第2章 微型计算机系统的组成2012.doc

1、 1第 2 章 微型计算机系统的组成（15-20%）2.1 计算机系统概述2.1.1 计算机系统的基本组成目前计算机的基本体系结构和基本作用机制仍然沿袭着冯诺伊曼的最初构思和设计，我们把这种计算机统称为冯氏机(Von Neumann Computer)：（ 1） 把 计 算 机 要 执 行 的 指 令 和 要 处 理 的 数 据 都 采 用 二 进 制 表 示 （ 2） 把 要 执 行 的 指 令 和 要 处 理 的 数 据 按 照 顺 序 编 成 程 序 存 储 到 计 算 机 内 部 让 它 自 动执 行 。 存 储 程 序 控 制 原 理 是 现 代 计 算 机 运 行 的 基 本 基

2、础 。按照冯诺伊曼的计算机设计原理，一个完整的计算机系统总的来说包括硬件系统及软件系统两部分，简称为硬件和软件。2.1.2 计算机的硬件系统计算机的硬件系统从表面上是由哪些看得见，摸得着的东西，如显示器、键盘、鼠标、机箱等。从理论上来看，计算机是由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备等五个基本部分组成。通常把没有软件的计算机称为“裸机” 。 计算机的硬件组成示意图如图所示。从图中我们可以看出计算机五个组成部分的工作过程：数据和程序在控制器的指挥下，由输入设备送入存储器；运算器运算时，从存储器取数据，运算完毕再将结果存入存储器或者传送到输出设备输出；从存储器中取出的指令由控制器根据指令的要

3、求发出控制信号控制其他部件协调工作。计算机各部件之间是用总线（BUS）连接。总线是传送数据，指令及控制信息的公共传输通道。总线由三部分组成：地址总线（AB 总线） ，数据总线（DB 总线） ，控制总线(CB 总线 )。运算器（ALU ）是对信息进行加工和处理（主要是算术和逻辑运算）的部件。运算器是由能进行简单算术运算（如加、减等）和逻辑运算（如与、或、非运算等）的运算部件及若干用来暂时寄存少量数据的寄存器、累加器等组成。运算器输入命令存数程 序控制器输入设备 输出设备存储器原始数据运行结果存取命令 输出命令取数指 令计算机硬件组成原理2控制器（Controller）是计算机的神经中枢和指挥中心

4、。它要根据用户通过程序所下达的加工处理任务，按时间的先后顺序，负责向其他各部件发出控制信号，并保证各部件协调一致地工作。它主要由指令寄存器、译码器、程序计数器、操作控制器等组成。控制器从存储器取出指令，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。需要指出的是，运算器和控制器是集成在一块物理芯片上，一般称为中央处理单元（Central Processing Unit） ，简称 CPU。CPU 是计算机的核心部件。存储器(Memory)是计算机中具有记忆功能的部件，它的职能是存储程序和数据，并能根据指令来完成数据的存取。经计算机初步加工后的中间信息和最后处理的

5、结果信息都记忆或存储在存储器中。除这些信息外，还存放着如何对输入的数据信息进行加工处理的一系列指令所构成的程序。根据存储数据的介质不同，存储器可分为内存储器(Main Memory)和外存储器(Auxiliary Memory)两大类。内存储器简称内存，也称主存储器。内存一般容量较小，但存取速度快。内存又包括只读存储器(ROM) 、随机存储器(RAM) 和高速缓存(Cache) 。凡要执行的程序和参加运算的数据都必须先调入内存（RAM 和 Cache） 。外存储器简称外存，也称辅助存储器。外存容量大，但存取速度较慢，常用的外存有磁盘、磁带、光盘等。它用来存放暂时不用的而又需长期保存的数据，需要

6、时可调入内存使用。计算机的输入（input）可以包括键入、提交和传送给计算机的任何数据。输入者可以是人，环境或另一台计算机。计算机可输入的数据类型包括文档中的字、符号，用于计算的数字、图像，来自于自动调温器的温度，由麦克风输入的声音信号和计算机的指令等等。由于信息的载体不同，所需信息的转换并输入给计算机的设备也不同，可供使用的输入设备很多，如键盘、鼠标器、扫描仪、磁盘机等。输出（output）指的是计算机产生的结果。计算机的输出包括报表、文档、音乐、图表和图像等。输出设备用于显示、打印和传输处理的结果，对于不同的信息由计算机输出的设备也不尽相同，常见的输出设备有很多，如显示器、打印机、音箱、绘

