計(jì)算機(jī)技術(shù)概論

第1章計(jì)算機(jī)技術(shù)概論本章內(nèi)容提要計(jì)算機(jī)基本知識(shí)計(jì)算機(jī)的硬件與軟件1計(jì)算機(jī)基本知識(shí)

計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與分類2計(jì)算機(jī)的誕生與發(fā)展1．計(jì)算機(jī)的誕生20世紀(jì)40年代中期，由于導(dǎo)彈、火箭技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了大量極其復(fù)雜的數(shù)學(xué)問(wèn)題，原有的計(jì)算工具已無(wú)法滿足要求，而電子學(xué)和自動(dòng)控制技術(shù)的發(fā)展也為新的計(jì)算工具提供了物質(zhì)條件。1946年，為了解決彈道計(jì)算問(wèn)題，世界上誕生了第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)，它是由美國(guó)的賓夕法尼亞大學(xué)研制成功的，被命名為ENIAC（埃尼阿克）。它和現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)相比可謂是龐然大物，它采用了18800個(gè)電子管，1500個(gè)繼電器，重達(dá)30t，占地150m2，每秒能完成5000次加法運(yùn)算。盡管該計(jì)算機(jī)存在諸多缺點(diǎn)，但它的問(wèn)世標(biāo)志著計(jì)算機(jī)時(shí)代的來(lái)臨。

32．計(jì)算機(jī)的發(fā)展在推動(dòng)計(jì)算機(jī)發(fā)展的眾多因素中，電子器件的發(fā)展起著決定性的作用；其次，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展也起了重大作用。目前，計(jì)算機(jī)的發(fā)展通常可劃分為如下4個(gè)階段。第一代計(jì)算機(jī)（1946～1958）：電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代，主要特點(diǎn)是采用電子管作為計(jì)算機(jī)的邏輯元件，內(nèi)存儲(chǔ)器采用水銀延遲線，外存儲(chǔ)器采用磁鼓、紙帶和卡片，運(yùn)算速度只有每秒幾千次到幾萬(wàn)次，內(nèi)存儲(chǔ)器容量只有幾千字節(jié)，使用二進(jìn)制表示的機(jī)器語(yǔ)言或匯編語(yǔ)言編寫(xiě)程序。與以后的計(jì)算機(jī)相比，它的特點(diǎn)是體積大、耗電量大、運(yùn)算速度慢、可靠性差、內(nèi)存容量小，主要用于軍事和科研部門(mén)進(jìn)行數(shù)值計(jì)算。

4第二代計(jì)算機(jī)（1958～1964）：晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代，它用晶體管代替了電子管，大量采用磁芯作為內(nèi)存儲(chǔ)器，采用磁盤(pán)、磁帶作為外存儲(chǔ)器，體積減小，功耗降低，運(yùn)算速度提高到每秒幾十萬(wàn)次，內(nèi)存容量擴(kuò)展到幾十萬(wàn)字節(jié)。同時(shí)，計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)也有了很大提高，開(kāi)始使用操作系統(tǒng)，并出現(xiàn)了FORTRAN、COBOL等高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。其應(yīng)用也從單純的數(shù)值計(jì)算擴(kuò)展到數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制、商業(yè)應(yīng)用等領(lǐng)域。第三代計(jì)算機(jī)（1964～1975）：集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代，主存儲(chǔ)器采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，體積大大減小，功耗、價(jià)格進(jìn)一步降低，而速度及可靠性相應(yīng)地提高。到20世紀(jì)60年代末，它的運(yùn)算速度已達(dá)每秒幾百萬(wàn)次，應(yīng)用領(lǐng)域有了較大的擴(kuò)展。同時(shí)，在這一階段，操作系統(tǒng)日趨成熟，各種小型計(jì)算機(jī)大量涌現(xiàn)。

5第四代計(jì)算機(jī)（1975～現(xiàn)在）：大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代，計(jì)算機(jī)走向微型化，性能大幅度提高，為網(wǎng)絡(luò)化創(chuàng)造了條件。在軟件方面，出現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等，應(yīng)用軟件的開(kāi)發(fā)已發(fā)展為一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)。在這一階段，最有影響的事件莫過(guò)于微型計(jì)算機(jī)的成熟與發(fā)展。如Intel公司先后開(kāi)發(fā)了4004、8080、8086、80286、80386、80486和Pentium等微處理器，APPLE公司推出了APPLEII和Macintosh微型計(jì)算機(jī)，IBM等公司推出了各種品牌和型號(hào)的個(gè)人計(jì)算機(jī)，微軟公司推出了DOS、Windows3.x和Windows95/98/2000/XP等操作系統(tǒng)。63．計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)從歷史發(fā)展看，計(jì)算機(jī)的體積越來(lái)越小、耗電越來(lái)越少、速度越來(lái)越快、價(jià)格越來(lái)越便宜、使用越來(lái)越方便。當(dāng)前，計(jì)算機(jī)的發(fā)展主要表現(xiàn)為4種趨勢(shì)：巨型化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和多媒體化。巨型化：計(jì)算機(jī)的巨型化并不是指機(jī)器的體積巨大，而是指它具有超強(qiáng)的功能、更大的存儲(chǔ)容量、更快的運(yùn)算速度。目前，巨型計(jì)算機(jī)已廣泛應(yīng)用于高、精、尖的科學(xué)技術(shù)事業(yè)，如天文、氣象、地質(zhì)和核反應(yīng)堆等。網(wǎng)絡(luò)化：網(wǎng)絡(luò)化就是把分布在各地的許多計(jì)算機(jī)用通信線路連接起來(lái)，形成各計(jì)算機(jī)用戶之間可以相互通信并能使用公共資源的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。如今，世界上數(shù)以億計(jì)的計(jì)算機(jī)已聯(lián)成一個(gè)覆蓋絕大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)的超大型網(wǎng)絡(luò)——Internet（又稱因特網(wǎng)或國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)）。

7智能化：智能計(jì)算機(jī)是一種能模擬人腦思維的系統(tǒng)，它不僅要懂得人的自然語(yǔ)言，而且還具有判斷、決策和分析等高級(jí)思維能力。目前，已研制出各種“機(jī)器人”，有的能夠?yàn)槟愎ぷ?、有的可以幫你捶背。多媒體化：媒體指信息的表現(xiàn)形式，如文字、聲音、圖形、圖像和影視等。多媒體技術(shù)是指計(jì)算機(jī)可以以多種形式傳播和處理各種媒體數(shù)據(jù)。具有多種媒體處理功能是計(jì)算機(jī)發(fā)展的必然趨勢(shì)，未來(lái)的多媒體計(jì)算機(jī)將成為集個(gè)人計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)、傳真機(jī)、電話機(jī)和其他電器為一體的綜合電器設(shè)備。8計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)問(wèn)世至今，盡管計(jì)算機(jī)的發(fā)展已經(jīng)歷了幾個(gè)時(shí)代，各種計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度和存儲(chǔ)容量千差萬(wàn)別，但計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和基本工作原理卻都相同。目前，所有的計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)都是根據(jù)美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮?諾依曼提出的“存儲(chǔ)程序”原理設(shè)計(jì)出來(lái)的。概括起來(lái)，該原理主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容。91．采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)與指令在計(jì)算機(jī)內(nèi)部，所有數(shù)據(jù)都是以器件的物理狀態(tài)，如晶體管的“通”和“斷”來(lái)表示的。相應(yīng)地，我們將器件的這兩種狀態(tài)分別用于表示二進(jìn)制的“0”與“1”。為了方便起見(jiàn)，人們通常將8位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字節(jié)（Byte，簡(jiǎn)稱B），將16位二進(jìn)制數(shù)稱為一個(gè)字（Word），CPU、存儲(chǔ)器等也都是以8、16、32或64位二進(jìn)制數(shù)為一組進(jìn)行處理和存儲(chǔ)的。指令是計(jì)算機(jī)中的另一重要信息，計(jì)算機(jī)的所有動(dòng)作都是按照一條條指令來(lái)執(zhí)行的。同時(shí)，指令也是使用二進(jìn)制編碼來(lái)表示的。雖然每條指令只能執(zhí)行簡(jiǎn)單的加、減、乘、除或邏輯等基本運(yùn)算，但通過(guò)執(zhí)行成千上萬(wàn)條的指令，計(jì)算機(jī)就能完成非常復(fù)雜的工作。102．存儲(chǔ)程序的概念3．計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)程序原理是計(jì)算機(jī)的基本工作原理。所謂程序，是指為解決某個(gè)任務(wù)而編制的工作執(zhí)行方案，是由一串CPU能夠執(zhí)行的基本指令組成的序列。平時(shí)，所有程序都駐留在內(nèi)存儲(chǔ)器或外存儲(chǔ)器中。一旦啟動(dòng)計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)就會(huì)從存儲(chǔ)器中調(diào)出相應(yīng)指令，并依次執(zhí)行。

