中目標(biāo)。 5．人工智能 人工智能（Artificial Intelligence，AI）是用計(jì)算機(jī)模擬人類的智能活動(dòng)，如判斷、理解、學(xué)習(xí)、圖像識(shí)別、問(wèn)題求解等。它涉及到計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息論、仿生學(xué)、神經(jīng)學(xué)和心理學(xué)等諸多學(xué)科

15、。在人工智能中，最具代表性、應(yīng)用最成功的兩個(gè)領(lǐng)域是專家系統(tǒng)和機(jī) 器人。 計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)是一個(gè)具有大量專門知識(shí)的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。它總結(jié)了某個(gè)領(lǐng)域的專家知識(shí)構(gòu)建了知識(shí)庫(kù)。根據(jù)這些知識(shí)，系統(tǒng)可以對(duì)輸入的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行推理，做出判斷和決策，以回答用戶的咨詢，這是人工智能的一個(gè)成功的例子。 機(jī)器人是人工智能技術(shù)的另一個(gè)重要應(yīng)用。目前，世界上有許多機(jī)器人工作在各種惡劣環(huán)境，如高溫、高輻射、劇毒等。機(jī)器人的應(yīng)用前景非常廣闊?，F(xiàn)在有很多國(guó)家正在研制機(jī)器人。 6．計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 把計(jì)算機(jī)的超級(jí)處理能力與通信技術(shù)結(jié)合起來(lái)就形成了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。人們熟悉的全球信息查詢、郵件傳送、電子商務(wù)等都是依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)

16、現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)已進(jìn)入到了千家萬(wàn)戶，給人們的生活帶來(lái)了極大的方便。 1.1.4 電子計(jì)算機(jī)的分類 一般情況下，電子計(jì)算機(jī)有多種分類方法，但在通常情況下采用3種分類標(biāo)準(zhǔn)。 1．按處理的對(duì)象分類 電子計(jì)算機(jī)按處理的對(duì)象分可分為電子模擬計(jì)算機(jī)、電子數(shù)字計(jì)算機(jī)和混合計(jì)算機(jī)。 電子模擬計(jì)算機(jī)所處理的電信號(hào)在時(shí)間上是連續(xù)的（稱為模擬量），采用的是模擬技術(shù)。 電子數(shù)字計(jì)算機(jī)所處理的電信號(hào)在時(shí)間上是離散的（稱為數(shù)字量），采用的是數(shù)字技術(shù)。計(jì)算機(jī)將信息數(shù)字化之后具有易保存、易表示、易計(jì)算、方便硬件實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)，所以數(shù)字計(jì)算機(jī)已成為信息處理的主流。通常所說(shuō)的計(jì)算機(jī)都是指電子數(shù)字計(jì)算機(jī)。 混合計(jì)算機(jī)是

17、將數(shù)字技術(shù)和模擬技術(shù)相結(jié)合的計(jì)算機(jī)。 2．按性能規(guī)模分類 按性能規(guī)?？煞譃榫扌蜋C(jī)、大型機(jī)、中型機(jī)、小型機(jī)、微型機(jī)和工作站。 （1）巨型機(jī) 研究巨型機(jī)是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，尤其是國(guó)防尖端技術(shù)發(fā)展的需要。巨型機(jī)的特點(diǎn)是運(yùn)算速度快、存儲(chǔ)容量大。目前世界上只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能生產(chǎn)巨型機(jī)。我國(guó)自主研發(fā)的銀河I型億次機(jī)和銀河II型十億次機(jī)都是巨型機(jī)。主要用于核武器、空間技術(shù)、大范圍天氣預(yù)報(bào)、石油勘探等領(lǐng)域。 （2）大型機(jī) 大型機(jī)的特點(diǎn)表現(xiàn)在通用性強(qiáng)、具有很強(qiáng)的綜合處理能力、性能覆蓋面廣等，主要應(yīng)用在公司、銀行、政府部門、社會(huì)管理機(jī)構(gòu)和制造廠家等，通常人們稱大型機(jī)為企業(yè)計(jì)算機(jī)。大型機(jī)在未來(lái)將被賦予更多的

18、使命，如大型事務(wù)處理、企業(yè)內(nèi)部的信息管理與安全保護(hù)、科學(xué)計(jì)算等。 （3）中型機(jī) 中型機(jī)是介于大型機(jī)和小型機(jī)之間的一種機(jī)型。 （4）小型機(jī) 小型機(jī)規(guī)模小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)周期短，便于及時(shí)采用先進(jìn)工藝。這類機(jī)器由于可靠性高，對(duì)運(yùn)行環(huán)境要求低，易于操作且便于維護(hù)。小型機(jī)符合部門性的要求，為中小型企事業(yè)單位所常用。具有規(guī)模較小、成本低、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 （5）微型計(jì)算機(jī) 微型機(jī)又稱個(gè)人計(jì)算機(jī)（Personal Computer，PC），它是日常生活中使用最多、最普遍的計(jì)算機(jī)，具有價(jià)格低廉、性能強(qiáng)、體積小、功耗低等特點(diǎn)?，F(xiàn)在微型計(jì)算機(jī)已進(jìn)入到了千家萬(wàn)戶，成為人們工作、生活的重要工具。 （

19、6）工作站 工作站是一種高檔微機(jī)系統(tǒng)。它具有較高的運(yùn)算速度，具有大小型機(jī)的多任務(wù)、多用戶功能，且兼具微型機(jī)的操作便利和良好的人機(jī)界面。它可以連接到多種輸入/輸出設(shè)備。它具有易于聯(lián)網(wǎng)、處理功能強(qiáng)等特點(diǎn)。其應(yīng)用領(lǐng)域也已從最初的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)擴(kuò)展到商業(yè)、金融、辦公領(lǐng)域，并充當(dāng)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的角色。 3．按功能和用途分類 按功能和用途可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)。 通用計(jì)算機(jī)具有功能強(qiáng)、兼容性強(qiáng)、應(yīng)用面廣、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，通常使用的計(jì)算機(jī)都是通用計(jì)算機(jī)。 專用計(jì)算機(jī)一般功能單一，操作復(fù)雜，用于完成特定的工作任務(wù)。 1.2 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成 1.2.1 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述 現(xiàn)在，計(jì)算機(jī)已發(fā)展

20、成為一個(gè)龐大的家族，其中的每個(gè)成員，盡管在規(guī)模、性能、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等方面存在著很大的差別，但是它們的基本結(jié)構(gòu)是相同的。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分。硬件系統(tǒng)由中央處理器、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備組成。 軟件系統(tǒng)分為兩大類，即計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。 計(jì)算機(jī)通過(guò)執(zhí)行程序而運(yùn)行，計(jì)算機(jī)工作時(shí)，軟、硬件協(xié)同工作，兩者缺一不可。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成框架如圖1-1所示。 1．硬件系統(tǒng)概述 硬件系統(tǒng)是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理裝置，是指在計(jì)算機(jī)中看得見(jiàn)、摸得著的有形實(shí)體。在計(jì)算機(jī)的發(fā)展史上做出杰出貢獻(xiàn)的著名應(yīng)用數(shù)學(xué)家馮·諾依曼（Von Neumann）與其他專家于1945年為改進(jìn)ENIAC