7、图仪等。习题1、计算机硬件的五大基本构件包括：运算器、存储器、输入设备、输出设备和_ A）显示器 B）控制器 C）磁盘驱动器 D）鼠标器2、计算机最主要的工作特点是_。 A)存储程序与自动控制 B)高速度与高精度 C)可靠性与可用性 D)有记忆能力3. 存储器通常分为_和_。4. 一个完整的计算机系统由_和_两部分组成。5、_和_集成在一块芯片上，称为微处理器（CPU） 。6、一个完整的计算机系统应当包括（ ） 。A、主机与外设 B、硬件与软件 C、主机键盘与显示器 D、硬件系统7、构成计算机的物理实体称为（ ） 。A、计算机系统 B、计算机硬件 C、计算机软件 D、计算机程序8、计算机是一种

8、 的自动电子设备。9基于冯诺依曼思想而设计的计算机硬件由运算器 、 、 和输出设备等 5 部分组成。10CPU 的中文含义是 ( )A主机 B. 中央处理器 C. 运算器 D. 控制器311、计算机硬件系统采用的是冯诺依曼结构，即由 组成。A显示器和主机 B显示器、主机、键盘和鼠标C运算器、控制器、存储器、输出设备和输入设备 D显示器和 CPU12、从硬件体系结构来看，计算机硬件系统采用的经典的计算机结构是_ _。13、请图示计算机硬件的体系结构。15、存储器通常分为_和_。 （2010考题）16、计算机硬件的五大基本构件包括：运算器、存储器、输入设备、输出设备和_。（2010考题）17、总线

9、由三部分组成：地址总线、 【23 】和【24 】 。(2011)18、简述计算机硬件的体系结构（图示）？(2011)答案：1.B 2.A 3. 外存、内存 4. 硬件、软件 5. 运算器、控制器 6.B 7.B 8. 由存储程序自动控制 9.控制器、存储器、输入设备 10.B 11.C 12. 冯诺依曼结构2.1.3 计算机的软件系统软件是计算机的灵魂。没有安装软件的计算机称为“裸机”，无法完成任何工作。硬件为软件提供运行平台。软件和硬件相互关联，两者之间可以相互转化，互为补充。计算机的软件分成系统软件和应用软件两大类。1系统软件系统软件是向用户提供的一系列程序和文档资料的统称。它面向计算机的

10、硬件，与计算机的硬件结构、逻辑功能有密切关系。它的主要功能是对整个计算机系统进行调度、管理、监视及服务等。系统软件分为操作系统、语言处理程序、系统管理与服务软件等。（1）操作系统操作系统是控制和管理计算机软硬件资源，以尽量合理有效的方法组织多个用户共享多种资源的程序集合。它是计算机系统中最基本的系统软件，是用户和计算机硬件之间的接口。操作系统的主要功能有：处理机管理、存储器管理、设备管理、文件管理和用户接口管理。操作系统的主要特征为：并发性、共享性、不确定性、虚拟性。常用的操作系统有：MS-DOS、 Windows 95、 Windows98 、 Windows2000、UNIX、Linux

11、等。（2）语言处理程序4高级语言源程序解释程序 可执行程序高级语言解释过程程序就是一系列的操作步骤，计算机程序就是由人事先规定的计算机完成某项工作的操作步骤。每一步骤的具体内容由计算机能够理解的指令来描述，这些指令告诉计算机“做什么”和“怎样做”。 编写计算机程序所使用的语言称为程序设计语言。机器语言计算机最早的语言处理程序是机器语言，它是计算机能直接识别的语言，而且速度快。机器语言是用二进制代码来编写计算机程序，因此又称二进制语言。例如用机器语言来表示“8+4”这个算式，是一串二进制码“00001000 00000100 00000100”。机器语言书写困难、记忆复杂，一般很难掌握。汇编语言

12、由于机器语言的缺陷，人们开始用助记符编写程序，用一些符号代替机器指令所产生的语言称为汇编语言。但是用汇编语言编写的源程序不能被计算机直接识别 ，必须使用某种特殊的软件将用汇编语言写的源程序翻译和连接成能被计算机直接识别的二进制代码。其示意图如图所示。汇编语言虽然采用了助记符来编写程序，比机器语言简单，但是汇编语言仍属于低级语言，它与计算机的体系结构有关，在编写程序前要花费相当多的时间和精力去熟悉机器的结构。因此工作量大、繁琐，而且程序可移植性差。高级语言为了克服机器语言和汇编语言的缺陷，使普通人都能使用计算机语言来编写程序，人们开始研究一种既接近自然语言又简单易懂的语言。经过长时间的实践，产生