計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)模仿了人的思維處理過(guò)程，組成計(jì)算機(jī)的5個(gè)基本部件是：運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備，如下頁(yè)圖所示。其中，運(yùn)算器和控制器合稱為中央處理器（CPU）。11運(yùn)算器運(yùn)算器又稱為算術(shù)邏輯部件，英文簡(jiǎn)稱為ALU。運(yùn)算器的作用是完成加、減、乘、除、與、或、非、異或等基本算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。無(wú)論計(jì)算機(jī)要處理的任務(wù)有多么復(fù)雜，這些任務(wù)都將通過(guò)基本算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。運(yùn)算器的核心部件是加法器和若干個(gè)高速寄存器，加法器用于運(yùn)算，寄存器用于存儲(chǔ)參加運(yùn)算的各類數(shù)據(jù)以及運(yùn)算的結(jié)果。

12控制器控制器是整個(gè)計(jì)算機(jī)的控制中心，它指揮計(jì)算機(jī)各部分協(xié)調(diào)地工作，保證計(jì)算機(jī)按照預(yù)先規(guī)定的目標(biāo)和步驟有條不紊地進(jìn)行操作及處理?？刂破髦饕杉拇嫫?、譯碼器、時(shí)序電路和控制電路組成，其基本功能就是從內(nèi)存中取出指令并執(zhí)行，然后向有關(guān)部件發(fā)出控制命令。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器（此處指內(nèi)存儲(chǔ)器）的主要功能是存儲(chǔ)程序和各種數(shù)據(jù)信息。存儲(chǔ)器由成千上萬(wàn)個(gè)“存儲(chǔ)單元”構(gòu)成，每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)（微機(jī)上通常為8位）。每個(gè)存儲(chǔ)單元都有惟一的編號(hào)，稱為存儲(chǔ)單元的地址，控制器采用按地址訪問(wèn)的方式到存儲(chǔ)器中取數(shù)據(jù)，或者向存儲(chǔ)器中保存數(shù)據(jù)。

13輸入設(shè)備輸入設(shè)備的作用是把程序、命令或要處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的電信號(hào)，并送到存儲(chǔ)器中。常見(jiàn)的輸入設(shè)備有鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、光筆、數(shù)字化儀和掃描儀等。輸出設(shè)備輸出設(shè)備的作用是把計(jì)算機(jī)的運(yùn)行結(jié)果或過(guò)程以人們?nèi)菀组喿x和使用的形式輸送出來(lái)。常見(jiàn)的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)和繪圖儀等。

14計(jì)算機(jī)的應(yīng)用與分類1．計(jì)算機(jī)的應(yīng)用就目前來(lái)說(shuō)，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用主要包括以下幾個(gè)方面?？茖W(xué)計(jì)算：科學(xué)計(jì)算離不開(kāi)計(jì)算機(jī)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算問(wèn)題也變得越來(lái)越復(fù)雜，計(jì)算量也越來(lái)越大，計(jì)算精度要求越來(lái)越高。如果沒(méi)有先進(jìn)的計(jì)算工具，就無(wú)法滿足這些需要。例如，大家很熟悉的中央氣象臺(tái)的天氣預(yù)報(bào)，利用計(jì)算機(jī)處理大量的“天文數(shù)字”，能夠較準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)未來(lái)48h或更長(zhǎng)時(shí)間的天氣情況。另外，大型水壩的設(shè)計(jì)、原子反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)、導(dǎo)彈彈道的計(jì)算和衛(wèi)星軌道的計(jì)算等，都必須借助于計(jì)算機(jī)。信息處理：計(jì)算機(jī)可以對(duì)大量的信息進(jìn)行分析、合并、分類和統(tǒng)計(jì)等加工處理，通常用在企業(yè)管理、物資管理、信息情報(bào)檢索以及報(bào)表統(tǒng)計(jì)等領(lǐng)域，從而實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化與管理自動(dòng)化。

15過(guò)程控制：過(guò)程控制就是用計(jì)算機(jī)對(duì)連續(xù)工作的控制對(duì)象實(shí)行自動(dòng)控制。如利用計(jì)算機(jī)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程（例如化學(xué)成分、機(jī)械操作等）的信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)后的數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)內(nèi)部，再由計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后做出所需的處理。網(wǎng)絡(luò)通信：利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，個(gè)人計(jì)算機(jī)可以享用大型機(jī)的數(shù)據(jù)、軟件和硬件，可以快速、及時(shí)傳送或查詢信息，可以傳送數(shù)據(jù)、文字、圖像和語(yǔ)音，可以收發(fā)傳真、撥打可視電話，可以在家中進(jìn)行購(gòu)物、查詢、求醫(yī)以及工作等。輔助功能：目前常見(jiàn)的計(jì)算機(jī)輔助功能主要有：輔助設(shè)計(jì)（CAD）、輔助教學(xué)（CAI）、輔助制造（CAM）、輔助測(cè)試（CAT）等。

16家庭娛樂(lè)：隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，計(jì)算機(jī)已不再是單純的辦公用具?，F(xiàn)在，計(jì)算機(jī)已經(jīng)進(jìn)入了千家萬(wàn)戶，成為了家用電器消費(fèi)品，它將家庭事物管理、教育、音響、影視、游戲和通信等多種功能集于一體，改變了人們的家庭生活方式。人工智能：通過(guò)設(shè)計(jì)智能化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，讓計(jì)算機(jī)具有人才具有的智能特性。例如，讓計(jì)算機(jī)模擬人類的某些智力活動(dòng)，如識(shí)別圖形、聲音，具有學(xué)習(xí)、探索與推理能力，并能夠適應(yīng)環(huán)境。其中，機(jī)器人是計(jì)算機(jī)在人工智能領(lǐng)域的典型應(yīng)用。