21、，提出了一個(gè)全新的存儲(chǔ)程序的通用電子計(jì)算機(jī)方案。這個(gè)方案規(guī)定了新機(jī)器由5個(gè)部分組成：運(yùn)算器、邏輯控制裝置、存儲(chǔ)器、輸入和輸出。并描述了這5個(gè)部分的職能和相互關(guān)系。這個(gè)方案與ENIAC相比，有兩個(gè)重大改進(jìn)：一是采用二進(jìn)制；二是提出了“存儲(chǔ)程序”的設(shè)計(jì)思想，即用記憶數(shù)據(jù)的同一裝置存儲(chǔ)執(zhí)行運(yùn)算的命令，使程序的執(zhí)行可自動(dòng)地從一條指令進(jìn)入到下一條指令。這個(gè)概念被譽(yù)為計(jì)算機(jī)史上的一個(gè)里程碑。計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)程序和程序控制原理被稱為馮·諾依曼原理，按照上述原理設(shè)計(jì)制造的計(jì)算機(jī)稱為馮·諾依曼機(jī)。 圖1-1 計(jì)算機(jī)的組成框架 概括起來(lái)，馮·諾依曼結(jié)構(gòu)有3條重要的設(shè)計(jì)思想： （1）計(jì)算機(jī)應(yīng)由運(yùn)算器、控制器

22、、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備5大部分組成，每個(gè)部分有一定的功能。 （2）以二進(jìn)制的形式表示數(shù)據(jù)和指令。二進(jìn)制是計(jì)算機(jī)的基本語(yǔ)言。 （3）程序預(yù)先存入存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作中能自動(dòng)地從存儲(chǔ)器中取出程序指令并加以執(zhí)行。 硬件是計(jì)算機(jī)運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)的性能如運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、計(jì)算和可靠性等，很大程度上取決于硬件的配置。 僅有硬件而沒(méi)有任何軟件支持的計(jì)算機(jī)稱為裸機(jī)。在裸機(jī)上只能運(yùn)行機(jī)器語(yǔ)言程序，使用很不方便，效率也低。所以早期只有少數(shù)專業(yè)人員才能使用計(jì)算機(jī)。 2．計(jì)算機(jī)的基本工作原理 1）計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng) 指令是能被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的二進(jìn)制代碼，它規(guī)定了計(jì)算機(jī)能完成的某一種操作

23、。 一條指令通常由如下兩個(gè)部分組成： （1）操作碼：它是指明該指令要完成的操作，如存數(shù)、取數(shù)等。操作碼的位數(shù)決定了一個(gè)機(jī)器指令的條數(shù)。當(dāng)使用定長(zhǎng)度操作碼格式時(shí)，若操作碼位數(shù)為n，則指令條數(shù)可有2n條。 （2）操作數(shù)：它指操作對(duì)象的內(nèi)容或者所在的單元格地址。操作數(shù)在大多數(shù)情況下是地址碼，地址碼有0～3位。從地址代碼得到的僅是數(shù)據(jù)所在的地址，可以是源操作數(shù)的存放地址，也可以是操作結(jié)果的存放地址。 2）計(jì)算機(jī)的工作原理 計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程實(shí)際上是快速地執(zhí)行指令的過(guò)程。當(dāng)計(jì)算機(jī)在工作時(shí)，有兩種信息在流動(dòng)，一種是數(shù)據(jù)流，另一種是控制流。 數(shù)據(jù)流是指原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果、結(jié)果數(shù)據(jù)、源程序等?？?/p>

24、制流是由控制器對(duì)指令進(jìn)行分析、解釋后向各部件發(fā)出的控制命令，用于指揮各部件協(xié)調(diào)地工作。 下面，以指令的執(zhí)行過(guò)程來(lái)認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)的基本工作原理。計(jì)算機(jī)的指令執(zhí)行過(guò)程分為如下幾個(gè)步驟： （1）取指令。從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令送到指令寄存器。 （2）分析指令。對(duì)指令寄存器中存放的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，將指令的操作碼轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的控制電信號(hào)，并由地址碼確定操作數(shù)的地址。 （3）執(zhí)行指令。它是由操作控制線路發(fā)出的完成該操作所需要的一系列控制信息，以完成該指令所需要的操作。 （4）為執(zhí)行下一條指令作準(zhǔn)備。形成下一條指令的地址，指令計(jì)數(shù)器指向存放下一條指令的地址，最后控制單元將執(zhí)行結(jié)果寫入

25、內(nèi)存。 上述完成一條指令的執(zhí)行過(guò)程叫做一個(gè)“機(jī)器周期”。指令的執(zhí)行過(guò)程如圖1-2 所示。 計(jì)算機(jī)在運(yùn)行時(shí)，CPU從內(nèi)存讀取一條指令到CPU內(nèi)執(zhí)行，指令執(zhí)行完，再?gòu)膬?nèi)存讀取下一條指令到CPU執(zhí)行。CPU不斷地取指令，分析指令，執(zhí)行指令，再取下一條指令，這就是程序的執(zhí)行過(guò)程。 總之，計(jì)算機(jī)的工作就是執(zhí)行程序，即自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行一系列指令，而程序開(kāi)發(fā)人員的工作就是編制程序，使計(jì)算機(jī)不斷地工作。 圖1-2 指令的執(zhí)行過(guò)程 3．軟件系統(tǒng)概述 軟件系統(tǒng)是指使用計(jì)算機(jī)所運(yùn)行的全部程序的總稱。軟件是計(jì)算機(jī)的靈魂，是發(fā)揮計(jì)算機(jī)功能的關(guān)鍵。有了軟件，人們可以不必過(guò)多地去了解機(jī)器本身的結(jié)

26、構(gòu)與原理，可以方便靈活地使用計(jì)算機(jī)，從而使計(jì)算機(jī)有效地為人類工作、服務(wù)。 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)軟件在不斷積累和完善的過(guò)程中，形成了極為寶貴的軟件資源。它在用戶和計(jì)算機(jī)之間架起了橋梁，給用戶的操作帶來(lái)極大的方便。 在計(jì)算機(jī)的應(yīng)用過(guò)程中，軟件開(kāi)發(fā)是個(gè)艱苦的腦力勞動(dòng)過(guò)程，軟件生產(chǎn)的自動(dòng)化水平還很低。所以，許多國(guó)家投入大量人力從事軟件開(kāi)發(fā)工作。正是有了內(nèi)容豐富、種類繁多的軟件，使用戶面對(duì)的不僅是一部實(shí)實(shí)在在的計(jì)算機(jī)，而且還包含許多軟件的抽象的邏輯計(jì)算機(jī)（稱之為虛擬機(jī)），這樣，人們可以采用更加靈活、方便、有效的手段使用計(jì)算機(jī)。從這個(gè)意義上說(shuō)，軟件是用戶與計(jì)算機(jī)的接口。 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，

27、硬件和軟件之間并沒(méi)有一條明確的分界線。一般來(lái)說(shuō)，任何一個(gè)由軟件完成的操作也可以直接由硬件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而任何一個(gè)由硬件執(zhí)行的指令也能夠用軟件來(lái)完成。硬件和軟件有一定的等價(jià)性，例如，如圖像的解壓，以前低檔微機(jī)是用硬件解壓，現(xiàn)在高檔微機(jī)則用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)。 軟件和硬件之間的界線是經(jīng)常變化的。要從價(jià)格、速度、可靠性等多種因素綜合考慮，來(lái)確定哪些功能用硬件實(shí)現(xiàn)合適，哪些功能由軟件實(shí)現(xiàn)合適。 1.2.2 硬件系統(tǒng)的組成 計(jì)算機(jī)的硬件由主機(jī)和外設(shè)組成，主機(jī)由CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、主板（總線系統(tǒng)）構(gòu)成，外部設(shè)備由輸入設(shè)備（如鍵盤、鼠標(biāo)等）、外存儲(chǔ)器（如光盤、硬盤、U盤等）、輸出設(shè)備（如顯示器、打印機(jī)等）組成。計(jì)算

