第讲电脑的基础知识.doc

个人收集整理 勿做商业用途第一讲 电脑（计算机)基础知识1.1 电子计算机的发展及其特点 电子计算机是一种能够自动、高速地进行算术和逻辑运算的电子设备。它是二十世纪科学技术发展最伟大的发明创造之一，是第三次工业革命中出现的最辉煌成就。目前,电子计算机已被广泛地应用于科学技术、国防建设、工农业生产以及人民生活等各个领域，对国民经济、国防建设和科学文化事业的发展产生了巨大的推动作用。今天，计算机的应用水平已成为各行各业步入现代化的重要标志之一，计算机应用能力也成为现代人才基本素质之一.1.1.1 计算机的发展 第一台电子计算机“ ENIAC ( Electronic Numerical Integrator and Calculator- 电子数字积分机和计算器）于 1946 年在美国宾夕法尼亚大学研制成功。它是当时数学、物理等理论研究成果和电子管等电子器件产生相结合的结果。这台电子计算机由 18000 多个电子管， 1500 多个继电器， 10000 多只电容器和 7000 多只电阻构成，占地 170 多平方米,功耗为 150 千瓦，重量约 30 吨,采用电子管作为计算机的逻辑元件，存储容量为 17000 多个单元，每秒能进行 5000 次加法运算。这台计算机的功能虽然无法与今天的计算机相比，但它的诞生却是科学技术发展史上的一次意义重大的事件，展示了新技术革命的曙光。 根据电子计算机所采用的物理器件,一般将电子计算机的发展分成四个阶段，也称为四代.表 1-11 是电子计算机发展过程简表.表 11-1 电子计算机发展过程简表 计算机代起迄年份 物理器件 主存储器 软 件 应用范围 第一代1946 1957 电子管磁芯、磁鼓汇编语言 科学计算 第二代1958 1964 晶体管磁芯、磁带程序设计语言管理程序 科学计算数据处理 第三代1965 1970 中、小规模集成电路磁芯、磁盘操作系统高级语言 逐步广泛应用 第四代1971 超大、大规模集成电路半导体、磁盘数据库网络软件 普及到社会生活各方面 50 多年来，随着技术的更新和应用的推动，计算机有了飞速的发展。今天，集处理文字、图形、图像、声音为一体的多媒体计算机方兴未艾，计算机也进入到了以计算机网络为特征的时代。 电子计算机的发展趋势，可以概括为“巨”、“微”、“网”、“智四个字。“ 巨 ，指速度快、容量大、计算处理功能强的巨型计算机系统.主要用于像宇宙飞行、卫星图像及军事项目等有特殊需要的领域. “ 微 ,指价格低、体积小、可靠性高、使用灵活方便、用途广泛的微型计算机系统。计算机的微型化是当前研究计算机最明显、最广泛的发展趋向，目前便携式计算机、笔记本计算机都已逐步普及。 “ 网 ”，指把多个分布在不同地点的计算机通过通信线路连接起来,使用户共享硬件、软件和数据等资源的计算机网络。目前全球范围的电子邮件传递和电子数据交换系统都已形成。 “ 智 ”，指具有“听觉、“视觉、“嗅觉”和“触觉”，甚至具有“情感”等感知能力和推理、联想、学习等思维功能的计算机系统. 目前，正处于超大规模集成电路全面发展和计算机广泛应用阶段.据专家预计，新一代的计算机应是“智能”计算机，它应当具有像人一样的能看、能听、能思考能力。 1.1。2 计算机的特点 电子计算机是一种能存贮程序，能自动连续地对各种数字化信息进行算术、逻辑运算地电子设备.基于数字化的信息表示方式与存贮程序工作方式，这样的计算机具有许多突出的特点。概括起来，电子计算机主要有以下几个显著特点： 自动化程度高 由于采用存贮程序的工作方法,一旦输入所编制好的程序,只要给定运行程序的条件，计算机从开始工作，直到得到计算处理结果，整个工作过程都可以在程序控制下自动进行，一般在运算处理过程中不需要人的直接干预.对工作过程中出现的故障，计算机还可以自动进行“诊断、“隔离”等处理.这是电子计算机的一个基本特点，也是它和其他计算工具最本质的区别所在. 运算速度快 计算机的运算速度通常是指每秒钟所执行的指令条数。一般，计算机的运算速度可以达到上百万次，目前最快的已达到十万亿次以上。计算机的高速运算能力，为完成那些计算量大,时间性要求强的工作提供了保证。例如天气预报、大地测量的高阶线性代数方程的求解,导弹或其它发射装置运行参数的计算，情报、人口普查等超大量数据的检索处理等。 