172．計(jì)算機(jī)的類型計(jì)算機(jī)的分類方法有很多，例如，若按照計(jì)算機(jī)的功能來(lái)劃分，計(jì)算機(jī)可分為通用計(jì)算機(jī)和專用計(jì)算機(jī)；若按照計(jì)算機(jī)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)來(lái)劃分，可將計(jì)算機(jī)劃分為8位、16位、32位和64位計(jì)算機(jī)。若按照計(jì)算機(jī)的功能與規(guī)模來(lái)劃分，可將計(jì)算機(jī)分為以下幾類。巨型機(jī)：巨型機(jī)是指那些運(yùn)算速度在每秒數(shù)千億次以上，專門(mén)為特殊用途的用戶（如國(guó)防、氣象部門(mén)等）研制開(kāi)發(fā)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。我國(guó)研制成功的“銀河”計(jì)算機(jī)就屬于巨型機(jī)。它的發(fā)展標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的研究水平，象征著一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)實(shí)力。大、中型機(jī)：大、中型機(jī)是指運(yùn)算速度在每秒幾千萬(wàn)次或億次左右的計(jì)算機(jī)。它通常用在國(guó)家級(jí)科研機(jī)構(gòu)以及重點(diǎn)理、工科院校。

18小型機(jī)：小型機(jī)是指在大、中型機(jī)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)小型化而形成的系統(tǒng)。小型機(jī)的運(yùn)算速度通常在每秒幾百萬(wàn)次左右。這類計(jì)算機(jī)主要用于一般的科研機(jī)構(gòu)、設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)以及普通高校等。圖形工作站：在小型計(jì)算機(jī)流行之時(shí)，還有另外一類計(jì)算機(jī)很受歡迎，這便是所謂的“圖形工作站”。這類系統(tǒng)克服了小型計(jì)算機(jī)圖形功能較弱的缺點(diǎn)，增強(qiáng)了圖形、圖像處理功能，它主要用于一些工業(yè)設(shè)計(jì)部門(mén)，如利用它進(jìn)行汽車(chē)、輪船、各種零部件等產(chǎn)品設(shè)計(jì)等。微型機(jī)：微型機(jī)是目前應(yīng)用最廣泛的機(jī)型。如通常所說(shuō)的賽揚(yáng)、奔騰等機(jī)型都屬于微型機(jī)。目前，微型機(jī)的運(yùn)算速度也可以達(dá)到每秒百萬(wàn)次以上。193．微型機(jī)的分類就微型機(jī)而言，根據(jù)其系統(tǒng)規(guī)模、體積和外觀的不同，又可將其分為單片機(jī)、單板機(jī)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)和便攜式計(jì)算機(jī)等多種類型。單片機(jī)：把微處理器、一定容量的存儲(chǔ)器與輸入/輸出接口電路集成在一個(gè)芯片上，就構(gòu)成了單片計(jì)算機(jī)。其特點(diǎn)是體積小、功耗低，常用于作為專用機(jī)、智能化儀器、高級(jí)儀表和家用電器的控制部件。單板機(jī)：把微處理器、一定容量的存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路、簡(jiǎn)易鍵盤(pán)、液晶或數(shù)碼管顯示器集成在一個(gè)電路板上，就構(gòu)成了單板計(jì)算機(jī)。其特點(diǎn)是價(jià)格低廉、容易擴(kuò)展，常用于工業(yè)控制、微機(jī)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)。個(gè)人計(jì)算機(jī)：即通常所說(shuō)的PC機(jī)，其設(shè)計(jì)先進(jìn)、軟件豐富、功能強(qiáng)大、價(jià)格便宜，是目前個(gè)人用戶使用最多的計(jì)算機(jī)。20便攜式個(gè)人計(jì)算機(jī)：這類計(jì)算機(jī)主要是為方便攜帶而設(shè)計(jì)的，它又可細(xì)分為筆記本計(jì)算機(jī)、掌上型計(jì)算機(jī)（又稱個(gè)人數(shù)字助理，PDA）等。這類計(jì)算機(jī)主要為經(jīng)常出差的商務(wù)人士所使用。工作站：與普通個(gè)人計(jì)算機(jī)相比，工作站通常具有更大存儲(chǔ)容量、更快的運(yùn)算速度和更高的可靠性，以及更強(qiáng)的圖形、圖像處理能力。例如，某些高檔工作站配備了雙CPU，增加了系統(tǒng)容錯(cuò)能力，以及配備了磁盤(pán)陣列。目前，工作站主要用于作為企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或一些關(guān)鍵場(chǎng)合。

21計(jì)算機(jī)的硬件與軟件計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)常用軟件

22電腦硬件一臺(tái)完整的電腦，其直觀展現(xiàn)在我們面前的硬件設(shè)備是主機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、音箱等硬件設(shè)備。23電腦主機(jī)主機(jī)是電腦硬件的核心，它的外部是機(jī)箱，機(jī)箱里面的配件決定了電腦的性能。需要的配件有：CPU、內(nèi)存、硬盤(pán)、顯卡、聲卡、網(wǎng)卡、光驅(qū)、軟驅(qū)、主板、機(jī)箱和電源。24一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成的，如下頁(yè)圖所示。其中，計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的各種物理裝置（如CPU、顯示器、鍵盤(pán)等），是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。軟件是相對(duì)于硬件而言的，軟件系統(tǒng)看重解決如何管理和使用計(jì)算機(jī)的問(wèn)題。硬件和軟件是相輔相成、缺一不可的關(guān)系。對(duì)于不同類型的計(jì)算機(jī)，盡管其外觀、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，所使用的硬件設(shè)備與軟件都有很大區(qū)別，但它們的基本工作原理都是一致的。在實(shí)際工作中，由于大多數(shù)讀者接觸到的計(jì)算機(jī)都是微型計(jì)算機(jī)，因此，本節(jié)主要介紹微型計(jì)算機(jī)中使用的硬件與軟件。

2526計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)是由CPU、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器和輸入/輸出設(shè)備構(gòu)成的一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。微型計(jì)算機(jī)多采用總線結(jié)構(gòu)，以便將不同部件連接起來(lái)，如下圖所示。

271．中央處理器中央處理器是計(jì)算機(jī)中的最核心部件，它通過(guò)執(zhí)行保存在存儲(chǔ)器中的指令協(xié)調(diào)計(jì)算機(jī)中各個(gè)部件的工作。CPU可以執(zhí)行的指令是在設(shè)計(jì)時(shí)確定的，我們將每種CPU可以執(zhí)行的指令稱為該CPU的指令集，同時(shí)，不同類型CPU的指令集通常是不一樣的。（1）CPU的基本結(jié)構(gòu)中央處理器通常由運(yùn)算器、程序控制單元（控制器）和寄存器組成，其結(jié)構(gòu)如下頁(yè)圖所示。其中，程序控制單元主要用于分析進(jìn)入CPU的指令，按指令要求從內(nèi)存中提取所需數(shù)據(jù)，然后交給運(yùn)算器進(jìn)行運(yùn)算。計(jì)算完成后，程序控制單元還要按照指令要求把計(jì)算結(jié)果存入數(shù)據(jù)寄存器，或者存入內(nèi)存儲(chǔ)器中。

28CPU的另一個(gè)重要部分是寄存器，它包括一個(gè)用于存放指令的指令寄存器，多個(gè)用于協(xié)助執(zhí)行指令的控制寄存器，以及多個(gè)用于臨時(shí)存放數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)寄存器。其中，一個(gè)數(shù)據(jù)寄存器中所能存放的二進(jìn)制位數(shù)與CPU的字長(zhǎng)通常是相等的。CPU中的運(yùn)算器主要用于執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。此外，為了提高計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算速度，某些CPU內(nèi)部還設(shè)計(jì)了一個(gè)專門(mén)用于執(zhí)行浮點(diǎn)運(yùn)算的浮點(diǎn)處理器（又稱協(xié)處理器）。