13、了我们今天的高级语言。如 Pascal、Basic、Visual Basic、 C、C+、Visual C+、Java 等。与汇编语言一样，计算机也不能识别用高级语言编写的源程序，它也必须用某种特殊的软件将用高级语言写的源程序翻译和连接成能被计算机直接识别的二进制代码。高级语言的翻译程序有两种工作方式：解释方式和编译方式。解释方式的翻译工作由“解释程序”来完成，它对源程序的语句解释一条，执行一条，不产生目标程序。其示意图如图所示。这种方式程序执行速度，而且可以随时发现和修改源程序在解释过程中出现的问题，非常适初学者使用。常用的解释语言有 BASIC，PHP 等。编译方式的翻译工作由“编译程序”

14、来完成，它是先将整个源程序都转换成二进制代码，生成目标程序，然后把目标程序连接成可执行的程序。其示意图如图 1-11 所示使用编译语言程序将整个源程序编译连接可执行的文件，这种方式效率高、可靠性高、可以移植性好。不过当源程序修改后，必需重新编译。常用的编译型语言有C，FORTRAN，PASCAL 等。（3）系统管理与服务软件汇编源程序 目标程序翻译程序 连接程序 可执行程序汇编源程序翻译连接过程高级语言源程序 目标程序编译程序 连接程序 可执行程序高级语言编译过程5系统管理与服务软件包括数据库管理系统、实用工具服务软件等。数据库和数据管理软件一起组成数据库管理系统。实用工具服务软件是由诊断软件

15、、调试开发工具、文件管理专用工具、网络服务程序等组成。2应用软件应用软件是用户为了解决各自的应用领域里的具体任务而编写的各种应用程序和有关文档资料的统称。这类软件能解决特定问题。应用软件与系统软件的关系是：系统软件为应用软件提供基础和平台，没有系统软件应软件是无源之本，反过来应用软件又为系统服务。常用的应用软件有以下几类：（1）字处理软件 （2）电子制表软件（3）计算机辅助设计软件 （4）图形软件（5）教育软件 （6）电子游戏软件图 1-12 系统软件与应用软件关系习题：1. 所谓“裸机”是指【 】 。 A) 单片机 B) 单板机 C) 不装备任何软件的计算机 D) 只装备操作系统的计算机 2

16、、Office 软件是 _A_ 。A应用软件 B系统软件 C计算软件 D绘图软件3、计算机软件系统包括（ ） 。A）系统软件和应用软件 B）编译系统和应用系统 C）数据库管理系统和数据库 D）程序、相应的数据和文档4、下列四种软件中属于应用软件的是_。A、财务管理系统 B、DOSC、Windows98 D、Windows20005、计算机能够直接执行的计算机语言是_。 A）汇编语言 B）机器语言 C）高级语言 D 自然语言用户应用软件实用系统软件操作系统硬件66. 系统软件中的核心软件是【 】 。 A) 操作系统 B) 语言处理程序 C) 工具软件 D) 数据库管理系统 7. 操作系统的作用是

17、【 】 。 A) 软硬件的接口 B) 行编码转换 C) 把源程序翻译成机器语言程序 D) 控制和管理系统资源的使用 8. 用 BASIC 语言编写的程序要通过_翻译成机器语言程序后才能被计算机执行。9. 把高级语言编写的源程序转换成机器语言的目标程序的软件称为【 】 。 A) 汇编程序 B) 源程序 C) 数据库应用系统 D) 编译程序 10. 下面属于高级语言的是【 】 。 A) 汇编、 C、PASCAL B) 汇编、FORTRAN、C C) BASIC、PASCAL、C D) BASIC、FORTRAN、机器语言 11. 系统软件包括操作系统、_、数据库管理系统、一些实用程序。12. 高级

18、语言程序要成为计算机能执行的程序，必须通过的两个步骤【 】 。 A) 编译、连接 B) 编辑、调试 C) 生成文件、排错 D) 翻译、调入内存13、计算机系统中，最贴近硬件的系统软件是_A）语言处理程序 B）数据库管理系统C）服务性程序 D）操作系统14、计算机能够直接执行的程序语言是_ 。 （2010考题）15、下面属于高级语言的是【 】 。 A、L BASIC、PASCAL、C B、汇编、FORTRAN、C C、汇编、C、PASCA D、BASIC、FORTRAN、机器语言答案：1.C 2.A 3.A 4.A 5.B 6.A 7.A 8. 解释程序 9.D 10.C 11. 语言处理程序

19、11.A 12 A 13.D72.1.4 计算机的工作原理计算机是在硬件系统与软件系统相互合作下才能工作。计算机要完成某项任务，是通过在存储器中取出程序并执行程序来实现的，而程序实质上是由一个一个的指令序列组成。因此，计算机的工作过程就是取指令，执行指令的不断循环的过程。1. 计算机指令系统指令是能被计算机直接识别并执行的二进制代码，每个一个指令规定计算机执行一个基本操作。在微机的指令系统中，一条指令由两部分组成，第 1 个字节是操作码：规定计算机要执行的基本操作，如加、减、乘、除、传送、移位、比较等。第 2 个字节是操作数：用来指定操作的对象，其内容可以是操作数本身，也可以是操作数的地址。一

