微機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)

第1章信息技術(shù)與計算機(jī)1.1計算機(jī)的發(fā)展過程

1946年第一臺電子計算機(jī)ENIAC在美國賓州高校誕生（TheElectronicNumericalIntegratorandCalculator)炮彈彈道

1.1.1計算機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢

微型化網(wǎng)絡(luò)化巨型化智能化科學(xué)計算信息處理自動限制人工智能計算機(jī)幫助系統(tǒng)計算機(jī)的應(yīng)用RoCo的機(jī)器人電腦美國麻省理工學(xué)院的科研人員造出了一臺名為RoCo的機(jī)器人電腦。它的下部像人的脖頸，顯示器則似乎人的腦袋，屏幕是人的臉蛋，帶有“血管”的脖頸系統(tǒng)限制其腦袋的運動機(jī)器狗競賽視頻://56/u80/v_MjE0NzAxMzM.html1.1.2計算機(jī)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域醫(yī)院信息管理如電子病歷、數(shù)字化醫(yī)學(xué)影像、醫(yī)生和護(hù)士工作站等遠(yuǎn)程診斷對疑難病例進(jìn)行會診流行病學(xué)數(shù)據(jù)處理:軟件SAS、SPSS、EPI醫(yī)學(xué)圖像處理人工臟器基因探討一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)計算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)美籍匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼（JhonVonNeumann）計算機(jī)全部數(shù)據(jù)和程序都接受二進(jìn)制計算機(jī)由輸入設(shè)備、輸出設(shè)備、存儲器、運算器和限制器五大部分組成。將程序和指令依次存放在內(nèi)存儲器，且能自動依次執(zhí)行指令1.2計算機(jī)硬件系統(tǒng)顯示器主機(jī):主板、硬盤、光驅(qū)、軟驅(qū)、顯示卡、電源等鼠標(biāo)鍵盤光盤驅(qū)動器軟盤驅(qū)動器微型計算機(jī)主機(jī)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖軟盤驅(qū)動器電源主板硬盤驅(qū)動器CPU芯片插在總線插槽上的顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等內(nèi)存條1.2.1電子計算機(jī)的原理結(jié)構(gòu)電子計算機(jī)由運算器、限制器、存儲器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大部分組成CPU存儲器運算器限制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備CentralProcessingUnit中心處理器1.2.2微型計算機(jī)的硬件組成主板中心處理器存儲器總線輸入輸出接口電路輸入輸出設(shè)備（1）主板主板也稱做母板或系統(tǒng)板，主板是計算機(jī)內(nèi)最大的一塊集成電路板，它包括微處理器CPU插槽(Socket和Slot兩種)、內(nèi)存插槽、總線擴(kuò)展槽、輸入輸出接口電路等。（2）中心處理器CPU

（CentralProcessingUnit)CPU芯片確定計算機(jī)的性能通常對計算機(jī)的稱呼是依據(jù)CPU的型號得來的：Intel8086/8088、80286、80486、Pentium、PentiumMMX、PentiumPro、PentiumII、PentiumIII700和PentiumⅣ。Celeron（賽揚）系列、AMD1.2.6主要參數(shù)主頻：CPU的工作頻率。如866MHz,2.5GHzCPU的工作頻率。是衡量計算機(jī)速度的常用指標(biāo)。外頻：CPU必需與主板的總線相連，才能與其他設(shè)備傳送數(shù)據(jù)，與CPU相連的總線的工作頻率即CPU的外頻。外頻一般遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于CPU的主頻。字長：CPU在單位時間內(nèi)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。名詞說明頻率：計算機(jī)設(shè)備每秒鐘工作的次數(shù)，單位是赫茲(Hz)。由于計算機(jī)的工作速度很快，一般以MHz表示頻率。1MHz=1000000Hz，即1秒鐘工作100萬次。CPU芯片推出時間芯片集成度（萬/片）主頻（MHz）字長(位)Pentium1993.331060~23332PentiumMMX1997.1166~23332PentiumPro1995.11550166~23332PentiumⅡ1997.5750233~45032Celeron1998