28、機(jī)硬件結(jié)構(gòu)如圖1-3所示。 圖1-3 計(jì)算機(jī)硬件的組成 微機(jī)與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別，它也是由運(yùn)算機(jī)、控制器、存儲(chǔ)器、輸入和輸出設(shè)備等部件組成。不同之處是微機(jī)把運(yùn)算器和控制器集成在一片芯片上，稱之為CPU。下面以微機(jī)為例說(shuō)明計(jì)算機(jī)各部分的作用。 1．CPU CPU是計(jì)算機(jī)的核心部件，它完成計(jì)算機(jī)的運(yùn)算和控制功能。運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯部件（Arithmetical Logic Unit，ALU），主要功能是完成對(duì)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和邏輯判斷等操作。控制器（Control Unit，CU）是整個(gè)計(jì)算機(jī)的指揮中心，根據(jù)事先給定的命令，發(fā)出各種控制信號(hào)，指揮計(jì)算機(jī)各部分工作。它的

29、工作過(guò)程是負(fù)責(zé)從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令并對(duì)指令進(jìn)行分析與判斷，并根據(jù)指令發(fā)出控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的有關(guān)設(shè)備有條不紊地協(xié)調(diào)工作，在程序的作用下，保證計(jì)算機(jī)能自動(dòng)、連續(xù)地工作。CPU外形如圖1-4所示。 2．存儲(chǔ)器 存儲(chǔ)器（Memory）是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的“倉(cāng)庫(kù)”。所謂“信息”是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所要處理的數(shù)據(jù)和程序。程序是一組指令的集合。存儲(chǔ)器是有記憶能力的部件，用來(lái)存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)器可分為兩大類：內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器。內(nèi)存儲(chǔ)器簡(jiǎn)稱內(nèi)存，也叫隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM），這種存儲(chǔ)器允許按任意指定地址的存儲(chǔ)單元進(jìn)行隨機(jī)地讀出或?qū)懭霐?shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)是通過(guò)電信號(hào)寫入存儲(chǔ)器的，因此在計(jì)算機(jī)斷電后，RAM中的信息就會(huì)隨之

30、丟失。內(nèi)存條外形如圖1-5所示，它的特點(diǎn)是存取速度快，可與CPU處理速度相匹配，但價(jià)格較貴，能存儲(chǔ)的信息量較少。外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）又稱輔助存儲(chǔ)器，主要用于保存暫時(shí)不用但又需長(zhǎng)期保留的程序或數(shù)據(jù)。如軟盤、硬盤、光盤等都叫外存儲(chǔ)器。存放在外存中的程序必須調(diào)入內(nèi)存才能運(yùn)行，外存的存取速度相對(duì)來(lái)說(shuō)較慢，但外存價(jià)格比較便宜，可保存的信息量大。常用的外存有磁盤、磁帶、光盤等。 圖1-4 CPU外形圖 圖1-5 內(nèi)存條外形圖 CPU和內(nèi)存儲(chǔ)器構(gòu)成計(jì)算機(jī)主機(jī)。外存儲(chǔ)器通過(guò)專門的輸入/輸出接口與主機(jī)相

31、連。外存與其他的輸入輸出設(shè)備統(tǒng)稱外部設(shè)備。如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟盤驅(qū)動(dòng)器、打印機(jī)、鍵盤都屬外部設(shè)備。 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)中內(nèi)存普遍采取半導(dǎo)體器件，按其工作方式不同，可分為動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取器（DRAM）、靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器（SRAM）、只讀存儲(chǔ)器（ROM）。對(duì)存儲(chǔ)器存入信息的操作稱為寫入（Write），從存儲(chǔ)器取出信息的操作稱為讀出（Read）。執(zhí)行讀出操作后，原來(lái)存放的信息并不改變，只有執(zhí)行了寫入操作，寫入的信息才會(huì)取代原先存入的內(nèi)容。所以RAM中存放的信息可隨機(jī)地讀出或?qū)懭?，通常用?lái)存入用戶輸入的程序和數(shù)據(jù)等。計(jì)算機(jī)斷電后，RAM中的內(nèi)容隨之丟失。DRAM和SRAM兩者都叫隨機(jī)存儲(chǔ)器，斷電后信息會(huì)丟失，不同的是

32、，DRAM存儲(chǔ)的信息要不斷刷新，而SRAM存儲(chǔ)的信息不需要刷新。ROM中的信息只可讀出而不能寫入，通常用來(lái)存放一些固定不變的程序。計(jì)算機(jī)斷電后，ROM中的內(nèi)容保持不變，當(dāng)計(jì)算機(jī)重新接通電源后，ROM中的內(nèi)容仍可被讀出。 為了便于對(duì)存儲(chǔ)器內(nèi)存放的信息進(jìn)行管理，整個(gè)內(nèi)存被劃分成許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)，此編號(hào)稱為地址（Address）。通常計(jì)算機(jī)按字節(jié)編址。地址與存儲(chǔ)單元為一對(duì)一的關(guān)系，是存儲(chǔ)單元的惟一標(biāo)志。存儲(chǔ)單元的地址、存儲(chǔ)單元和存儲(chǔ)單元的內(nèi)容是3個(gè)不同的概念。地址相當(dāng)于旅館的房間編號(hào)，存儲(chǔ)單元相當(dāng)于旅館的房間，存儲(chǔ)單元的內(nèi)容相當(dāng)于房間中的旅客。在存儲(chǔ)器中，CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫

33、操作都是通過(guò)地址來(lái)進(jìn)行的。 外存儲(chǔ)器目前使用得最多的是磁表面存儲(chǔ)器和光存儲(chǔ)器兩大類。磁表面存儲(chǔ)器是將磁性材料沉積在盤片基體上形成記錄介質(zhì)，并在磁頭與記錄介質(zhì)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)中存取信息?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用的磁表面儀器有磁盤和磁帶兩種。硬盤結(jié)構(gòu)如圖1-6所示。 用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光存儲(chǔ)器主要是光盤（Optical Disk），現(xiàn)在通常稱為CD（Compact Disk）。光盤用光學(xué)方式讀寫信息，存儲(chǔ)的信息量比磁盤存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的信息量大得多，因此受到廣大用戶的青睞。所有外存的存儲(chǔ)介質(zhì)（盤片或磁帶）都必須通過(guò)機(jī)電裝置才能存取信息，這些機(jī)電裝置稱之為“驅(qū)動(dòng)器”，如常用的軟盤驅(qū)動(dòng)器、硬盤驅(qū)動(dòng)器和光盤驅(qū)動(dòng)器等。