20、种计算机所能识别的一组不同指令的集合，称为该种计算机的指令集合或指令系统。计算机执行程序就是执行一串指令序列，通过指令序列完成一个完整的工作任务。不同类型的计算机指令系统的指令数不一定相同。但所有的计算机指令系统应具有这些功能指令类型：(1)数据传送指令。 (2)算术、逻辑运算指令。(3) 程序控制指令(4)输入、输出指令(5)状态管理指令。 （6）其它指令等。2. 计算机的工作过程计算机在任何一个时刻中能进行一种操作。为了完成某种工作任务，需要把任务分解成若分个基本操作，确定完成工作任务的基本操作的先后顺序，然后用计算机可以识别的指令来编排完成工作任务的操作顺序。计算机按照事先设计好的操作步

21、骤，每一步操作都是由特定的指令完成，一步一步的地进行，从而完成一个完整的工作任务。归纳起来，计算机指令的执行过程分为四个阶段：(1) 取指令。(2) 分析指令。(3) 执行指令。(4) 一条指令执行完成，程序执行的指针指到下一条指令，然后取第二条指令。是一个循环的过程。其示意如图 1-13 所示。习题1、简述计算机的基本工作原理。(见红色字)分为四个阶段：(1) 取指令。(2) 分析指令。(3) 执行指令。(4) 一条指令执行完成，程序执1、 简述计算机的基本工作原理。 （2010 考题）操作码 操作数取指令 分析指令 执行指令 取下一指令计算机工作过程82.1.5 微型计算机硬件系统微机计算

22、机硬件系统结构相对简单，通常是由内部设备和外部设备组成。这些设备主要包括下列部件：1主板主板是是一切部件的基础，它将 CPU、内存及外部设备连成一体的桥梁，是一块四层或六层的电路板。1.3.5 微型计算机硬件系统微机计算机硬件系统结构相对简单，通常是由内部设备和外部设备组成。这些设备主要包括下列部件：1主板主板是是一切部件的基础，它将 CPU、内存及外部设备连成一体的桥梁，是一块四层或六层的电路板。主板上提供了各种设备的接口或插槽，主要包括： CPU 插槽、PCI 插、槽、PCIe 插槽、串口插槽、内存插槽、声卡芯片、网卡芯片、南桥芯片、北桥芯片、I/O 接口、电源接口、BIOS 芯片和 CM

23、OS 电池等。3.2 主 板 的 组 成 结 构主 板 的 组 成 结 构9由南桥芯片和北桥芯片组成的芯片组，决定了主板的性能和主板所支持的其它设备的类型。南桥芯片管理 IDE、PCI 总线与硬件监控等低速设备，北桥芯片管理 CPU、AGP 总线、PCIe 以及内存间的数据交流等高速设备。目前，中低档主板的芯片组主要是采用 Intell 的ICH5 芯片组和 ICH6 芯片组, 中高档主板的芯片组主要是采用 Intell 的 ICH7 芯片组和ICH8 芯片组。当然也有些主板采用 VIA 和 SIS 芯片组。2CPUCPU（中央处理单元）是微机的核心部件，它是决定微机性能的关键部件。20 世纪

24、 70年代微型机的 CPU 问世，微型计算机的核心部件微处理器从 Intel 4004，80286，80386，80486 发展到 Pentium II/Ill 和 Pentium 4，数位从 4 位、8 位、16位、32 位发展到 64 位，主频从几 MHZ 到今天的数 GHZ 以上（1GHZ1000MHZ） ，CPU 芯片里集成的晶体管数由 2 万个跃升到 1000 万个以上。CPU 的发展和技术的进展直接推动了微型计算机的发展，也是微机各个发展阶段的主要标志。从原理上看，CPU 的内部结构分 控制单元、逻辑单元、存储单元 三部分。从组成器件上看, CPU 的内部是由成千上万个晶体管组成，

25、晶体管实质上就是一双位开关：即“开” 和“关”。 图 1-15 所示的是几种常见的 CPU。CPU 的主要性能指标包括时主频、字长、高速缓存容量、指令集合和动态处理技术、制造工艺、封装方式和工作电压等。主频是指 CPU 的工作时钟频率，是 CPU 内核电路的实际运行频率。一般说主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数也越多，速度也越快。主频的单位为兆赫兹（MHz）和吉赫兹（GHz） 。我们通常所说的 28GHz，3.0GHz 就是指 CPU 的主频。字长（word size）指的是微处理器能够同时处理的位的个数。字长的大小取决于 ALU中寄存器的容量和连接着这些寄存器的电路性能。例如，8 位字长