29（2）微型計(jì)算機(jī)使用的CPU目前，微型計(jì)算機(jī)中使用的CPU都是X86系列及兼容CPU，所謂X86是美國(guó)Intel公司為其第一塊16位CPU（Intel8086），以及用于提高浮點(diǎn)數(shù)據(jù)處理能力的X87系列數(shù)學(xué)協(xié)處理器專門(mén)開(kāi)發(fā)的指令集。隨著CPU技術(shù)的不斷發(fā)展，Intel陸續(xù)研制出更新型的80386、80486，直到今天的PentiumⅡ、Ⅲ、4系列，如下圖所示。但為了保證電腦能繼續(xù)運(yùn)行以往開(kāi)發(fā)的各類應(yīng)用程序，以保護(hù)和繼承豐富的軟件資源，Intel公司生產(chǎn)的所有CPU仍然繼續(xù)使用X86指令集，只對(duì)原來(lái)的指令集進(jìn)行了擴(kuò)充，例如，新增了一組浮點(diǎn)指令與多媒體指令。

30另外，除Intel公司之外，AMD和Cyrix等廠家也相繼生產(chǎn)出能使用X86指令集的CPU，由于這些CPU能運(yùn)行所有的為IntelCPU所開(kāi)發(fā)的各種軟件，所以業(yè)內(nèi)人士就將這些CPU稱為IntelCPU的兼容產(chǎn)品。由于IntelX86系列及其兼容CPU都使用X86指令集，就形成了今天龐大的X86系列及兼容CPU陣容。（3）CPU的性能總體來(lái)說(shuō)，CPU品質(zhì)的高低直接決定了一個(gè)電腦系統(tǒng)的檔次，而CPU的主要技術(shù)特性可以反映出CPU的大致性能。下面就來(lái)看一看CPU的幾個(gè)主要技術(shù)指標(biāo)。CPU執(zhí)行指令的速度：指CPU每秒所能執(zhí)行的指令條數(shù)，早期的CPU每秒只能執(zhí)行數(shù)千條指令，目前的Pentium4CPU每秒所能執(zhí)行的指令已達(dá)數(shù)億條之多。CPU執(zhí)行指令的速度由其工作頻率來(lái)衡量，即我們平常所說(shuō)的CPU主頻，其單位為MH（兆赫）。

31CPU的字長(zhǎng)：CPU一次可以同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)是衡量CPU性能的最重要的指標(biāo)。人們通常所說(shuō)的16位機(jī)、32位機(jī)，就是指該微機(jī)中的CPU可以同時(shí)處理16位、32位的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。早期IBMPC/XT、IBMPC/AT與286所采用的CPU都是16位CPU，386、486及后來(lái)的586、Pentium等采用的CPU都是32位CPU，Intel準(zhǔn)備將來(lái)推出的Itanium（安騰）和AMD準(zhǔn)備推出的K8則為64位CPU。指令本身的處理能力：早期的CPU只提供了一些功能很弱的基本指令。后來(lái)，為了改善計(jì)算機(jī)的某些性能，優(yōu)化程序設(shè)計(jì)，CPU指令集被不斷擴(kuò)展，這些新增指令被稱為“擴(kuò)展指令”。最早出現(xiàn)的擴(kuò)展指令是InteI公司自己的“MMX（多媒體指令集）”，其次是AMD公司的“3DNow!（AMD公司開(kāi)發(fā)的多媒體擴(kuò)展指令集）”，以及Pent-iumIII中的“SSE（因特網(wǎng)數(shù)據(jù)流單指令序列擴(kuò)展）”。CPU內(nèi)部的緩存（Cache）：所謂緩存實(shí)際上相當(dāng)于高速存儲(chǔ)器。由于普通內(nèi)存儲(chǔ)器無(wú)法跟上高速CPU處理數(shù)據(jù)的速度，因此，為了提高CPU處理數(shù)據(jù)的能力，很多高性能CPU都在其內(nèi)部提供了一定數(shù)量的高速緩存。

322．存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器用來(lái)保存計(jì)算機(jī)要處理的數(shù)據(jù)、指令以及處理得到的結(jié)果數(shù)據(jù)，它是計(jì)算機(jī)的記憶裝置。存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱內(nèi)存）和外存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱外存）兩種。內(nèi)存的作用是暫時(shí)保存計(jì)算機(jī)正在執(zhí)行的程序和正被處理的數(shù)據(jù)，以及執(zhí)行程序所得到的中間結(jié)果和最終結(jié)果。外存的作用是永久保存數(shù)據(jù)處理結(jié)果以便將來(lái)使用，此外，外存還用來(lái)保存大量暫時(shí)不用的程序和數(shù)據(jù)，當(dāng)需要使用外存中的程序和數(shù)據(jù)時(shí)，必須先將這些程序和數(shù)據(jù)調(diào)入內(nèi)存中才能使用。根據(jù)工作方式的不同，內(nèi)存可以分為隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱RAM）和只讀存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱ROM）。RAM的特點(diǎn)是可以隨機(jī)存入和讀取數(shù)據(jù)，斷電后其中的內(nèi)容將會(huì)丟失。ROM的特點(diǎn)則是只能讀取其中的數(shù)據(jù)，而不能存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，ROM中的信息是由計(jì)算機(jī)廠商固化的，斷電后ROM中的內(nèi)容不會(huì)丟失。通常提到的內(nèi)存是指RAM。

33目前，一般的個(gè)人計(jì)算機(jī)都使用了一種新型的存儲(chǔ)器來(lái)存儲(chǔ)BIOS程序（基本輸入/輸出系統(tǒng)，用于對(duì)計(jì)算機(jī)的各部件進(jìn)行檢查，并設(shè)置CMOS參數(shù)），這類存儲(chǔ)器被稱為閃存（FlashROM）。其優(yōu)點(diǎn)是斷電內(nèi)容不丟失，但還可利用一組特殊指令來(lái)進(jìn)行改寫(xiě)，從而可使用戶能夠進(jìn)行系統(tǒng)升級(jí)。因此，它兼具ROM與RAM的雙重特性。由于電腦在運(yùn)行程序時(shí)主要依賴內(nèi)存作為程序和數(shù)據(jù)的“周轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)”，因此，內(nèi)存的容量對(duì)電腦的性能影響是很大的，尤其是在軟件和數(shù)據(jù)容量飛速膨脹的今天。就微型計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)，目前所使用的內(nèi)存主要采用內(nèi)存條的形式，并且內(nèi)存條有三種規(guī)格，分別是SDRAM、DDR與RDRAM，其速度依次遞增，如下頁(yè)圖所示。因此，采用DDR內(nèi)存的電腦要優(yōu)于采用SDRAM內(nèi)存的電腦，而采用RDRAM內(nèi)存的電腦要優(yōu)于采用DDR內(nèi)存的電腦。此外，電腦中所能使用的內(nèi)存規(guī)格完全取決于主板。

3435常用的外存儲(chǔ)器有軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)和磁帶等，其特點(diǎn)如下：軟盤(pán)：與硬盤(pán)、光盤(pán)等存儲(chǔ)介質(zhì)相比，軟盤(pán)的缺點(diǎn)是容量?。壳笆褂米疃嗟?.5英寸規(guī)格軟盤(pán)只有1.44MB，如下圖所示），容易損壞，并且計(jì)算機(jī)中必須配備軟驅(qū)來(lái)讀寫(xiě)軟盤(pán)。但是，由于軟盤(pán)可讀寫(xiě)，軟驅(qū)與軟盤(pán)價(jià)格低廉，并且在某些場(chǎng)合下需要使用軟盤(pán)（特別是在系統(tǒng)安裝或系統(tǒng)出現(xiàn)故障的情況下）。因此，軟驅(qū)仍被作為計(jì)算機(jī)必備的設(shè)備之一。