数据存储容量大 计算机能够储存大量数据和资料，而且可以长期保留，还能根据需要随时存取、删除和修改其中的数据.计算机的大容量存储使得情报检索、事务处理、卫星图像处理等需要进行大量数据处理的工作可以通过计算机来实现.现在，一块存贮芯片可以存贮几百页英文书籍的内容等。 通用性强 由于计算机采用数字化信息来表示数值与其它各种类型的信息（如文字、图形、声音等）,采用逻辑代数作为硬件设计的基本数学工具。因此，计算机不仅可以用于数值计算，而且还被广泛应用于数据处理、自动控制、辅助设计、逻辑关系加工与人工智能等非数值计算性质的处理。一般来说，凡是能将信息用数字化形式表示，就能归结为算术运算或逻辑运算的计算,并能够严格规则化的工作，都可由计算机来处理.因此计算机具有极强的通用性,能应用于科学技术的各个领域,并渗透到社会生活的各个方面。 正是由于以上特点，使计算机能够模仿人的运算、判断、记忆等某些思维能力,代替人的一部分脑力劳动，按照人们的意愿自动地工作，因此计算机也被称为“电脑”。但计算机本身又是人类智慧所创造的，计算机的一切活动又要受到人的控制，它只是人脑的补充和延伸，利用计算机可以辅助和提高人的思维能力. 1.1。3 计算机的应用 计算机的应用十分广泛，目前已渗透到人类活动的各个领域，国防、科技、工业、农业、商业、交通运输、文化教育、政府部门、服务行业等各行各业都在广泛地应用计算机解决各种实际问题.归纳起来，目前计算机主要应用在以下几个方面: 数值计算（科学计算） 科学研究、工程技术的计算是计算机应用的一个基本方面，也是计算机最早应用的领域。科学计算所解决的大都是一些十分复杂的数学问题。数值计算的特点是计算公式复杂，计算量大和数值变化范围大，原始数据相应较少。这类问题只有具有高速运算和信息存储能力，以及高精度的计算机系统才能完成。例如数学、物理、化学、天文学、地学、生物学等基础科学的研究以及航天飞船、飞机设计、船舶设计、建筑设计、水利发电、天气预报、地质探矿等方面的大量计算都可以使用计算机来完成。 数据处理（信息处理） 数据处理是对数值、文字、图表等信息数据及时地加以记录、整理、检索、分类、统计、综合和传递，得出人们所要求的有关信息。它是目前计算机最广泛的应用领域。数据处理的特点是原始数据多，时间性强，计算公式相应比较简单。例如财贸、交通运输、石油勘探、电报电话、医疗卫生等方面的计划统计、财务管理、物资管理、人事管理、行政管理、项目管理、购销管理、情况分析、市场预测等工作。目前，在数据处理方面已进一步形成事务处理系统( TPS ）、办公自动化系统( OAS ）、电子数据交换系统（ EDI ）、管理信息系统( MIS ）、决策支持系统( DSS ）等应用系统. 过程控制（实时控制） 过程控制是指利用计算机进行生产过程、实时过程的控制，它要求很快的反应速度和很高的可靠性，以提高产量和质量,提高生产率，改善劳动条件，节约原料消耗，降低成本，达到过程的最优控制。例如，计算机广泛应用于石油化工、水电、冶金、机械加工、交通运输及其它国民经济部门中生产过程的控制以及导弹、火箭和航天飞船等的自动控制。 计算机辅助设计 （ CAD Computer Aided Design ) 利用计算机进行辅助设计，可以提高设计质量和自动化程度，大大缩短设计周期、降低生产成本、节省人力物力。由于计算机有快速数值计算、较强的数据处理以及模拟的能力，目前， CAD 已被广泛应用在大规模集成电路、计算机、建筑、船舶、飞机、机床、机械，甚至服装的设计上。除计算机辅助设计( CAD ）外,还有计算机辅助制造（ CAM )、计算机辅助测试( CAT ）、计算机辅助教学（ CAI ）等. 人工智能 ( AI - Artificial Intelligence ） 人工智能是使计算机能模拟人类的感知、推理、学习和理解等某些智能行为，实现自然语言理解与生成、定理机器证明、自动程序设计、自动翻译、图像识别、声音识别、疾病诊断，并能用于各种专家系统和机器人构造等。近年来人工智能的研究开始走向实用化。人工智能是计算机应用研究的前沿学科。 计算机网络 计算机网络是利用通信设备和线路将地理位置不同的、功能独立的多个计算机系统连接起来所形成的“网”。