26、的微处理器有 8 位的寄存器，每次能处理 8 位的数据，因此被称为“8 位处理器” 。有更大字长的处理器能够在每个处理器周期内处理更大的数据，因此字长越长计算机性能越好。目前的个人计算机通常都带有 32 位或 64 位的处理器。高速缓存（cache）有时也称为“RAM 缓存”或“缓冲存储器 ”。它是一种具有很高速度的特殊内部存储器，与安装在主板上其他位置的内存相比，它能够使微处理器更快的获得数据。一些计算机广告中对缓存的类型和容量进行了详细说明。缓存分为两个等级：早期的一级缓存（Level 1 cache, L1）被安装在处理器芯片内部，而二级缓存（Level 2 cache, L2）则存在于

27、另一个芯片中，需要处理器花长一点时间才能获得数据。现在的一、二级都安装在处理器芯片内部，缓存的容量通常用 KB 来描述。理论上讲，缓存容量越大处理速度就越快。然而，在目前的计算机中，缓存的容量通常与某种处理器的型号密切相关。对于用户来说，是否知道缓存容量并不重要，因为缓存是不能被配置的。例如，不更换微处理器，你就不可能给你的计算机添加更大的一级缓存。3存储器10存储器是计算机存储数据和运行程序的部件。按照用途的不同分为主存储器和辅助存储器，主存储器也称为内存，辅助存储器也称为外存。内存安装在主板上，可以与 CPU直交换信息。外存也必须与主板连接，但不能和 CPU 直接交换信息。（1）内存储器内

28、存储器是由 RAM（Random Access Memory）和 ROM（ Rdad-Only Memory）组成。RAMRAM 也称为可读写存储器或随机存储器，它是一块能够暂时存储数据、应用程序指令和操作系统的固定区域。在个人计算机中，RAM 通常由几块芯片或几个小电路板组成，一般都插在计算机系统单元中的主板上。RAM 特点是容量小，存储速度快，断电后数据会消失。RAM 把数据保存在电路中，而硬盘存储器把数据保存到磁性介质上；RAM 是暂时性存储器，如果计算机被关机，或是电源断电的话，所有存储在 RAM 中的数据都会立刻并永远地消失，而硬盘保存数据更长久一些。此外，RAM 在存储容量通常比硬

29、盘的要小。RAM 的容量通常以 MB 或是 GB 为单位。目前的个人计算机通常都带有 128MB 至 2GB的 RAM。计算机所需 RAM 的容量取决于所用的软件。按照惯例，软件的外包装上都标有所需 RAM 的容量。许多计算机广告都提供了关于 RAM 的这三方面的信息，但是消费者们必须费力读懂其中的首字母缩拼词或技术术语，才能弄清楚意思，如“1GB 8 ns RDRAM（max.2GB ） ”。RAM 的速度常常以纳秒来表示。一纳秒（nanosecond, ns）是一秒的十亿分之一。就RAM 的速度而言，较小的数字更好一些，因为它意味着 RAM 电路能够更快地更新其中存储的数据。例如，8 ns

30、 的 RA10 ns 的 RAM 速度更快。现在来说明一台计算机广告中“1GB 8 ns RDRAM（max.2GB） ”的意思：该计算机的RAM 容量为 1GB，它以 8ns 的速度运行，它使用 RDRAM（比 SDRAM 快一些，但价格更高） ，这台计算机能够安装的 RAM 的最大容量为 2GB。ROMROM 也称只读存储器，是一种用于存储计算机的开机例行程序的内存电路。它被安装在一块插在主板上的独立的集成电路中通常具有很大的、毛虫状 DIP 封装。ROM存储的数据是长久的、不易丢失的。ROM 电路存储着“被固化了的”指令。这些指令是电路的永久的组成部分，即使在计算机断电时，它们也保存在原

31、位而不会丢失。ROM 里的这些指令是长久性的，改变指令的惟一方法就是把 ROM 芯片换掉。计算机里有了 RAM，为什么还需要 ROM？当打开计算机时，微处理器有了供电就开始准备执行指令。但是，在电源被切断时 RAM 是空的，其中不能保存任何用于让微处理器执行的指令。此时，ROM 就起作用了，ROM 中存储着一套称为基本输入/输出系统（BIOS）的指令集合。这些指令告诉计算机如何读写硬盘，如何在硬盘上找到操作系统并把它装载到 RAM 中，一旦操作系统被装入，计算机就能输入，就能显示输出、运行软件11和存取数据了。（2）外存储器外存储器主要有：硬盘、可移动硬盘、软盘、光盘、磁带等。硬盘硬盘是存储用