軟盤(pán)正面寫(xiě)保護(hù)開(kāi)關(guān)軟盤(pán)背面36硬盤(pán)：硬盤(pán)的最大優(yōu)點(diǎn)是容量大，讀寫(xiě)速度快，且盤(pán)片與數(shù)據(jù)讀寫(xiě)裝置同時(shí)被封裝在一個(gè)鋁制或鋼制殼體內(nèi)，如下圖所示。硬盤(pán)的主要技術(shù)指標(biāo)包括存儲(chǔ)容量、盤(pán)片轉(zhuǎn)速（盤(pán)片轉(zhuǎn)速越快，說(shuō)明硬盤(pán)的性能越好。目前，硬盤(pán)的轉(zhuǎn)速主要有5400r/min（轉(zhuǎn)/分）、7200r/min兩種規(guī)格），平均尋道時(shí)間（指磁頭移動(dòng)到數(shù)據(jù)所在磁道需要的時(shí)間，這是衡量硬盤(pán)機(jī)械能力的重要指標(biāo)，一般在5～13ms之間。該數(shù)值越小，說(shuō)明硬盤(pán)的性能越好），以及硬盤(pán)的接口規(guī)格（決定了硬盤(pán)與主板之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?目前，硬盤(pán)的接口主要有UltraATA66/100/133（表示數(shù)據(jù)傳輸速度分別為66MB/s、100MB/s與133MB/s）幾種規(guī)格）。

37選用何種接口的硬盤(pán)還取決于主板。例如，假定主板的硬盤(pán)接口為UltraATA100，那么，即使硬盤(pán)接口為UltraATA133，硬盤(pán)與主板之間的數(shù)據(jù)傳輸速率只能為100MB/s。隨著電腦硬件與軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，電腦越來(lái)越多地用于處理聲音、圖像、視頻等數(shù)據(jù)，而這類數(shù)據(jù)通常都非常龐大。例如，一幅大型的圖片容量可能高達(dá)十幾MB。因此，人們對(duì)硬盤(pán)的要求也越來(lái)越高。

38光盤(pán)：光盤(pán)的優(yōu)點(diǎn)是它的容量大、價(jià)格低，一張普通光盤(pán)的容量可高達(dá)650MB。根據(jù)光盤(pán)所使用的介質(zhì)不同，光盤(pán)可分為CD與DVD。其中，每類光盤(pán)又可細(xì)分為只讀光盤(pán)（CD-ROM，只能讀取其中的數(shù)據(jù)）、刻錄盤(pán)（CD-R，只能寫(xiě)入數(shù)據(jù)，但不能擦除的光盤(pán)）與可擦寫(xiě)光盤(pán)（CD-RW，可寫(xiě)入且可擦除）。根據(jù)光盤(pán)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)方式的不同，光盤(pán)又可分為數(shù)據(jù)光盤(pán)（如各種市售的軟件光盤(pán)、圖片光盤(pán)、學(xué)習(xí)光盤(pán)等）、音樂(lè)唱盤(pán)、影視光盤(pán)等。此外，為了能夠在計(jì)算機(jī)中使用光盤(pán)，計(jì)算機(jī)中必須配備光驅(qū)，如下圖所示。

光盤(pán)背面光盤(pán)正面光驅(qū)39目前的光驅(qū)主要可分為兩類，一類為只讀光驅(qū)（包括CD-ROM驅(qū)動(dòng)器與DVD-ROM驅(qū)動(dòng)器，只能讀取光盤(pán)中的數(shù)據(jù)）與讀寫(xiě)光驅(qū)（包括CD-RW驅(qū)動(dòng)器與DVD-RW驅(qū)動(dòng)器，可同時(shí)讀取光盤(pán)中的數(shù)據(jù)，以及向刻錄盤(pán)中寫(xiě)入數(shù)據(jù)）。此外，這兩類光驅(qū)都能識(shí)別不同存儲(chǔ)格式的光盤(pán)，因此，它們既能用于安裝軟件，又能播放唱盤(pán)與視盤(pán)。對(duì)于光驅(qū)來(lái)說(shuō)，考察其性能優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個(gè)，一個(gè)是它的數(shù)據(jù)傳輸速率，例如，52X（52X又稱52倍速，它相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)光驅(qū)數(shù)據(jù)傳輸速率的52倍。其中，光驅(qū)的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸速率為150KB/s，因此，52X光驅(qū)的數(shù)據(jù)傳輸速率為7.8MB/s）。光驅(qū)要比40X光驅(qū)好一些；另一個(gè)它的讀盤(pán)能力和噪聲?；谀壳皣?guó)內(nèi)的實(shí)際情況，大家使用的很多光盤(pán)質(zhì)量都不太好，因此，這就要求光驅(qū)有很好的讀取各類盤(pán)片的能力。至于光驅(qū)的工作噪聲，自然是越小越好。

40使用軟盤(pán)與光盤(pán)時(shí)應(yīng)注意如下幾點(diǎn)。（1）軟盤(pán)與光盤(pán)都有正反面之分，使用時(shí)都應(yīng)正面向上，分別放入軟驅(qū)或光驅(qū)托盤(pán)。（2）由于軟盤(pán)可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)，因此，為了防止軟盤(pán)中的內(nèi)容被錯(cuò)誤改寫(xiě)或刪除（如病毒的惡意破壞），軟盤(pán)上提供了一個(gè)寫(xiě)保護(hù)開(kāi)關(guān)。將保護(hù)塊撥到上方，軟盤(pán)中的數(shù)據(jù)將被保護(hù)；將保護(hù)塊撥到下方，表示可讀寫(xiě)軟盤(pán)中的數(shù)據(jù)。（3）如果希望徹底刪除軟盤(pán)中的內(nèi)容或檢查軟盤(pán)的質(zhì)量，可格式化軟盤(pán)。（4）如果軟驅(qū)的工作指示燈亮，表示系統(tǒng)正在讀寫(xiě)軟盤(pán)；如果光驅(qū)的指示燈亮，表示系統(tǒng)正在讀取光盤(pán)。當(dāng)軟驅(qū)或光驅(qū)的指示燈亮?xí)r，請(qǐng)不要取出軟盤(pán)或光盤(pán)，否則將導(dǎo)致系統(tǒng)出錯(cuò)。

41總的來(lái)說(shuō)，內(nèi)存的特點(diǎn)是存取數(shù)據(jù)的速度快，但其容量有限。外存的優(yōu)點(diǎn)是容量大，但存取速度較慢。無(wú)論是內(nèi)存儲(chǔ)器還是外存儲(chǔ)器，其主要性能都由存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)存取速度這兩項(xiàng)指標(biāo)來(lái)體現(xiàn)。存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)器所能保存信息的多少，其基本單位是字節(jié)（Byte，可表示為B）。除字節(jié)外，常用的存儲(chǔ)單位還有KB、MB和GB，它們之間的換算關(guān)系如下：1KB＝210Byte=1024Byte1MB＝210KB=1024KB1GB＝210MB=1024MB423．常用輸入設(shè)備鍵盤(pán)與鼠標(biāo)是兩種最重要的輸入設(shè)備，如下圖所示。其中，利用鍵盤(pán)可向計(jì)算機(jī)發(fā)出命令和輸入數(shù)據(jù)，利用鼠標(biāo)可向計(jì)算機(jī)發(fā)出命令。