34、目前外存儲(chǔ)器的容量不斷增大，從MB級(jí)到GB級(jí)，還有海量存儲(chǔ)器等。 圖1-6 硬盤內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 3．輸入設(shè)備 輸入設(shè)備是將外界的各種信息（如程序、數(shù)據(jù)、命令等）送入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部的設(shè)備。常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、條形碼讀入器等。 4．輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)處理后的信息以人們能夠識(shí)別的形式（如文字、圖形、數(shù)值、聲音等）進(jìn)行顯示和輸出的設(shè)備。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。 由于輸入/輸出設(shè)備大多是機(jī)電裝置，有機(jī)械傳動(dòng)或物理移位等動(dòng)作過(guò)程，相對(duì)而言，輸入/輸出設(shè)備是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)轉(zhuǎn)速度最慢的部件。 1.2.3 軟件系統(tǒng)的組成 計(jì)算機(jī)軟件由程序和有關(guān)的文檔

35、組成。程序由一系列的指令按一定的結(jié)構(gòu)組成。文檔是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中建立的技術(shù)資料。程序是軟件的主體，一般保存在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如軟盤、硬盤或光盤中，以便在計(jì)算機(jī)上使用?，F(xiàn)在人們使用的計(jì)算機(jī)都配備了各式各樣的軟件，軟件的功能越強(qiáng)，使用起來(lái)越方便。軟件可分為兩大類：一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件，軟件系統(tǒng)組成如圖1-7所示。 1．系統(tǒng)軟件 系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源的軟件，是用來(lái)擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能，提高計(jì)算機(jī)的工作效率，方便用戶使用計(jì)算機(jī)的軟件。系統(tǒng)軟件是計(jì)算機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所不可缺少的，是硬件與軟件的接口。一般情況下系統(tǒng)軟件分為4類：操作系統(tǒng)、語(yǔ)言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和服務(wù)程序。 圖1

36、-7 軟件系統(tǒng)的組成 1）操作系統(tǒng) 系統(tǒng)軟件的核心是操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是由指揮與管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行的程序模板和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)組成的一種大型軟件系統(tǒng)，其功能是管理計(jì)算機(jī)的硬件資源和軟件資源，為用戶提供高效、周到的服務(wù)。操作系統(tǒng)與硬件關(guān)系密切，是加在“裸機(jī)”上的第一層軟件，其他絕大多數(shù)軟件都是在操作系統(tǒng)的控制下運(yùn)行的，人們也是在操作系統(tǒng)的支持下使用計(jì)算機(jī)的。操作系統(tǒng)是硬件與軟件的接口。 常用的操作系統(tǒng)有UNIX/Xenix、MS-DOS、Windows XP、Linux和OS/2。下面簡(jiǎn)單介紹這些操作系統(tǒng)的發(fā)展過(guò)程和功能特點(diǎn)。 （1）DOS操作系統(tǒng) DOS最初是為IBM PC開(kāi)發(fā)的操作系統(tǒng)，

37、因此它對(duì)硬件平臺(tái)的要求很低。即使對(duì)于DOS?6.22這樣的高版本，在640KB內(nèi)存、60MB硬盤、80286微處理器的環(huán)境下，也能正常運(yùn)行。DOS操作系統(tǒng)是單用戶、單任務(wù)、字符界面和16位的操作系統(tǒng)。因此，它對(duì)于內(nèi)存的管理僅局限于640KB的范圍內(nèi)。DOS有3種不同的品牌，它們是Microsoft公司的MS-DOS、IBM公司的PC-DOS和Novell公司的DR-DOS。這3種DOS都是兼容的，但也有一些區(qū)別。 （2）Windows操作系統(tǒng) Windows是Microsoft公司在1985年11月發(fā)布的第一代窗口式多任務(wù)系統(tǒng)，它使PC機(jī)開(kāi)始進(jìn)入了所謂的圖形用戶界面時(shí)代。在1995年，Mi

38、crosoft公司推出了Windows 95操作系統(tǒng)；在1998年，Microsoft公司又推出了Windows 95的改進(jìn)版Windows 98。Windows?98的一個(gè)最大特點(diǎn)就是把Microsoft公司的Internet瀏覽器技術(shù)集成到了Windows 98里面，使得訪問(wèn)Internet資源就像訪問(wèn)本地硬盤一樣方便，從而更好地滿足了人們?cè)絹?lái)越多的訪問(wèn)Internet資源的需求。Windows 95、Windows 98操作系統(tǒng)是一種單用戶、多任務(wù)、32位的操作系統(tǒng)。 在2000年到來(lái)之際，Microsoft公司又推出了Windows 2000版本。它不僅吸取了Windows 98和W

39、indows NT的許多精華之處，而且是Windows 98和Windows NT的更新?lián)Q代產(chǎn)品。此后，Windows將不會(huì)再有單用戶和網(wǎng)絡(luò)版之分，使用戶能夠在相同操作系統(tǒng)中，使用相同的、友好的操作系統(tǒng)界面處理不同的事務(wù)。Windows 2000是一個(gè)多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)。 現(xiàn)在，Microsoft公司又推出了Windows XP。Windows XP采用了Windows 2000的源代碼作為基礎(chǔ)，使其有可靠的穩(wěn)定性， 繼續(xù)保持其安全性、可靠性的優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)時(shí)代，Windows XP更受人歡迎。 （3）UNIX系統(tǒng) UNIX系統(tǒng)是1969年問(wèn)世的，最初是在中小型計(jì)算機(jī)上運(yùn)用。最早移植

40、到80286微機(jī)上的UNIX系統(tǒng)，稱為Xenix?，F(xiàn)在Xenix已發(fā)展成十分成熟的系統(tǒng)，最新版本的Xenix是SCO UNIX和SCO CDT。UNIX系統(tǒng)的特點(diǎn)是短小精干、系統(tǒng)開(kāi)銷小、運(yùn)行速度快。目前主要的版本是UNIX 3.2 V4.2以及ODT 3.0。UNIX系統(tǒng)是一個(gè)受人青睞的系統(tǒng)。 UNIX系統(tǒng)是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，一般要求配有8MB以上的內(nèi)存和較大容量的硬盤，對(duì)于高檔微機(jī)也適用。 （4）OS/2系統(tǒng) OS/2系統(tǒng)正是PS/2系列機(jī)開(kāi)發(fā)的一個(gè)新型多任務(wù)操作系統(tǒng)。OS/2克服了640KB主存的限制，具有多任務(wù)功能。1987年IBM公司在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中推出了PS/2（Persona

41、l System/2）個(gè)人計(jì)算機(jī)。PS/2系列計(jì)算機(jī)大幅度突破了現(xiàn)行PC機(jī)的體系，采用了與其他總線互不兼容的微通道總線MCA，并且IBM自行設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)的大部分零部件，以防止其他公司的仿制。 OS/2的特點(diǎn)是采用圖形界面，它本身是一個(gè)32位系統(tǒng)，不僅可以處理32位OS/2系統(tǒng)的應(yīng)用軟件，也可以運(yùn)行16位DOS和 Windows軟件。OS/2系統(tǒng)通常要求在4MB內(nèi)存和100MB硬盤或更高的硬件環(huán)境下運(yùn)行。如果硬件更高檔，則系統(tǒng)運(yùn)行就更加穩(wěn)定。 2）語(yǔ)言處理系統(tǒng) 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)經(jīng)歷了由低級(jí)向高級(jí)發(fā)展的歷程，不同風(fēng)格的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言不斷出現(xiàn)，逐步形成了計(jì)算機(jī)語(yǔ)言體系。用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題