32、户数据的主要设备。硬盘的存储速度相对内存要慢，但是外存器中，是存储速度较快的设备。硬盘的主要特点是存储速快，容量大。目前的硬盘容量在60GB200GB。硬盘的类型按盘径尺寸分有：5.25、3.5、2.5、1.8 英寸四种；按接口类型分：硬盘有IDE、SATA（串口） 、SCSI 三种 。目前市场上主流的微机硬盘是 3.5 英寸的 IDE、SATA硬盘。数据是存储在硬盘的盘片上，盘片是由柱面、扇区和磁道构成。磁道：每个盘片的每一面都要划分成若干形如同心圆的磁道，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，最内层是第 n 道。柱面：一个硬盘由几个盘片组成，每个盘片又有两个盘面，每个盘

33、面都有相同数目的磁道。所有盘面上相同半径的磁道组合在一起，叫做一个柱面。扇区：为了存取数据的方便，每个磁道又分为许多称之为扇区的小区段。每个磁道（不管是里圈还是外圈）上的扇区数是一样的，每个磁道记录的数据也是一样多。所以内圈磁道上的记录密度要大于外圈磁道上的记录密度。例如，3.5 英寸软盘有 80 个磁道，每道分 18 个扇区，每扇区可存 512 个字节，且磁盘正反面都可以存储数据，所以，软盘的容量是 512B18802=1.44MB。为了存取磁盘上的数据，系统最终要给出如下的地址格式：驱动器号.盘面号.柱面号.扇区号。影响硬盘的主要性能参数有：转速、缓存、平均寻道时间、数据传输率、连续无故障

34、时间(MTBF)、硬盘表面温度等。一般硬盘转速越快、缓存越大性能就越好，目前的硬盘的转速一般在 5400 转/秒-10000 转/秒；缓存在 512KB10MB。软盘、U 盘和可移动硬盘写保护孔12光盘存储器光盘有三种类型，即：只读型、一次性写入型和可擦写型。只读光盘（CD-ROM）：CD-ROM 上的内容在光盘生产时就已经确定，盘片一旦制成，其内容不可改变，只能读取。这种光盘的容量一盘为 650MB700MB。在计算机领域，CD-ROM 主要用于视频盘和数字化唱盘以及各种多媒体出版物。目前，各种软件也都是以此种光盘为介质来提供。一次写入型光盘(CD-R)：这种光盘买来时为空白盘，可以分一次或

35、几次对它写入数据，但写入的内容不可以修改而只能读，一般可用于资料的永久性保存，也可用于自制多媒体光盘或光盘拷贝。容量一盘为 650MB700MB可擦写光盘（CD-RW ）：这种光盘可以反得读写。它的容量在几百 MB 至几 GB。4显示卡显示卡是连接主板与显示器的部件，其输出口包含 15 个插孔或 24 插孔显示器的 D 形插头针相连。显卡的主要性能参数有：显存容量、分辨率、颜色数、刷新频率、总线速度、显示芯片等。一般来说，显卡的显存容量越大，分辨率越高，颜色数越多显卡性能越好。目前显卡采用的显示芯片主要有 Nvidia 公司的 TNT2、GF2、GF4，S3 公司的 Savage 系列，Mat

36、rox公司的 MGA 系列等。5声卡、网卡声卡是多媒体计算机的必不可少的部件。声卡不仅可以用来播放音乐，还可以将自已的创作编辑录制成数字音频。网卡是计算机连网的必备设备。目前大多数厂商把声卡与网卡集成在主板。6输出设备13计算机对数据处理后，是通过输设备将结果输出显示、打印出来的。主要包括显示器、打印机、绘图仪等。显示器显示器按其工作原理可分为许多类型，较常见的有有：CRT( 阴极射线)、LCD( 液晶) 、PDP(等离子 ) 、VFD（真空荧光） ，其中最常用的是 CRT 和 LCD 显示器。影响显示器性能参数主要有：分辨率、带宽、刷新频率、扫描方式、点距、辐射等。带宽是指显示器特定电子装置