鍵盤(pán)由一組按鍵排列成的開(kāi)關(guān)陣列組成，按一下按鍵將產(chǎn)生一個(gè)掃描碼。鍵盤(pán)上的電路負(fù)責(zé)將掃描碼傳送給主機(jī)，主機(jī)則負(fù)責(zé)將掃描碼轉(zhuǎn)換為ASCII碼。目前，微型計(jì)算機(jī)上使用的鍵盤(pán)主要有101鍵、102鍵、104鍵（又稱Windows95鍵盤(pán)）等幾種。此外，某些品牌機(jī)使用的鍵盤(pán)上還會(huì)有一些專用按鍵，以便用戶能夠方便地上網(wǎng)、調(diào)節(jié)音量等。

43早期的鼠標(biāo)通常只有兩個(gè)按鍵，即左鍵和右鍵，而目前的鼠標(biāo)都為“三鍵（左鍵、中鍵與右鍵）+滾輪”鼠標(biāo)了，如下圖所示。

對(duì)于某些鼠標(biāo)而言，滾動(dòng)同時(shí)被作為鼠標(biāo)中鍵。鼠標(biāo)的滾輪非常有用，例如，在使用Word編輯文檔時(shí)，使用滾輪可非常方便地滾動(dòng)編輯窗口。

左鍵右鍵右鍵左鍵滾輪44衡量這兩種設(shè)備質(zhì)量好壞的最重要的指標(biāo)就是手感了。一個(gè)好的鍵盤(pán)按鍵應(yīng)該平滑輕柔，彈性適中而靈敏，且無(wú)水平方向的晃動(dòng)，松開(kāi)后立刻彈起；而一個(gè)好的鼠標(biāo)應(yīng)該外形美觀、按鍵干脆、手感舒適、滑動(dòng)流暢及定位精確。此外，還有兩種常見(jiàn)的輸入設(shè)備，它們分別是數(shù)字化儀與掃描儀，其特點(diǎn)如下。數(shù)字化儀：又稱圖形輸入板，由一塊平板和一個(gè)類似鼠標(biāo)的游標(biāo)器組成，如下頁(yè)圖左圖所示。當(dāng)游標(biāo)器在平板上移動(dòng)時(shí)，數(shù)字化儀會(huì)將采集的坐標(biāo)傳給計(jì)算機(jī)。將圖紙鋪在平板上，利用游標(biāo)器沿圖形上的線條移動(dòng)，可將圖紙輸入到計(jì)算機(jī)中。因此，在實(shí)際工作中，人們常用數(shù)字化儀向計(jì)算機(jī)中輸入圖紙信息。45掃描儀：用于掃描圖像，其功能是通過(guò)光電部件把一幅圖像變成包含各點(diǎn)灰度值或顏色值的點(diǎn)陣圖，使其可以存入計(jì)算機(jī)并進(jìn)行處理，如下圖右圖所示。通過(guò)設(shè)置合適的掃描方式，并配上合適的文字識(shí)別軟件，還可利用掃描儀掃描輸入文字。衡量掃描儀質(zhì)量的幾個(gè)主要指標(biāo)分別是掃描分辨率、掃描幅寬和顏色數(shù)等。

464．常用輸出設(shè)備就目前來(lái)說(shuō)，最常見(jiàn)的幾種輸出設(shè)備分別是顯示器、打印機(jī)和繪圖儀等，其特點(diǎn)如下。（1）顯示器顯示器是電腦的另外一個(gè)大部件，它在屏幕上反映了使用者鍵盤(pán)操作情況、程序運(yùn)行結(jié)果、內(nèi)存儲(chǔ)器中的信息，以及在播放VCD、DVD時(shí)觀賞影像。目前常用的顯示器主要有兩類，一類是類似電視機(jī)的CRT顯示器，一類是新型的液晶顯示器，如下頁(yè)圖所示。如果根據(jù)尺寸劃分，這兩類顯示器又可細(xì)分為15英寸、17英寸與19英寸等規(guī)格。此外，對(duì)于CRT顯示器來(lái)說(shuō)，根據(jù)顯像管規(guī)格的不同，又可細(xì)分為球面顯示器和純平顯示器（與目前的電視機(jī)類似）。

47CRT顯示器液晶顯示器對(duì)于CRT顯示器而言，其顯示原理與電視機(jī)類似，最重要的部件是顯像管。顯像管的前端是涂有特殊熒光材料的熒光屏，尾部為能同時(shí)發(fā)出三束光線，以控制紅、綠、藍(lán)三原色的電子槍。在控制電路的作用下，電子槍射出電子束，打擊熒光材料形成顯示光點(diǎn)（像素），屏幕上顯示的文字與圖形就是由這些光點(diǎn)組成的。48屏幕上的一個(gè)畫(huà)面被稱為一幀，每幀由多條掃描線構(gòu)成，而每條掃描線又由多個(gè)顯示光點(diǎn)組成。每條掃描線所能顯示的光點(diǎn)數(shù)×每幀所包含的掃描線數(shù)，被稱為屏幕的顯示分辨率，如我們通常所說(shuō)的640×480、800×600、1024×768等。此外，由于電子槍只能一次激發(fā)一個(gè)點(diǎn)發(fā)光，然后是下一個(gè)點(diǎn)。為了保持顯示的穩(wěn)定性，以及顯示內(nèi)容更改后能及時(shí)反饋到屏幕上，電子束始終在不斷地刷新屏幕顯示，我們把電子束在每秒內(nèi)刷新屏幕的次數(shù)稱為顯示器的刷新率，單位為Hz。我們之所以看到的是完整的圖像而不是一個(gè)個(gè)閃爍的點(diǎn)，是因?yàn)殡娮訕尩乃俣确浅？?，超過(guò)了人眼反應(yīng)的速度。衡量CRT顯示器性能的指標(biāo)主要有如下幾個(gè)。點(diǎn)距：所謂點(diǎn)距是指兩個(gè)臨近光點(diǎn)之間的距離。點(diǎn)距越小，意味著屏幕上的點(diǎn)越密，顯示效果也就越好。點(diǎn)距的單位是毫米（mm），就目前而言，顯示器的點(diǎn)距一般不應(yīng)大于0.28mm，否則畫(huà)面的精度就很低了。

49刷新率：當(dāng)顯示器的刷新率低于50次時(shí)，能明顯感覺(jué)到閃爍。60次的話基本沒(méi)有閃爍了，75次比較舒適，85次就很好了。如果需要掃描的點(diǎn)不很多，那么一般的電子槍是游刃有余的。但如果需要掃描的點(diǎn)成倍增加，那就需要更快的電子槍了。例如，只有一些高檔顯示器能在1600×1200分辨率的情況下，刷新率達(dá)到85Hz。屏幕尺寸：目前屏幕的尺寸主要有15英寸、17英寸、19英寸等規(guī)格，顯然，屏幕的尺寸越大越好。顯像管的類型：目前顯像管的類型主要有普通球面顯像管、直角平面顯像管、柱面顯像管（索尼“特麗瓏”和三菱“鉆石瓏”顯像管專用技術(shù)）與純平鏡面顯像管。采用不同的顯像管，顯示器在亮度、對(duì)比度、色彩方面的差異是非常明顯的。因此，對(duì)于相同尺寸的顯示器，其價(jià)格相差也很大。