42、時(shí)，人們必須首先將解決該問(wèn)題的方法和步驟按一定序列和規(guī)則用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言描述出來(lái)，形成計(jì)算機(jī)程序，然后輸入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就可按人們事先設(shè)定的步驟自動(dòng)地執(zhí)行。 語(yǔ)言處理系統(tǒng)包括機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言和高級(jí)語(yǔ)言。這些語(yǔ)言處理程序除個(gè)別常駐在ROM中可獨(dú)立運(yùn)行外，都必須在操作系統(tǒng)支持下運(yùn)行。 （1）機(jī)器語(yǔ)言 計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都是用二進(jìn)制表示的，機(jī)器指令也是用一串由“0”和“1”不同組合的二進(jìn)制代碼表示的。機(jī)器語(yǔ)言是直接用機(jī)器指令作為語(yǔ)句與計(jì)算機(jī)交換信息的語(yǔ)言。 不同的機(jī)器，指令的編碼不同，含有的指令條數(shù)也不同。因此，機(jī)器指令是面向機(jī)器的。指令的格式和含義是設(shè)計(jì)者規(guī)定的，一旦規(guī)定好之后，硬件邏輯電路就嚴(yán)

43、格根據(jù)這些規(guī)定設(shè)計(jì)和制造，所以制造出的機(jī)器也只能識(shí)別這種二進(jìn)制信息。 用機(jī)器語(yǔ)言編寫的程序，計(jì)算機(jī)能識(shí)別，可直接運(yùn)行，但程序容易出錯(cuò)。 （2）匯編語(yǔ)言 匯編語(yǔ)言是由一組與機(jī)器語(yǔ)言指令一一對(duì)應(yīng)的符號(hào)指令和簡(jiǎn)單語(yǔ)法組成的。匯編語(yǔ)言是一種符號(hào)語(yǔ)言，它將難以記憶和辨認(rèn)的二進(jìn)制指令碼用有意義的英文單詞（或縮寫）作為輔助記符，使之比機(jī)器語(yǔ)言編程前進(jìn)了一大步。例如“ADD A，B”表示將A與B相加后存入B中，它能與機(jī)器語(yǔ)言指令01001001直接對(duì)應(yīng)。但匯編語(yǔ)言與機(jī)器語(yǔ)言的一一對(duì)應(yīng)，仍需緊密依賴硬件，程序的可移植性差。 用匯編語(yǔ)言編寫的程序稱為匯編語(yǔ)言源程序。經(jīng)匯編程序翻譯后得到的機(jī)器語(yǔ)言程序稱為目

44、標(biāo)程序。由于計(jì)算機(jī)只能識(shí)別二進(jìn)制編碼的機(jī)器語(yǔ)言，因此無(wú)法直接執(zhí)行用匯編語(yǔ)言縮寫的程序。匯編語(yǔ)言程序要由一種“翻譯”程序來(lái)將它翻譯為機(jī)器語(yǔ)言程序，這種翻譯程序稱為編譯程序。匯編程序是系統(tǒng)軟件的一部分。 （3）高級(jí)語(yǔ)言 高級(jí)語(yǔ)言比較接近日常用語(yǔ)，對(duì)機(jī)器依賴性低，是適用于各種機(jī)器的計(jì)算機(jī)語(yǔ)言。用機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編程，因與計(jì)算機(jī)硬件直接相關(guān)，編程困難且通用性差。因此人們需創(chuàng)造出與具體的計(jì)算機(jī)指令無(wú)關(guān)，其表達(dá)方式更接近于被描述的問(wèn)題、更易被人們掌握和書(shū)寫的語(yǔ)言，這就是高級(jí)語(yǔ)言。 用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序稱為高級(jí)語(yǔ)言源程序，經(jīng)語(yǔ)言處理程序翻譯后得到的機(jī)器語(yǔ)言程序稱為目標(biāo)程序。高級(jí)語(yǔ)言程序必須翻譯成機(jī)器

45、語(yǔ)言程序才能執(zhí)行，計(jì)算機(jī)無(wú)法直接執(zhí)行用高級(jí)語(yǔ)言編寫的程序。高級(jí)語(yǔ)言程序的翻譯方式有兩種：一種是編譯方式，另一種是解釋方式。相應(yīng)的語(yǔ)言處理系統(tǒng)分別稱為編譯程序和解釋程序。 在解釋方式下，不生成目標(biāo)程序，而是對(duì)源程序按語(yǔ)句執(zhí)行的動(dòng)態(tài)順序進(jìn)行逐句分析，邊翻譯邊執(zhí)行，直至程序結(jié)束。在編譯方式下，源程序的執(zhí)行分成兩個(gè)階段：編譯階段和運(yùn)行階段。通常，經(jīng)過(guò)編譯后生成的目標(biāo)代碼尚不能直接在操作系統(tǒng)下運(yùn)行，還需經(jīng)過(guò)連接階段為程序分配內(nèi)存后才能生成真正可運(yùn)行的執(zhí)行程序。 高級(jí)語(yǔ)言不再面向機(jī)器而是面向解決問(wèn)題的過(guò)程以及面向現(xiàn)實(shí)世界的對(duì)象。大多數(shù)高級(jí)語(yǔ)言采用編譯方式處理，因?yàn)榫幾g方式執(zhí)行速度快，而且一旦編譯完成后

46、，目標(biāo)程序可以脫離編譯程序獨(dú)立存在反復(fù)使用。面向過(guò)程的高級(jí)語(yǔ)言種類很多，比較流行的高級(jí)語(yǔ)言有Basic、Pascal和C語(yǔ)言等。某些適合于初學(xué)者的程序，如Basic語(yǔ)言及許多數(shù)據(jù)庫(kù)語(yǔ)言則采用解釋方式。 1980年左右開(kāi)始提出的“面向?qū)ο螅∣bject-Oriented）”概念是相對(duì)于“面向過(guò)程”的一次革命。專家們預(yù)測(cè)，面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)思想將成為今后程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言發(fā)展的主流。如C++、Java、Visual Basic、Visual C等都是面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言?！懊嫦?qū)ο蟆辈粌H作為一種語(yǔ)言，而且作為一種方法貫穿于軟件設(shè)計(jì)的各個(gè)階段。 3）數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫(kù)是將具有相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)以一

47、定的組織方式存儲(chǔ)起來(lái)，形成相關(guān)系列數(shù)據(jù)的集合。數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)就是在具體計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的系統(tǒng)軟件。隨著計(jì)算機(jī)在信息管理領(lǐng)域中日益廣泛深入的應(yīng)用，產(chǎn)生和發(fā)展了數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，隨之出現(xiàn)了各種數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Data Base Management System，DBMS）。 DBMS是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的系統(tǒng)軟件，它是用戶和數(shù)據(jù)庫(kù)之間的接口，是幫助用戶建立、管理、維護(hù)和使用數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理的一個(gè)軟件系統(tǒng)。 目前已有不少商品化的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)軟件，例如DBase、Visual FoxPro等都是在不同的系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。 4）服務(wù)程序 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)提供多種服務(wù)程序，