37、能处理的频率范围，频率越高，图像越清晰；刷新频率是指显示器对整个画面重复的次数，刷新频率越高，闪烁就越小。常见刷新频率有65MHZ、70、85MHZ、100MHZ 等，为消除显示器的闪烁感和使人的眼睛不易疲劳，显示器的刷新频率要在 70MHZ 以上，一般设置在 75MHZ。打印机打印机是计算机最常见的输出设备，能够把计算机产生的文本或图形图像输出到纸上。目前打印机在类型主要有针式打印机、激光打印机和喷黑打印机等。针式打印机是通过打印针头击打色带，把色带上的黑水打印在纸上形成字符或图形。针式针式打印机的特点是耗材便宜、可以打印票据，但打印速度慢，噪声较大、打印质量低。喷黑打印机是通过喷黑头的喷嘴

38、喷射黑水来描绘图像。喷黑打印机的特点是噪声小、打印质量高、可以打印彩色，但耗材成本高、黑水容易干涸。激光打印机是通过激光扫描把字符或图形印在纸上。与前两者相比激光打印机特点是噪声最低、速度快、打印质量高，耗材成本适中，是目前用户使用最广泛的打印机。绘图仪绘图仪是一种精密的图形输出设备。常用的绘图仪有平板型和滚筒型两种类型。绘图仪主要用于 CAD 工程制图或其专业形图设计软件的图纸输出。7输入设备输入设备是将数据输入到计算机内的部件。输入设备有很多，常用的有键盘、鼠标、触摸屏、光电手写笔、扫描仪、数码相机和摄像头等。 键盘目前用于计算机的键盘有多种规格，这里只介绍通用键盘的布局，请读者对照自己的

39、键盘阅读下面的内容。标准键盘的布局如图 1-27 所示。14图 1-27 标准键盘的布局示意图在键盘上分成几个区：左区称之为大键盘，是标准的打字机键盘、数字键、专用符号键（如！，,#,$）,以及一些特殊的功能键( 如 Shift，Enter 等) 。有些字键上标有两个字符，称为双字符键。大键盘的最上一排是 F1F12 这 12 个功能键，它们的作用在不同的软件系统中有不同的定义。使用功能键的优点是操作简便，节省键盘输入时间。右区是一个 17 键的小键盘（英文中称为 DEYPAD） ，它的结构与计算器的键盘类似。在大、小键盘中间部分（中区）分上中下 3 个键位组，上面一组包括 3 个功能键，中间

40、为 6 个编辑键，下面一组是光标控制键，控制光标在屏幕上的移动。Num Lock 数字锁定键（在小键盘上） 。按下此键后，键盘右上方的 Num Lock 指示灯亮，表示小键盘上的数字键起数字输入作用，否则这些键起功能键作用（如移动光标等） 。还有一些键我们称为状态锁定键，如 Caps Lock 大写锁定键。当按该键后，键盘右上方的 Caps Lock 指示灯亮，表明当前键盘处于大写锁定状态，此后再按字母键均为大写字母。在此状态下按一次 Caps Lock 键，就又回到非锁定状态，单按字母键都是小写。Insert 插入 /改写状态转换键。在插入状态下，输入 的字符插在光标之前，光标后的字符后移让

41、位。在改写状态下，输入的字符将覆盖原有字符。 鼠标鼠标按结构原理可分成光学的和机械的两大类。通常是移动鼠标使屏幕上的光标移到某一指定位置，然后按一个按钮或两个按钮，有时按住一个按钮，待执行一些操作后再释放该按钮。各按钮的功能取决软件中的设置，不同的应用软件，各按钮的作用是不同的。下面介绍一些鼠标的操作术语。单击（Click）：按动并释放一个鼠标按钮（具体的操作中会提示用户是单击左键，还是单击右键） 。双击（Double Click）：快速按鼠标按钮两次。通常用于执行某个程序或命令，例如在命令菜单的选项上连按两下左键,相当于按键盘上的回车(Enter)键，表示选取选项或执行某选项命令，或执行某应

42、用程序。拖动（Drag ）：使用鼠标在显示器屏幕上移动一个对象。即移动鼠标使指针光标至某一块文字区域或图标，然后按下左键，待鼠标指针光标移至另一位置或图标处时释放左键，相当于移动一个对象。打开（Open）：指针光标指向一个选项后双击鼠标按钮。指向（Point ）：或移动（Move）指针光标，在移动鼠标过程中不按任何按钮。选取（Select）： 指向一个选项并单击。鼠标指针光标的形状以一个醒目的方式提醒你目前可以做什么。例如，鼠标指针光标是一个指向左上方的箭头，表示等待用户的操作；当把它移近窗口边缘时，它就会变成一个双箭头，表示此时可以拖动边界以改变窗口的大小；而当一个程序正在工作，需要用户稍等