50與CRT顯示器相比，液晶顯示器（LCD）的優(yōu)點(diǎn)在于它無(wú)輻射、無(wú)閃爍，其缺點(diǎn)是色彩不如CRT顯示器艷麗，反應(yīng)速度也較慢。因此，如果用戶只是一般地使用電腦，可選用液晶顯示器，否則，如果經(jīng)常利用電腦玩三維游戲，處理圖形、圖像或動(dòng)畫(huà)，還是應(yīng)選用CRT顯示器。液晶顯示器的主要部件是它的液晶板。當(dāng)光束通過(guò)液晶板中的液晶時(shí)，液晶體排列方式將改變，從而改變顯示。也正由于液晶顯示器的顯示原理完全不同于CRT顯示器，因此，液晶顯示器不存在刷新問(wèn)題，因而也不存在閃爍問(wèn)題。要衡量一臺(tái)液晶顯示器的質(zhì)量，主要看它的點(diǎn)距、分辨率、亮度與對(duì)比度、可視角度、反應(yīng)時(shí)間（指像素由亮轉(zhuǎn)暗再由暗轉(zhuǎn)亮所需的時(shí)間，如果反應(yīng)時(shí)間較慢的話，在播放影視、動(dòng)畫(huà)或玩游戲時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)拖尾現(xiàn)象）與色彩數(shù)。

51（2）打印機(jī)打印機(jī)用于打印文檔或圖像。目前主要有兩類打印機(jī)，一是激光打印機(jī)，二是噴墨打印機(jī)。激光打印機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是打印速度快，缺點(diǎn)是大部分激光打印機(jī)只能打印黑白圖。盡管也有彩色激光打印機(jī)，但價(jià)格較高。噴墨打印機(jī)的缺點(diǎn)是打印速度慢，優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低，并且可打印彩色圖像。如下圖所示。

激光打印機(jī)噴墨打印機(jī)衡量打印機(jī)性能的幾個(gè)主要指標(biāo)分別是：打印速度（每分鐘多少頁(yè)，簡(jiǎn)稱ppm），打印幅面，是否有附加功能（例如，是否具有復(fù)印、傳真功能）。

52（3）繪圖儀與投影儀繪圖儀主要用于繪制大幅面圖形，如各種統(tǒng)計(jì)圖、機(jī)械設(shè)計(jì)圖、房屋建筑圖等。目前最常見(jiàn)的繪圖儀是滾筒式筆式繪圖儀，如下頁(yè)圖左圖所示。繪圖儀裝有一個(gè)可以縱向和橫向移動(dòng)的繪圖部件，稱為繪圖筆架。筆架上可安裝一支或幾支各種顏色的繪圖筆，在計(jì)算機(jī)的控制下，繪圖筆不停地抬起、落下，并在紙面上移動(dòng)劃線，逐步畫(huà)出所需要的圖形。同時(shí)，在繪圖過(guò)程中，繪圖儀還可根據(jù)計(jì)算機(jī)發(fā)出的命令更換不同顏色的繪圖筆。投影儀是近年來(lái)逐漸推廣開(kāi)來(lái)的一種重要的輸出設(shè)備，它能連接在計(jì)算機(jī)的顯示器端口上，把應(yīng)該顯示在顯示器上的內(nèi)容投射到大屏幕或墻上，特別適合課堂教學(xué)與其他演示活動(dòng)，如下頁(yè)圖右圖所示。

53545．輔助設(shè)備在計(jì)算機(jī)中，除了上述設(shè)備外，還有一些輔助設(shè)備，如主板、顯示卡和調(diào)制解調(diào)器（Modem）等，其特點(diǎn)如下。（1）主板在微型計(jì)算機(jī)中，主板是電腦的一個(gè)重要部件，CPU、內(nèi)存、各種板卡、外存儲(chǔ)器，各種輸入、輸出設(shè)備，以及各種輔助設(shè)備都要連接到主板上，如下頁(yè)圖所示。主板各種接口作用如下：AGP插槽用于安裝顯卡，PCI插槽主要安裝聲卡、網(wǎng)卡等，ISA插槽由于速度太慢，目前已基本淘汰。硬盤(pán)接口用于連接硬盤(pán)與光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器，軟驅(qū)接口則連接軟驅(qū)。內(nèi)存插槽主要用于安裝內(nèi)存條，CPU插槽用于安裝CPU。同時(shí)，由于CPU的類型不同，某些主板提供的是插座，而不是插槽。位于主板后面的串行口主要用于連接外部串行設(shè)備，如調(diào)制解調(diào)器、鼠標(biāo)等；并行接口主要用于連接打印機(jī)；USB接口主要用于連接具有USB接口的各種外部設(shè)備，如打印機(jī)、刻錄機(jī)和數(shù)碼相機(jī)等。

55AGP插槽CMOS電池硬盤(pán)接口軟驅(qū)接口內(nèi)存插槽CPU風(fēng)扇固定插座電源插座鍵盤(pán)、鼠標(biāo)插孔PCI插槽串行、并行與多媒體接口USB接口CPU插座56就主板而言，芯片組又是其核心部件，它決定了如下幾個(gè)方面的性能。該主板支持使用何種類型的CPU。例如，VIA公司推出的KT266A芯片組主要針對(duì)的就是AthlonXPCPU，而P4x266針對(duì)的則是Pentium4CPU。能夠使用何種規(guī)格及容量的內(nèi)存。例如，Intel845芯片組支持的是DDR內(nèi)存，而Intel850芯片組支持的則是RDRAM內(nèi)存。支持何種類型的接口。例如，目前好一點(diǎn)的主板都提供了USB接口與IEEE1394火線接口。擴(kuò)展插槽的類型與數(shù)量。例如，好一點(diǎn)的主板應(yīng)支持UltraDMA100/133高速硬盤(pán)接口，AGP4X/8X高速顯卡接口。此外，現(xiàn)在好一點(diǎn)的主板都集成了音頻調(diào)制解調(diào)器、編碼解碼器，以及局域網(wǎng)控制器。也就是說(shuō)，將以前使用的聲卡和網(wǎng)卡都集成在了主板上。

57（2）顯示卡在電腦中，顯示卡（簡(jiǎn)稱顯卡）用于控制顯示器的顯示，如下圖所示。衡量顯卡最重要的兩個(gè)指標(biāo)分別是它所采用的顯示控制芯片，以及所配顯存（顯示內(nèi)存）的速度與容量。

對(duì)于普通的電腦用戶來(lái)說(shuō)，一般的顯卡已綽綽有余。但是，如果用戶是一名電腦游戲愛(ài)好者或者專業(yè)的圖形、圖像或動(dòng)畫(huà)制作人員，對(duì)顯卡的要求可能很高。例如，要求顯卡有較大容量和較快工作速度的顯存，能夠支持較高的分辨率與較多的顏色數(shù)，具有很高的屏幕刷新頻率，支持視頻輸入與輸出，支持雙顯示器，支持視頻捕捉與壓縮，以及其他一些增強(qiáng)特性等。

58（3）調(diào)制解調(diào)器隨著上網(wǎng)的流行，如果用戶所在地區(qū)尚未具備使用局域網(wǎng)上網(wǎng)的條件，則一臺(tái)調(diào)制解調(diào)器是必不可少的。利用它，用戶可方便地利用現(xiàn)有電話線隨時(shí)上網(wǎng)。目前，調(diào)制解調(diào)器有內(nèi)置和外置兩種類型，速度都是56kbit/s，并且某些調(diào)制解調(diào)器還具有傳真和語(yǔ)音功能，如下圖所示。