48、它們是面向用戶的軟件，可供用戶共享，方便用戶使用計(jì)算機(jī)和管理人員維護(hù)管理計(jì)算機(jī)。 常用的服務(wù)程序有編輯程序、連接裝配程序、測(cè)試程序、診斷程序、調(diào)試程序等。 （1）編輯程序（Editor）：該程序能使用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的操作就可以建立、修改程序或其他文件，并提供方便的編輯環(huán)境。 （2）連接裝配程序（Linker）：用該程序可以把幾個(gè)分別編譯的目標(biāo)程序連接成一個(gè)目標(biāo)程序，并且要與系統(tǒng)提供的庫(kù)程序相連接，才得到一個(gè)可執(zhí)行程序。 （3）測(cè)試程序（Checking Program）：該程序能檢查出程序中的某些錯(cuò)誤，方便用戶對(duì)錯(cuò)誤的排除。 （4）診斷程序（Diagnostic Program）：該程序

49、能方便用戶對(duì)計(jì)算機(jī)維護(hù)，檢測(cè)計(jì)算機(jī)硬件故障并對(duì)故障定位。 （5）調(diào)試程序（Debug）：該程序能幫助用戶在程序執(zhí)行的狀態(tài)下檢查源程序的錯(cuò)誤，并提供在程序中設(shè)置斷點(diǎn)、單步跟蹤等手段。 2．應(yīng)用軟件 應(yīng)用軟件是為了解決計(jì)算機(jī)各類問(wèn)題而編寫的程序。它分為應(yīng)用軟件包與用戶程序。它是在硬件和系統(tǒng)軟件的支持下，面向具體問(wèn)題和具體用戶的軟件。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的日益廣泛深入，各種應(yīng)用軟件的數(shù)量不斷增加，質(zhì)量日趨完善，使用更加方便靈活，通用性越來(lái)越強(qiáng)。有些軟件已逐步標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，形成了解決某類典型問(wèn)題的較通用的軟件，這些軟件稱為應(yīng)用軟件包（Package）。它們通常是由專業(yè)軟件人員精心設(shè)計(jì)的，為廣大用戶提

50、供方便、易學(xué)、易用的應(yīng)用程序，幫助用戶完成各種各樣的工作。目前常用的軟件包有字處理軟件、表處理軟件、會(huì)計(jì)電算化軟件、繪圖軟件、運(yùn)籌學(xué)軟件包等。 （1）用戶程序 用戶程序是用戶為了解決特定的具體問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的軟件。充分利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的種種現(xiàn)成的軟件，在系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件包的支持下可以更加方便、有效地研制用戶專用程序。如各種票務(wù)管理系統(tǒng)、事管理系統(tǒng)和財(cái)務(wù)管理系統(tǒng)等。這都屬于用戶程序。 （2）應(yīng)用軟件包 應(yīng)用軟件包是為實(shí)現(xiàn)某種特殊功能，而精心設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)的結(jié)構(gòu)嚴(yán)密的獨(dú)立系統(tǒng)，是一套滿足同類應(yīng)用的許多用戶所需要的軟件。如Microsoft公司生產(chǎn)的Office 2003應(yīng)用軟件包，包含Word 2

51、003（字處理）、Excel 2003（電子表格）、PowerPoint 2003（幻燈片）等，是實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化的很好的應(yīng)用軟件包。 系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件之間并不存在明顯的界限。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種各樣的應(yīng)用軟件中有了許多共同的東西，把這些共同的部分抽取出來(lái)，形成一個(gè)通用軟件，它就逐漸成為系統(tǒng)軟件了。 1.3 微機(jī)的接口 1.3.1 微機(jī)接口概述 接口是CPU與I/O設(shè)備的橋梁，它在CPU與I/O設(shè)備之間起著信息轉(zhuǎn)換和匹配的作用。也就是說(shuō)，接口電路是處理CPU與外部設(shè)備之間數(shù)據(jù)交換的緩沖器，接口電路通過(guò)總線與CPU相連。由于CPU同外部設(shè)備的工作方式、工作速度、信號(hào)類型等都不相

52、同，必須通過(guò)接口電路的變換作用，使兩者匹配起來(lái)。 1．接口的作用 接口就是微處理器與外部設(shè)備的連接部件（電路），它是CPU與外部設(shè)備進(jìn)行信息交換的中轉(zhuǎn)站。例如，原始數(shù)據(jù)或源程序要通過(guò)接口從輸入設(shè)備進(jìn)入微機(jī)，而運(yùn)算結(jié)果要通過(guò)接口向輸出設(shè)備送出去，控制命令也是通過(guò)接口發(fā)出去的，這些來(lái)往的信息都是通過(guò)接口進(jìn)行交換與傳遞。用戶從鍵盤輸入的信息只有通過(guò)計(jì)算機(jī)的處理才能在顯示器、打印機(jī)中顯示或打印。只有通過(guò)接口電路，軟磁盤和硬盤才可以極大地?cái)U(kuò)充計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)空間。 接口電路的作用，就是計(jì)算機(jī)以外的信息轉(zhuǎn)換成與計(jì)算機(jī)匹配的信息，使計(jì)算機(jī)能夠有效地傳遞和處理。 由于計(jì)算機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，要求與計(jì)算機(jī)接

53、口的外圍設(shè)備越來(lái)越多，信息的類型也越來(lái)越復(fù)雜。微機(jī)接口本身已不是一些邏輯電路的簡(jiǎn)單組合，而是采用硬件與軟件相結(jié)合的方法，因而接口技術(shù)是硬件和軟件的綜合技術(shù)。 2．總線 總線是連接計(jì)算機(jī)CPU、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器、各種輸入/輸出設(shè)備的一組物理信號(hào)線及其相關(guān)的控制電路，它是計(jì)算機(jī)中傳輸各部件信息的公共通道。 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)大都采用總線結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是采用一組公共的信號(hào)線作為微機(jī)各部件之間的通信線。 各類外部設(shè)備和存儲(chǔ)器，都是通過(guò)各自的接口電路連接到微機(jī)系統(tǒng)總線上的。因此，用戶可以根據(jù)自己的需要，選用不同類型的外部設(shè)備配置相應(yīng)的接口電路，把它們連接到系統(tǒng)總線上，從而構(gòu)成不同用途、不同

54、規(guī)模的系統(tǒng)。 微機(jī)系統(tǒng)的總線大致可分為如下幾種。 （1）地址總線（Address Bus） 地址總線（AB）是微機(jī)用來(lái)傳送地址的信號(hào)線。地址總線的數(shù)目決定了直接尋址的范圍，例如16根地址線，可以構(gòu)成216=65536個(gè)地址，可直接尋址64KB地址空間，24根地址線可直尋址16MB地址空間。 （2）數(shù)據(jù)總線（Data Bus） 數(shù)據(jù)總線（DB）是微機(jī)用來(lái)傳送數(shù)據(jù)和代碼的總線，一般為雙向信號(hào)線，可以進(jìn)行兩個(gè)方向的數(shù)據(jù)傳送。 數(shù)據(jù)總線可以從CPU送到內(nèi)存或其他部件，也可以從內(nèi)存或其他部件送到CPU。通常，數(shù)據(jù)總線的位數(shù)與微機(jī)的字長(zhǎng)相等。例如，32位的CPU芯片，其數(shù)據(jù)總線也是32位。