利用计算机网络，可以使一个地区、一个国家,甚至在世界范围内计算机与计算机之间实现软件、硬件和信息资源共享，这样可以大大促进地区间、国际间的通信与各种数据的传递与处理，同时也改变了人们的时空概念。计算机网络的应用已渗透到社会生活的各个方面.目前, Internet 已成为全球性的互联网络. 多媒体技术 这里的媒体是指表示和传播信息的载体，例如文字、声音、图像等.随着 80 年代以来数字化音频和视频技术的发展，逐步形成了集声、文、图、像一体化的多媒体计算机系统。它不仅使计算机应用更接近人类习惯的信息交流方式，而且将开拓许多新的应用领域。 1.1.4 计算机的分类 按照信息、元件、规模和用途的不同,电子计算机也相应有不同的分类。 按数据类型分类 电子计算机可以分为数字计算机、模拟计算机和混合计算机三种.在数字计算机中，所处理的数据都是以“ 0 ”与“ 1 数字代码的数据形式表示,这些数据在时间上是离散的，称为数字量，经过算术与逻辑运算后仍以数字量的形式输出；在模拟计算机中，要处理的数据都是以电压或电流量等的大小来表示，这些数据在时间上是连续的，称为模拟量,处理后仍以连续的数据(图形或图表形式）输出；在混合计算机中，要处理的数据用数字与模拟两种数据形式混合表示,它既能处理数字量,又能处理模拟量，并具有数字量和模拟量之间相互转换的能力。目前的电子计算机绝大多数都是数字计算机。 按元件分类 电子计算机可以分为电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模集成电路计算机等。随着计算机的发展,电子元件也在不断更新,将来的计算机将发展成为利用超导电子元件的超导计算机，利用光学器件及光路代替电子器件电路的光学计算机，利用某些有机化合物作为元件的生物计算机等. 按规模分类 电子计算机可以分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机等。“规模”主要是指计算机所配置的设备数量、输入输出量、存储量和处理速度等多方面的综合规模能力。 按用途分类 电子计算机可以分为通用计算机和专用计算机两种。通用计算机的用途广泛，可以完成不同的应用任务；专用计算机是为完成某些特定的任务而专门设计研制的计算机，用途单纯，结构较简单,工作效率也较高。现在使用的大多是通用计算机，四通打字机、银行取款机等都是专用计算机。1。2 计算机的组成一个计算机系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，其基本结构如图 13-1 所示。 图 1-3-1 计算机系统示意图 1。2.1 计算机的硬件系统 计算机硬件系统是指计算机系统中由电子、机械、磁性和光电元件组成的各种计算机部件和设备，虽然目前计算机的种类很多，但从功能上都可以划分为五大基本组成部分，它们是运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。它们之间的关系如图 1-32 所示。 其中细线箭头表示由控制器发出的控制信息流向，粗线箭头为数据信息流向。 图 132 计算机硬件组成 计算机五大硬件部件的基本功能为： 运算器 运算器是执行算术运算和逻辑运算的功能部件,算术、逻辑运算包括加、减、乘、除四则运算及与、或、非等逻辑运算以及数据的传送、移位等操作。 控制器 控制器是整个计算机系统的控制中心，它指挥计算机各部分协调地工作,保证计算机按照预先规定的目标和步骤有条不紊地进行操作及处理。 控制器从内存中逐条取出指令，分析每条指令规定的是什么操作（操作码)，以及进行该操作的数据在存储器中的位置(地址码)。然后，根据分析结果，向计算机其他部分发出控制信号.控制过程为:根据地址码从存储器中取出数据,对这些数据进行操作码规定的操作。根据操作的结果，运算器及其他部件要向控制器回报信息,以便控制器决定下一步的工作。 因此,计算机执行由人编制的程序，就是执行一系列有序的指令.计算机自动工作的过程,实质上是自动执行程序的过程. 存储器 存储器的主要功能是用来存储程序和各种数据信息，并能在计算机运行中高速自动完成指令和数据的存取. 存储器是具有“记忆功能的设备。它用具有两种稳定状态的物理器件来存放数据，这些器件也被称为记忆元件。 