59（4）光盤(pán)刻錄機(jī)利用光盤(pán)刻錄機(jī)可方便地刻錄光盤(pán)，從而保存一些有價(jià)值的軟件與數(shù)據(jù)，制作電子相冊(cè)與VCD等。光盤(pán)刻錄機(jī)主要有兩種類型，一種是外置式，一種是內(nèi)置式。其中，內(nèi)置式光盤(pán)刻錄機(jī)的外觀與光驅(qū)完全一樣。此外，由于光盤(pán)刻錄機(jī)還可讀取光盤(pán)，因此，用戶還可將其作為光驅(qū)使用。衡量刻錄機(jī)質(zhì)量的最重要指標(biāo)就是它的讀取和寫(xiě)入速度。（5）數(shù)碼相機(jī)與普通相機(jī)不同的是，數(shù)碼相機(jī)將拍攝的圖像以數(shù)字形式保存在數(shù)碼相機(jī)的存儲(chǔ)器中，并配置了一個(gè)用于觀察拍攝效果的液晶顯示屏。因此，數(shù)碼相機(jī)不需要膠片。利用數(shù)碼相機(jī)還可以對(duì)拍攝的圖片進(jìn)行簡(jiǎn)單的編輯，或者傳輸?shù)诫娔X中進(jìn)行處理，再通過(guò)彩色噴墨或激光打印機(jī)打印出來(lái)，如下頁(yè)圖所示。

60衡量數(shù)碼相機(jī)的最重要的幾個(gè)指標(biāo)分別是像素?cái)?shù)（取決于分辨率，例如，假定數(shù)碼相機(jī)支持的最大分辨率為2048×1536，則照片的像素?cái)?shù)為約為315萬(wàn)）、顏色數(shù)、存儲(chǔ)器容量（越大越好，意味著可保存更多的照片）和電池的使用時(shí)間。

61計(jì)算機(jī)常用軟件計(jì)算機(jī)只有硬件是不能工作的，它還必須要有軟件。計(jì)算機(jī)軟件是指計(jì)算機(jī)可運(yùn)行的全部程序、數(shù)據(jù)及相關(guān)文檔資料的總和。沒(méi)有軟件的計(jì)算機(jī)被稱為“裸機(jī)”，它是什么也干不了的。同樣，如果沒(méi)有硬件的支持，軟件也就失去了用武之地，無(wú)法發(fā)揮它的功能。因此，電腦硬件是電腦系統(tǒng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，電腦軟件必須在電腦硬件的基礎(chǔ)上才能運(yùn)行，兩者互相依存、協(xié)同發(fā)展。根據(jù)控制計(jì)算機(jī)層次的不同，計(jì)算機(jī)的軟件又分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類，下面分別對(duì)它們進(jìn)行介紹。

621．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，使計(jì)算機(jī)能夠正常、高效地工作的程序及相關(guān)數(shù)據(jù)的集合。具有代表性的系統(tǒng)軟件有：操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)以及各種程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言的編譯系統(tǒng)等。（1）操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)（OperatingSystem，簡(jiǎn)稱OS）是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指揮調(diào)度中心，為各程序提供運(yùn)行環(huán)境。操作系統(tǒng)是所有軟件中最重要的一種，主要由CPU管理、存儲(chǔ)管理、設(shè)備管理、文件管理等幾個(gè)功能模塊組成。操作系統(tǒng)是介于計(jì)算機(jī)硬件和應(yīng)用軟件之間的一個(gè)結(jié)構(gòu)層，是計(jì)算機(jī)硬件與用戶之間的接口，它為用戶提供了一個(gè)高效的操作平臺(tái)。也就是說(shuō)，用戶通過(guò)操作系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)打交道，如果沒(méi)有操作系統(tǒng)，其他應(yīng)用軟件也就失去了立足之地。

63目前，微型計(jì)算機(jī)中常見(jiàn)的操作系統(tǒng)主要有Windows95/98/NT/2000/XP系列操作系統(tǒng)、Linux操作系統(tǒng)（免費(fèi)）與UNIX（高端應(yīng)用）等。（2）語(yǔ)言處理系統(tǒng)人們用計(jì)算機(jī)解決問(wèn)題時(shí)，必須用某種“語(yǔ)言”來(lái)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。具體地說(shuō)，就是利用某種計(jì)算機(jī)語(yǔ)言來(lái)編制程序，然后再讓計(jì)算機(jī)來(lái)執(zhí)行所編制的程序，從而讓計(jì)算機(jī)完成特定的任務(wù)。就目前來(lái)說(shuō)，主要有如下3類程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言：能直接被計(jì)算機(jī)理解和執(zhí)行的指令被稱為機(jī)器指令，它在形式上是由“0”和“1”構(gòu)成的一串二進(jìn)制代碼。這種語(yǔ)言的缺點(diǎn)是難于理解和記憶。64匯編語(yǔ)言：通過(guò)采用助記符來(lái)代替機(jī)器碼所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)符號(hào)語(yǔ)言，稱為匯編語(yǔ)言，如用ADD表示加法，用SUB表示減法等。與機(jī)器語(yǔ)言相比，雖然匯編語(yǔ)言在一定程度上克服了機(jī)器語(yǔ)言難于記憶的缺點(diǎn)，但對(duì)于大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)，匯編語(yǔ)言仍然難于理解和使用。使用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序被稱為匯編程序，它必須經(jīng)過(guò)翻譯，變成機(jī)器語(yǔ)言，才能被計(jì)算機(jī)所理解和執(zhí)行。高級(jí)語(yǔ)言：為了克服低級(jí)語(yǔ)言的缺點(diǎn)，人們?cè)O(shè)計(jì)了多種接近自然語(yǔ)言和數(shù)學(xué)表達(dá)式風(fēng)格的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，如Fortran語(yǔ)言（最早的高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，主要用于科學(xué)計(jì)算）、Basic語(yǔ)言（簡(jiǎn)單易用，主要用于科學(xué)計(jì)算、小型數(shù)據(jù)處理、計(jì)算機(jī)輔助教育等）、Pascal語(yǔ)言（結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，非常規(guī)范，主要用于程序設(shè)計(jì)教學(xué)）、C語(yǔ)言（功能很強(qiáng)，使用方便，兼有高級(jí)語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言的雙重優(yōu)點(diǎn)，很多著名軟件都是利用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的）等。同樣，用戶在使用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)好程序后，也必須借助該語(yǔ)言的編譯程序或解釋程序，將其翻譯成機(jī)器語(yǔ)言，才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別和執(zhí)行。其中，解釋程序是逐條解釋執(zhí)行高級(jí)語(yǔ)言。

65隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的日益擴(kuò)展和軟件技術(shù)的發(fā)展，高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言也在不斷地改進(jìn)。例如，隨著面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)思想和可視化程序設(shè)計(jì)思想的成熟，VisualBasic（由Basic演變而來(lái)）、VisualC++（由C語(yǔ)言演變而來(lái)）、Dephi（由Pascal語(yǔ)言演變而來(lái)）、PowerBuilder、Java已經(jīng)取代了以往的Basic、Pascal、C?？偟膩?lái)說(shuō)，現(xiàn)在的程序設(shè)計(jì)已非程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言所能概括。例如，由Basic演變而來(lái)的VisualBasic就變成由程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言、組件庫(kù)、各種支撐程序庫(kù)，以及編輯、調(diào)試程序組成的一個(gè)集成開(kāi)發(fā)環(huán)境。因此，現(xiàn)在的程序設(shè)計(jì)已經(jīng)變得越來(lái)越容易，用戶通常只需回答一些問(wèn)題或者設(shè)置一些參數(shù)，即