55、（3）控制總線（Control Bus） 控制總線（CB）用來(lái)傳送控制器發(fā)出的各種控制信號(hào)。其中包括用來(lái)實(shí)現(xiàn)命令、狀態(tài)傳送、中斷請(qǐng)求、直接對(duì)存儲(chǔ)器存取的控制，以及提供系統(tǒng)使用的時(shí)鐘和復(fù)位信號(hào)等。 當(dāng)前微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)普遍采用總線結(jié)構(gòu)的連接方式，各部分都以同一形式排在總線上，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于擴(kuò)充。微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)如圖1-8所示。 圖1-8 微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu) 1.3.2 標(biāo)準(zhǔn)接口 微機(jī)中一般提供的接口有標(biāo)準(zhǔn)接口和擴(kuò)展槽接口。標(biāo)準(zhǔn)接口操作系統(tǒng)一般都認(rèn)識(shí)，插上有關(guān)的外部設(shè)備，馬上可以使用，真正做到“即插即用”。在微機(jī)中標(biāo)準(zhǔn)接口一般有：鍵盤與顯示器接口，并行接口，兩個(gè)串行COM1、

56、COM2端口，TS/2接口和USB接口等。 1．鍵盤與顯示器接口 在微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，鍵盤和顯示器是必不可少的輸入/輸出設(shè)備。微機(jī)主板上提供鍵盤與顯示器的標(biāo)準(zhǔn)接口。 2．并行接口 由于現(xiàn)在常用的微機(jī)系統(tǒng)均以并行方式處理數(shù)據(jù)，所以并行接口也是最常用的接口電路。將一個(gè)字符的n個(gè)數(shù)位用n條線同時(shí)傳輸?shù)臋C(jī)制稱為并行通信。例如一次同時(shí)傳送8位、16位或32位，實(shí)現(xiàn)并行通信的接口就是并行接口。在實(shí)際應(yīng)用中，凡在CPU與外設(shè)之間需要兩位以上信息傳送時(shí)，就要采用并行口。例如，打印機(jī)接口、A/D（Analog To Digit）、D/A（Digit To Analog）轉(zhuǎn)換器接口、開(kāi)關(guān)量接口、控制設(shè)備接

57、口等都是并行接口。 并行接口具有傳輸速度快、效率高等優(yōu)點(diǎn)，適合于數(shù)據(jù)傳輸率要求較高而傳輸距離較近的場(chǎng)合。 3．串行接口 許多I/O設(shè)備與CPU交換信息，或計(jì)算機(jī)與計(jì)算機(jī)之間交換信息，是通過(guò)一對(duì)導(dǎo)線或通信通道來(lái)傳送信息的。這時(shí)，每一次只傳送一位信息，每一位都占據(jù)一個(gè)規(guī)定長(zhǎng)度的時(shí)間間隔，這時(shí)數(shù)據(jù)一位一位按順序傳送的通信方式稱為串行通信，實(shí)現(xiàn)串行通信的接口就是串行接口。 與并行通信相比，串行通信具有傳輸線少、成本低的特點(diǎn)，特別適合于遠(yuǎn)距離傳送，其缺點(diǎn)是速度慢，若并行傳送n位數(shù)據(jù)需要時(shí)間t，則串行傳送需要的時(shí)間至少為nt。 串行通信之所以被廣泛采用，其中一個(gè)主要原因是可以使用現(xiàn)有的電話網(wǎng)進(jìn)行

58、信息傳送，即主要增加調(diào)制解調(diào)器，遠(yuǎn)程通信就可以在電話線上進(jìn)行。這不但降低了通信成本，而且免除了架設(shè)線路維護(hù)的繁雜工作。 微機(jī)主板上提供了COM1和COM2兩個(gè)現(xiàn)成的串行口。早期的鼠標(biāo)、終端就是連接在這種串行口上，而目前流行的PS/2鼠標(biāo)是連接在主板的PS/2接口上。 4．USB接口 通用串行總線（USB）是一種新型接口標(biāo)準(zhǔn)。隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的發(fā)展，外設(shè)越來(lái)越多，使得計(jì)算機(jī)本身所帶的接口不夠使用。USB可以簡(jiǎn)單地解決這一問(wèn)題，計(jì)算機(jī)只需通過(guò)一個(gè)USB接口，即可串接多種外設(shè)（如數(shù)碼相機(jī)、掃描儀等）。用戶現(xiàn)在經(jīng)常使用的優(yōu)盤（或稱閃盤）就是連接在USB接口上的。 1.3.3 擴(kuò)展槽接口 微機(jī)

59、中一般提供的接口有標(biāo)準(zhǔn)接口和擴(kuò)展槽接口。擴(kuò)展槽接口操作系統(tǒng)一般不認(rèn)識(shí)，需要安裝對(duì)應(yīng)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)程序。若是同一種外部設(shè)備，在不同的操作系統(tǒng)中有時(shí)需要安裝不同的驅(qū)動(dòng)程序，該外設(shè)才能正常工作。在微機(jī)中擴(kuò)展槽接口一般有：顯示卡、聲卡、網(wǎng)卡、Modem卡、視頻卡、多功能卡等。 在主板上一般有多個(gè)擴(kuò)充插槽，用于插入各種接口板（也稱適配器）。適配器是為了驅(qū)動(dòng)某種外設(shè)而設(shè)計(jì)的控制電路。通常，適配器插在主板的擴(kuò)展槽內(nèi)，通過(guò)總線與CPU相連。適配器一般做成電路板的形式，所以又稱“插卡”、“擴(kuò)展卡”或“適配卡”。 l 顯示卡適配器（顯示卡）：顯示卡是用于與顯示器的連接，如VGA卡、SVGA卡、AGP卡等，還有Ge

60、tForce2和GetForce2 GTS顯示卡。 l 存儲(chǔ)器擴(kuò)充卡：存儲(chǔ)器擴(kuò)充卡是用于擴(kuò)充微機(jī)的存儲(chǔ)容量。 l 串行通信適配器：它是用于與計(jì)算機(jī)通信有關(guān)的設(shè)備的連接，如繪圖儀等。 l 多功能卡：為了簡(jiǎn)化系統(tǒng)接口，多功能卡是將多種功能的電路做在一塊電路板上的復(fù)合插卡。多功能卡的品種很多，現(xiàn)在PC機(jī)上流行的多功能卡可以將軟盤適配器電路，硬盤適配器電路，并行打印口，串行通信口COM1、COM2，以及游戲口這五大電路集成為一個(gè)接口，稱為“超級(jí)多功能卡”。 l 其他卡：例如聲卡、Modem卡、網(wǎng)卡、視頻卡等。 1.3.4 計(jì)算機(jī)外設(shè)簡(jiǎn)介 1．鍵盤 鍵盤是計(jì)算機(jī)最常用的輸入設(shè)備之一。其作

61、用是向計(jì)算機(jī)輸入命令、數(shù)據(jù)和程序。它由一組按陣列方式排列在一起的按鍵開(kāi)關(guān)組成，按下一個(gè)鍵，相當(dāng)于接通一個(gè)開(kāi)關(guān)電路，把該鍵的位置碼通過(guò)接口電路送入計(jì)算機(jī)。 鍵盤根據(jù)按鍵的觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)分為機(jī)械觸點(diǎn)式鍵盤、電容式鍵盤和薄膜式鍵盤幾種。鍵盤由導(dǎo)電橡膠和電路板的觸點(diǎn)組成。 機(jī)械鍵盤的工作原理是：按鍵按下時(shí)，導(dǎo)電橡膠與觸點(diǎn)接觸，開(kāi)關(guān)接通；當(dāng)松開(kāi)按鍵時(shí)，導(dǎo)電橡膠與觸點(diǎn)分開(kāi)，開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。 目前，微機(jī)上使用的鍵盤都是標(biāo)準(zhǔn)鍵盤（101鍵、103鍵等），鍵盤分為4個(gè)區(qū)：功能鍵區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)打字鍵區(qū)、數(shù)字鍵區(qū)和編輯鍵區(qū)，如圖1-9所示。 圖1-9 101鍵盤 鍵盤上各鍵符號(hào)及其組合所產(chǎn)生的字符和功能在不同的操作系