存储器按其在计算机中的作用可分为主存储器（ Main Memory ，简称主存）、辅助存储器( Auxiliary Memory , Secondary Memory ，简称辅存）和高速缓冲存储器（ Cache ，简称快存)。中央处理器能直接访问的存储器称为内存储器（ Internal Memory ，简称内存、主存)，它包括高速缓冲存储器和主存储器。中央处理器不能直接访问外存储器，外存储器的信息必须调入内存储器后才能为中央处理器进行处理。所以，内存存取速度比外存快.相对于辅存而言,内存的存取速度快,但容量较小，且价格较高.辅存的特点是存储容量大，价格低，但存取速度较慢，由于辅存设置在主机外部，故又称为外存储器（ External Memory ,简称外存）。 高速缓冲存储器简称快存，是为了解决 CPU 和主存之间速度匹配问题而设置的。如图 1-33 所示，它是介于 CPU 与 M 2 之间的小容量存储器，但存取速度比主存快。有了快存，就能高速地向 CPU 提供指令和数据，从而加快了程序执行的速度。由于能够提供廉价的半导体存储器，所以快存不仅在大型计算机中使用，而且也进入微型计算机的存储系统.快存可以看作为主存的缓冲存贮器,它通常由高速的双极型半导体存储器或 SRAM 组成。即快存的功能全部由硬件实现,并对用户是全透明的。 图 1-3-3 CPU 与存储器系统的关系 主存可分为两类：一类是随机存取存储器（ Random Access Memory ， RAM ),其特点是存储器中的信息能读能写， RAM 中信息在关机后即消失，因此，用户在退出计算机系统前，应把当前内存中产生的有用数据转存到可永久性保存数据的外存中去，以便以后再次使用， RAM 又可称为读写存储器;另一类是只读存储器（ Read Only Memory ， ROM ）,其特点是用户在使用时只能进行读操作，不能进行写操作,存储单元中的信息由 ROM 制造厂在生产时或用户根据需要一次性写入， ROM 中的信息关机后不会消失。 外存由磁表面存储器构成，目前主要使用外存存储器有顺序存取存储器（ Sequential Access Memory ， SAM ,如磁带存储器）和直接存取存储器（ Direct Access Memory ， DAM ,如磁盘存储器）两类。外存存贮器也称为输入 / 输出设备。 输入设备 输入设备是用来输入计算程序和原始数据的设备。常见的输入设备有键盘、图形扫描仪、鼠标器、摄像头以及模数转换器等等. 输出设备 输出设备是用来输出计算结果的设备。常见的输出设备有显示器、打印机、激光印字机、数字绘图仪等等。 计算机硬件系统的五个组成部分中,通常将运算器、控制器和内部存储器合称为主机，而把运算器和控制器合称为中央处理器( CPU Central Processing Unit ），输入输出设备以及外部存储器合称为外部设备. 1。2。2 计算机的软件系统 软件系统是为了方便用户操作使用计算机和充分发挥计算机效率，以及为解决各类具体应用问题的各种程序的总称。 软件系统分为系统软件和应用软件两大类： 系统软件 系统软件是为提高计算机效率和方便用户使用计算机而设计的各种软件，一般是由计算机厂家或专业软件公司研制。系统软件又分为操作系统、支撑软件、编译系统和数据库管理系统等。 操作系统 操作系统是为了合理、方便地利用计算机系统,而对其硬件资源和软件资源进行管理和控制的软件。操作系统具有处理机管理(进程管理）、存储管理、设备管理、文件管理和作业管理等五大管理功能,由它来负责对计算机的全部软硬件资源进行分配、控制、调度和回收,合理地组织计算机的工作流程，使计算机系统能够协调一致，高效率地完成处理任务。操作系统是计算机的最基本的系统软件，对计算机的所有操作都要在操作系统的支持下才能进行。 从操作上可以说操作系统是一台比裸机（不包含任何软件的硬件机器)功能更强、服务质量更高、使用户感觉方便友好的虚拟机器。因此，也可以说它是介于用户与裸机之间的一个界面，是计算机的操作平台，用户通过它来使用计算机。 支撑软件 (工具软件)支撑软件是支持其他软件的编制和维护的软件，是为了对计算机系统进行测试、诊断和排除故障，进行文件的编辑、传送、装配、显示、调试，以及进行计算机病毒检测、防治等的程序,是软件开发过程中进行管理和实施而使用的软件工具。