>30032PentiumⅢ1999>910450～100032PentiumⅣ20001000～64微型計算機(jī)的發(fā)展1.2.7CPU新技術(shù)超線程技術(shù)超線程技術(shù)的原理是通過在硬件上的微小變更，使得單處理器在操作系統(tǒng)及應(yīng)用軟件層面上表現(xiàn)為兩個或更多的邏輯CPU。雙核技術(shù)為了能夠接著提高CPU的速度，一些硬件廠商提出了在一個處理器上集成兩個運算核心的方案，這就是所謂的雙核技術(shù)。（3）存儲器①內(nèi)存儲器 內(nèi)存儲器是計算機(jī)臨時存放數(shù)據(jù)的地方，可以由CPU干脆訪問。內(nèi)存儲器分為只讀存儲器ROM(ReadOnlyMemory)和隨機(jī)存儲器RAM(RandomAccessMemory)兩大類。只讀存儲器的內(nèi)容是出廠時固化了的,只能讀出來運用，不能改寫或刪除，斷電后不會消逝。隨機(jī)存儲器既可以讀也可以寫，斷電后信息全部消逝。隨機(jī)存儲器RAMRAM又分為靜態(tài)存儲器(SRAM)和動態(tài)存儲器(DRAM)兩種。靜態(tài)RAM速度特殊快，成本高，主要用于高速緩存（Cache)。動態(tài)RAM速度比靜態(tài)RAM低，但成本低，適于作大容量存儲器。通常提到計算機(jī)的內(nèi)存就是動態(tài)RAM。高速緩沖存儲器（Cache）緩存是計算機(jī)中的重要概念，很多設(shè)備都具有緩存。它是一種高速的數(shù)據(jù)臨時存儲器，用來解決不同設(shè)備件速度不匹配造成的低效率問題。用于CPU的緩存，CPU在讀寫時，首先訪問Cache高速緩沖存儲器外存儲器內(nèi)存儲器存儲器示意圖00010010地址碼一個字節(jié)Byte1Byte=8bit字長一個二進(jìn)制位bit基本概念位和字節(jié)位(bit)是計算機(jī)中的最小單位，它是二進(jìn)制的一位數(shù)。字節(jié)(byte)是計算機(jī)中的最小存儲單位。它由8位二進(jìn)制數(shù)組成，即一個字節(jié)由8位。計算機(jī)中凡是與存儲相關(guān)的度量都以字節(jié)為單位。1KB=1024Byte1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB常用的外存有磁盤存儲器和光盤存儲器等，它們和內(nèi)存一樣，也是以字節(jié)為單位。②外部存儲器磁盤驅(qū)動器軟盤驅(qū)動器(FloppyDiskDrive)軟盤：3.5英寸1.44MB

軟盤總?cè)萘?磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×磁盤面數(shù)(2)×512（每扇區(qū)512Byte)79道0道扇區(qū)磁頭硬盤驅(qū)動器（HardDiskDrive)它由若干磁性圓盤組成。(Winchester盤)硬盤尺寸：3.5英寸及2.5英寸。存儲容量=磁頭數(shù)×柱面數(shù)×扇區(qū)數(shù)×512（每扇區(qū)512Byte）接口：數(shù)據(jù)線接口和電源接口IDE(IntegratedDriveElectronics)SCSI(SmallComputerSystemInterface)讀寫頭硬盤的參數(shù)容量：硬盤容量的大小確定論它能存儲的數(shù)據(jù)量。20GB,40GB,80GB…目前都在GB數(shù)量級以上轉(zhuǎn)速：是指盤片每分鐘所轉(zhuǎn)的圈數(shù)，轉(zhuǎn)速越快，在確定時間內(nèi)通過磁頭的數(shù)據(jù)就越多。典型的轉(zhuǎn)速有5400,7200等緩存：為削減CPU等待時間。目前IDE硬盤一般為512KB或2MB還有數(shù)據(jù)傳輸率、平均尋道時間光盤存儲器 光盤驅(qū)動器：讀取光盤信息的設(shè)備。是多媒體電腦不行缺少的硬件配置。光盤存儲容量大，價格便宜，保存時間長，適宜保存大量的數(shù)據(jù)，如聲音、圖像、動畫、視頻信息、電影等多媒體信息。光盤驅(qū)動器主要有：CD—ROM是只讀光盤驅(qū)動器CD—R只能寫入一次，以后不能改寫CD—RW是可寫、可讀光盤驅(qū)動器DVD-ROM目前一些高檔機(jī)型已配置DVD驅(qū)動器。DVD盤片的容量為4.7GB，相當(dāng)于CD-ROM（容量為700MB）光盤的7倍。DVD盤片可分為：DVD—ROM、DVD—R（可一次寫入）、DVD—RAM（可多次寫入）和DVD—RW（讀和重寫）。其他外存儲設(shè)備USB閃存（FlashMemory）（U盤）存儲棒（MemoryStick）MD磁光盤（MagnetoOptical）SD卡（SecureDigitalMemoryCard，平安數(shù)碼卡）存儲器總結(jié)內(nèi)存儲器只讀存儲器（ROM）隨機(jī)存儲器（RAM）動態(tài)RAM靜態(tài)RAM（SRAM）外存儲器：硬盤、軟盤、U盤、光盤存儲器Cache速度快（4）總線（Bus）總線是計算機(jī)硬件設(shè)備之間的高速馬路，全部的數(shù)據(jù)和信息都通過總線在設(shè)備間高速傳送。總線以位表示寬度。按功能分類：地址總線(AddressBus)數(shù)據(jù)總線(DataBus)限制總線(ControlBus)按總線的層次結(jié)構(gòu)可分CPU總線存儲總線I/O總線外部總線I/O系統(tǒng)總線標(biāo)準(zhǔn)ISA總線(IndustryStandardArchitecture)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu),16為總傳輸速率為8MB/SPCI總線(PeripheralComponentInterconnect)計算機(jī)中多運用PCI總線標(biāo)準(zhǔn)，傳輸位數(shù)為32/64位，傳輸速率為132MB/S。AGP總線(AcceleratedGraphicsPort)加速圖形接口，是Intel公司推出的新一代圖形顯示卡專用總線。擴(kuò)展槽和總線接口PCI總線ISA總線（5）輸入輸出接口電路軟盤驅(qū)動器接口電路硬盤驅(qū)動器接口電路常見的硬盤驅(qū)動器接口類型有IDE接口和SCSI接口并行打印機(jī)接口電路(LPT1,LPT2)串行通信接口電路(COM1,COM2)軟盤驅(qū)動器A：B:34芯信號線硬盤、光盤驅(qū)動器(C:D:E:…）