62、統(tǒng)和軟件支持下有所不同。在主鍵盤和小鍵盤上，大部分鍵面上，上下標(biāo)有兩個(gè)字符，這兩個(gè)字符分別稱為該鍵的上檔符和下檔符。主鍵盤第四排左右側(cè)各有一個(gè)稱為換檔符的Shift鍵（或箭頭符號(hào)），用來(lái)控制上檔符與下檔符的輸入。在按下Shift鍵不放的同時(shí)按下有上檔符的某鍵時(shí)，則輸入的是該鍵的上檔符，否則輸入的是該鍵的下檔符。字母的大小寫亦可由Shift鍵控制，例如單按字母鍵A則輸入小寫字母a，同時(shí)按下Shift鍵和A鍵則輸入的是大寫字母A。小鍵盤上下檔鍵由NumLock鍵控制。下面列出幾個(gè)常用鍵的功能： l ←（Backspace）——退格鍵，光標(biāo)退回一格，即光標(biāo)左移一個(gè)字符的位置，同時(shí)刪除原光標(biāo)左邊位置

63、上的字符，用于刪除當(dāng)前行中剛輸入的字符。 l Enter——回車鍵，不論光標(biāo)處在當(dāng)前行中什么位置，按此鍵后光標(biāo)將移至下行行首。也表示結(jié)束一個(gè)數(shù)據(jù)或命令的輸入。 l Space——空格鍵，它位于鍵盤中下方的長(zhǎng)條鍵，按下此鍵輸入一個(gè)空格，光標(biāo)右移一個(gè)字符的位置。 l Ctrl——控制鍵，用于與其他鍵組合成各種復(fù)合控制鍵。 l Alt——交替換檔鍵，用于與其他鍵組合成特殊功能鍵或控制鍵。 l Esc——強(qiáng)行退出鍵，按此鍵可強(qiáng)行退出程序。 l Print Screen——屏幕復(fù)制鍵，在Windows系統(tǒng)下按此鍵可以將當(dāng)前屏幕內(nèi)容復(fù)制到剪貼板。 2．鼠標(biāo) 鼠標(biāo)是一種輸入設(shè)備。由于它使用方

64、便，幾乎取得了和鍵盤同等重要的地位。常見(jiàn)的鼠標(biāo)有機(jī)械式和光電式兩種。機(jī)械式鼠標(biāo)底部有一個(gè)小球，當(dāng)手持鼠標(biāo)在桌面上移動(dòng)時(shí)，小球也相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)檢測(cè)小球在兩個(gè)垂直的方向上移動(dòng)的距離，并將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字量送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。光電式鼠標(biāo)的底部裝有光電管，當(dāng)手持鼠標(biāo)在特定的反射板上移動(dòng)時(shí)，光源發(fā)出的光經(jīng)反射板反射后被鼠標(biāo)接收為移動(dòng)信號(hào)，并送入計(jì)算機(jī)，從而控制屏幕光標(biāo)的移動(dòng)。機(jī)械式鼠標(biāo)的移動(dòng)精度一般不如光電式。根據(jù)鼠標(biāo)的工作原理，鼠標(biāo)分為機(jī)械鼠標(biāo)、光電鼠標(biāo)、光學(xué)機(jī)械鼠標(biāo)、軌跡球和無(wú)線鼠標(biāo)等。鼠標(biāo)有3個(gè)按鍵或兩個(gè)按鍵，各按鍵的功能可以由所使用的軟件來(lái)定義，在不同的軟件中使用鼠標(biāo)，其按鍵的作用可能不相同。一般情

65、況下最左邊的按鍵定義為拾取。使用鼠標(biāo)時(shí)，通常是先移動(dòng)鼠標(biāo)，使屏幕上的光標(biāo)固定在某一位置上，然后再通過(guò)鼠標(biāo)上的按鍵來(lái)確定所選項(xiàng)目或完成指定的功能。 3．打印機(jī) 打印機(jī)是各種計(jì)算機(jī)的主要輸出設(shè)備。它能將計(jì)算機(jī)的信息以單色和彩色字符、漢字、表格、圖像等形式打印在紙上。 打印機(jī)的種類很多，目前常見(jiàn)的有點(diǎn)陣擊打式和點(diǎn)陣非擊打式兩種。非擊打式又分為噴墨打印機(jī)和激光打印機(jī)。針式打印機(jī)由打印頭、字車機(jī)構(gòu)、色帶機(jī)構(gòu)、輸紙機(jī)構(gòu)和控制電路組成。打印頭由若干根鋼針構(gòu)成，通過(guò)它們擊打色帶，從而在同步旋轉(zhuǎn)的打印紙上打印出點(diǎn)陣字符。在漢字的輸入中一般用24針打印機(jī)。 噴墨式打印機(jī)是通過(guò)向打印機(jī)的相應(yīng)位置噴射墨水點(diǎn)來(lái)

66、實(shí)現(xiàn)圖像和文字的輸出。其特點(diǎn)是噪聲低、速度快。激光打印機(jī)是利用電子成像技術(shù)進(jìn)行打印。當(dāng)調(diào)制激光束在硒鼓下沿軸向進(jìn)行掃描時(shí)，按點(diǎn)陣組字的原理，使鼓面感光，構(gòu)成負(fù)電荷陰影。當(dāng)鼓面經(jīng)過(guò)帶正電荷的墨粉時(shí)，感光部分就吸附上墨粉，然后將墨粉轉(zhuǎn)印到紙上，紙上的墨粉經(jīng)加熱熔化形成永久性的字符和圖形。它的特點(diǎn)是速度快、無(wú)噪聲、分辨率高。噴墨式打印機(jī)和激光打印機(jī)的輸出質(zhì)量都比較高。 4．掃描儀 掃描儀是計(jì)算機(jī)的圖像輸入設(shè)備。隨著性能的不斷提高和價(jià)格的大幅度降低，越來(lái)越多地使用于廣告設(shè)計(jì)、出版印刷、網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域。按感光模式分可分為滾筒式掃描儀（CIS）和平板掃描儀（CCD）。掃描儀是利用光學(xué)掃描原理從紙介質(zhì)上“讀出”照片、文字或圖形，把信息送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行分析處理。 平板式掃描儀的工作原理是：將原圖放置在一塊很干凈的有機(jī)玻璃平板上，原圖不動(dòng)，而光源系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)水平移動(dòng)，發(fā)射出的光線照射在原圖上，以反射或透射后，由接收系統(tǒng)接收并生成模擬信號(hào)，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)后，直接傳送至計(jì)算機(jī)，由后者進(jìn)行相應(yīng)的處理，完成掃描過(guò)程。 5．?dāng)?shù)碼相機(jī) 數(shù)碼相機(jī)是一種能夠進(jìn)行拍攝，并通過(guò)內(nèi)部處