43、时，鼠标指针光标就会变成一个沙漏的形状。习题1、 “32 位微型计算机”中的 32 指的是_D_A） 微机型号 B） 内存容量 C） 运算速度 D） 机器字长2、一张 CD-ROM 盘片可存放字节数是_B_。 A）640KB B）640MB C）1024KB D）512KB3、对 3.5 英寸软盘，移动滑块露出写保护孔_B_15A)只能长期保存信息，不能存取信息 B)能安全的存取信息C)只能读取信息，不能写入信息 D)只能写入信息，不能读取信息4、字长 16 位的计算机，它表示_A_A.数以 16 位二进制数表示 B.数以 16 进制来表示C.可处理 16 位字符串 D.数以两个 8 进制表示

44、5、键盘一般分为四个区域，其中 shift 为换档键，它属于(A)A主键盘区 B.小键盘区 C. 功能键区 D. 编辑键区6. 计算机常用的外存储器、输入设备和输出设备有哪些？(见红色字)7. 在下列存储器中，访问速度最快的是【C 】 。 CPU A) 硬盘 B) 软盘 C) 内存 D) 磁带8. 个人计算机的主要性能指标有字长、_主频_、_高速缓存_、_内存_、外部设备和软件配置。9. 在下列各种设备中，读取数据快慢的顺序为【 B 】 。 A) RAM、Cache、硬盘、软盘 B) Cache、RAM 、硬盘、软盘 C) Cache、硬盘、RAM、软盘 D) RAM、硬盘、软盘、 Cache

45、 10内存储器通常分为_ROM_、_RAM_和高速缓冲存储器类。11当连续输入大写字母或小写字母时，可以用（D ）字母锁定键进行切换。 、 ab 、Esc 、NumLock 、Caps Lock 12若用户正在计算机上编辑某个文件，这时突然停电，则全部丢失的是( C )。 、和中的信息 、中的信息 、中的信息 、硬盘中的文件13删除当前输入的错误字符，可直接按下(D)A、Enter 键 B、ESC 键C、Shift 键 D、BackSpace 键1、 “32位微型计算机”中的32指的是【 】 。 （2010考题）A、微机型号 B、内存容量 C、运算速度 D、机器字长2、若用户正在计算机上编辑某

46、个文件，这时突然停电，则全部丢失的是【 】2010考题）、和中的信息 、中的信息 、中的信息 、硬盘中的文件3、光盘有三种类型，即：只读型、一次性写入型和_ 。 （2010考题）4、从原理上看，CPU的内部结构分 、 、 三部分。 （2010考题）5、影响 CPU 性能的三个主要性能指标是什么？简述这三个指标对计算机性能的作用。（2010 考题）CPU 的主要性能指标包括时主频、字长、高速缓存容量。主频是指 CPU 的工作时钟频率，一般说主频越高，一个时钟周期里面完成的指令数16也越多，速度也越快。主频的单位为兆赫兹（MHz）和吉赫兹（ GHz） 。字长（word size）指的是微处理器能够

47、同时处理的位的个数。字长的大小取决于 ALU中寄存器的容量和连接着这些寄存器的电路性能。高速缓存（cache）是一种具有很高速度的特殊内部存储器，与安装在主板上其他位置的内存相比，它能够使微处理器更快的获得数据。6、硬盘按接口类型分：有SCSI、SATA（或串口）和【13】三种类型。 （2011）2.2 算法2.2.1 基本概念1算法算法是对特定问题求解步骤的一种描述，它是指令（规则）的有限序列，其中每一条指令表示一个或多个操作。简单地说，算法就是解决问题的操作步骤。【例 1】 已知圆的半径为 R（R 是一个可变的量） ，求圆的面积和周长。（1）输入半径 R。（2）计算面积并存入 S 中，即

48、S=3.14R2（3）计算周长并存入 L 中，即 L=23.14R（4）输出 S 和 L 的值以上求圆的面积和周长的步骤就是一个算法。2算法的特征一个算法必须满足以下五个重要的特征。（1）有穷性。对于任意一组合法的输入值，算法的操作每个操作步骤都能在有限的时间内完成。这包括合理的执行时间的含义，如果一个算法执行耗费的时间太长，即使最终得出了结果，也是没有意义的。（2）确定性。算法中的每一步都必须是有明确的定义，不允许有歧义性和多义性。确定性使算法的执行者或者阅读者能够明确其含义及如何执行，并且在任何条件下，算法都只有一条执行路径。（3）输入。个算法应该有 0 个或多个输入，以刻画运算对象的初始情况。所谓 0 个输入是指有的算法表面上可以没有输入，实际上已被嵌入算法之中。（4）输出。一个算法应该有一个或多个输出，以反映对输入数据加工后的结果。没有输出的算法是毫无意义的；（5）可行性。一个算法必须遵循特定条件下的解题规则，算法描述的每一个操作都应该是特定的解17题规则中允许使用的、