40芯信號線USB接口電路(UniversalSerialBus通用串行總線)接口電路是由Compaq、Digital、IBM、Intel、Microsoft、NEC以及NorthernTelecom七家公司共同開發(fā)的一種新的外設(shè)連接技術(shù)。這一技術(shù)最終解決對串行設(shè)備和并行設(shè)備任何與計算機(jī)相連的爭論，從而大大地簡化計算機(jī)與外設(shè)的連接過程，傳輸率較低。微型計算機(jī)主機(jī)箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖軟盤驅(qū)動器電源主板硬盤驅(qū)動器CPU芯片插在總線插槽上的顯卡、聲卡、網(wǎng)卡等內(nèi)存條（6）輸入/輸出設(shè)備（I/O設(shè)備）輸入設(shè)備鍵盤、鼠標(biāo)掃描儀掃描儀、手寫輸入板、語音輸入的話筒、攝像機(jī)、數(shù)碼像機(jī)、調(diào)制解調(diào)器等輸出設(shè)備顯示器、打印機(jī)等繪圖儀、調(diào)制解調(diào)器等顯示器按顯像管分類：傳統(tǒng)顯示器CRT(Cathode-Ray-Tube陰極顯示管)液晶顯示器LCD(LiquidCrystalDisplay)顯示系統(tǒng)

總線擴(kuò)展槽視頻信號線主板顯示器顯示卡顯示卡顯示卡的顯示方式分為VGA、SVGA、AVGA標(biāo)準(zhǔn)VGA顯示方式的辨別率為640×480，16色SVGA顯示方式的辨別率可達(dá)1024×768~1600×1200，色深32位（即顏色數(shù)為232種）顯存VRAM(VideoRAM視頻隨機(jī)存儲器)，其容量大小為2M、4M、8M、16M、32M等顯示器的參數(shù)像素和辨別率：辨別率是指屏幕上象素的數(shù)目。例：800（行）×600（列）。目前17英寸顯示器辨別率達(dá)到1280×1024,1600×1200垂直掃描頻率（刷新頻率）：隔行掃描和逐行掃描點距、帶寬顯示面積：常見的有14、15、17、20英寸等。打印機(jī)打擊式：針式打印機(jī)：通過打印針頭撞擊色帶，把色帶上的墨印在紙上?，F(xiàn)在的針式打印機(jī)通常為24針打印。180ⅹ180dpi非打擊式：噴墨打印機(jī)：通過墨盒噴墨打印激光打印機(jī)：耗材是硒鼓一個完整的計算機(jī)系統(tǒng)包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)1.3計算機(jī)軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件（面對機(jī)器） 系統(tǒng)軟件是管理、監(jiān)控和維護(hù)計算機(jī)硬件資源和軟件資源的軟件，包括：各種語言的匯編程序、編譯程序、說明程序；操作系統(tǒng)如：(DOS、Linux、Windows、Unix等)；數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等。應(yīng)用軟件（面對用戶） 應(yīng)用軟件是針對某一個特地目的而開發(fā)的軟件，如：文字處理軟件、表格處理軟件、財務(wù)管理系統(tǒng)、幫助教學(xué)軟件等。1.3.1系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是對計算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行管理和限制的程序的集合。操作系統(tǒng)的功能包括：處理器管理、存儲器管理、設(shè)備管理、文件管理和作業(yè)管理。操作系統(tǒng)分成以下幾類：單用戶操作系統(tǒng)、批處理操作系統(tǒng)、實時操作系統(tǒng)、分時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等。1.3.2應(yīng)用軟件公用軟件商業(yè)軟件共享軟件免費軟件1.3.3計算機(jī)語言機(jī)器語言：機(jī)器唯一可以識別的語言。匯編語言：符號化了的機(jī)器語言。高級語言：通過編譯和鏈接，變成機(jī)器語言。例如：C、C++、C#、JAVA等。高級語言的翻譯高級語言的翻譯有兩種方式：編譯方式和說明方式。源程序源程序目標(biāo)代碼可執(zhí)行程序代碼優(yōu)化連接翻譯一條，執(zhí)行一條翻譯執(zhí)行結(jié)果解釋方式編譯方式編譯程序與說明程序最大的區(qū)分之一在于前者生成目標(biāo)代碼，而后者不生成；此外，前者產(chǎn)生的目標(biāo)代碼的執(zhí)行速度比說明程序的執(zhí)行速度要快；后者人機(jī)交互好，適于初學(xué)者運用。為什么要接受二進(jìn)制?電路通常有兩種穩(wěn)態(tài)：開關(guān)的合上與斷開、電燈的亮與滅、二極管的導(dǎo)通與截止、高電平與低電同等二進(jìn)制運算簡潔便于進(jìn)行邏輯運算1.4信息的表示及存儲1.4.1數(shù)制與數(shù)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制二進(jìn)制（Binary)八進(jìn)制(Octal)十六進(jìn)制(Hex)00000001000111200102230011334010044501015560110667011177810001089100111910101012A11101113B12110014C13110115D14111016E15111117F十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制、十六進(jìn)制比照表二進(jìn)制十進(jìn)制(1010)2=1×23+0×22+1×21+0×20

=(10)10(111000001)2=28+27+26+20 =256+128+64+1 =(449)10158=1×102+5×101+8×1001.4.2字符表示法ASCII碼（主要編碼方式）8位二進(jìn)制代碼表示一個英文字符或者限制符，計算機(jī)中用8個二進(jìn)制位表示一個字符——字節(jié)。最高位為0，作為校驗位，后7位用于字符編碼（見第7頁）如：小寫字母a的ASCII編碼為(1100001)2十進(jìn)制表示97BCD碼（略）1100001表1-2英文字符ASCII表b6b5b4b3b2b1b00000010100111001011101110000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111NULSOHSTXETXEOTENQACKBELBSHTLFVTFFCRSOSIDLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUSSP!〃#＄%&‘()*+,-./0123456789:;<=>?@ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ[\]↑_`abcdefghijklmnopqrstuvwxyz{|}~DEL1.4.3漢字表示法國標(biāo)碼依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB2312《信息交換漢字編碼字符集-基本集》所編的漢字編碼又稱為漢字交換碼，共7445個漢字及字符，其中漢字6763個，分為一級字庫（3755個漢字），二級字庫（3008個漢字）例：漢字“大”的編碼為3473H0011001001111001ASCII碼4ASCII碼s漢字編碼機(jī)內(nèi)碼（簡稱內(nèi)碼）用兩個字節(jié)表示一個漢字，為了與ASCII區(qū)分，每個字節(jié)的最高位置為1。001100100111100110000000100000003473H10110010111110018080HB4F3H+國標(biāo)碼機(jī)內(nèi)碼漢字編碼輸入碼（簡稱外碼）編碼漢字輸入：為運用戶能夠在西文鍵盤輸入漢字而設(shè)計的編碼。輸入碼有很多種不同的編碼方案：音碼（如拼音編碼）形碼（如五筆）數(shù)字碼（如區(qū)位碼）非編碼漢字輸入手寫板語音輸入輸出碼（點陣字庫）0000000110000000000000011000000000000001100000000000000110000000001111111111110000111111111111000011000110001100001100011000110000110001100011000011000110001100001111111111110000111111111111000000000110000000000000011000000000000001100