在软件开发的各个阶段选用合适的软件工具可以大大提高工作效率和软件质量。在微机系统中，常见的支撑软件有编辑程序 EDLIN 、 EDIT ，连接程序 LINK ，调试程序 DEBUG ，工具程序 PCTOOLS ，系统检测程序 QAPLUS ,计算机病毒防治程序 CPAV 、 KILL 、 KV300 、 AV95 等。 编译系统 要使计算机能够按照人的意图去工作，就必须使计算机能接受人向它发出的各种命令和信息，这就需要有用来进行人和计算机交换信息的“语言”。计算机语言的发展有机器语言、汇编语言和高级程序设计语言三个阶段. 计算机机器语言 机器语言是用二进制代码表示的语言,是计算机唯一可以直接识别和执行的语言。 由于计算机并不懂得人类的语言，它只能识别 0 和 1 两种代码。人要和机器进行联系，就要编出由 0 和 1 组成的数字代码。这种计算机所能接受的代码,称为机器指令.一条机器指令用来控制计算机进行一个具体的操作内容,一般包括了操作码和地址码(操作数）两部分，它告诉计算机应进行什么运算，哪些数参加运算，这些数存放在哪里，计算结果将送到哪里去等等，这些都需要用户了解计算机内部结构和计算机原理。机器语言（又称低级语言）就是 二进制代码形式表示的机器基本 指令的集合.操作码和地址码各由二进制代码组成，它们的结构与组合形式构成了指令格式，最基本的形态可表示为： 操作码 OP 地址码 AD 指挥计算机完成具体处理任务的计算操作序列叫做计算机程序，编写程序的过程叫做程序设计,用机器语言进行程序设计就是要编写出由一条条机器指令组成的程序。 机器语言程序具有计算机可以直接执行，简洁,运算速度快等优点.但是，用机器语言编写程序也是一件十分繁琐的工作，要对计算机的结构、操作有相当的了解，要记住各种规定代码和它的含义，而且编写出的程序全是 0 和 1 所组成的代码，直观性差，非常容易出错，程序的检查和调试都比较困难。此外，各种计算机都有自己的机器指令系统，也就是说对机器的依赖性很强，用户的程序难于相互交流。由于机器语言可读性很差，程序容易出错又不易于检查和修改，而且不具备通用性，这就给计算机的推广使用造成了很大的障碍。 计算机汇编语言 汇编语言是为了解决机器语言难于理解和记忆，用易于理解和记忆的名称和符号（指令助记符)表示机器指令中的操作码，用十六进制或八进制形式表示操作数。例如用 ADD 表示加法,用 SUB 表示减法，用 MOV 表示数据传送等。由于指令助记符的含义和功能十分接近，这就提高了程序的可读性，便于程序的编写、检查和修改.这种用指令助记符组成的语言叫做汇编语言，用汇编语言编写的程序就是汇编语言源程序. 然而，由于汇编语言使用了计算机不能识别的指令助记符和十六进制或八进制数据,所以计算机并不能直接执行用汇编语言编写的程序,这就需要一个用机器语言编写的程序来把汇编语言源程序“翻译成机器目标程序，这个“翻译”程序就是汇编程序。 用汇编语言编写的源程序与机器语言编写的程序相比有了很大的进步。但是汇编语言仍然是依赖于机器的。因此，我们可以说，汇编语言是一种面向机器的语言.其缺点在于，为一种机器编制好的汇编语言程序,难以移植成为其他机器的汇编语言程序。 计算机高级语言 为了解决机器语言和汇编语言的种种缺陷，人们又创造了许多计算机“高级语言”。这种计算机高级语言为用户提供了一种既接近于自然语言,又可以使用数学算式表示方法,还相对独立于机器的工作方式，用户就在这种方式下按照给定的规则编写自己的源程序。 例如，在 BASIC 语言中的语句 IF B*B-4*ac=0 THEN PRINT (B+SQR(B*B-4AC)）/(2A） 表示了要在判别式 0 时打印输出一元二次方程 ax 2 +bx+c=0 的一个实根。 与汇编语言一样，由于计算机只能直接接受 0 和 1 组成的机器代码，并不能直接执行用高级语言编写的源程序，因此也必须要有一个能将高级语言源程序“翻译”成计算机所能识别的机器语言目标程序的翻译程序。被编译的程序称为源程序或源代码，经过翻译程序“翻译”出来的结果程序称为目标程序。翻译程序通常有编译和解释两种典型的实现途经（如图 13-4 , 1-35 所示）。 一种编译方式是用编译程序把用户高级语言源程序整个地翻译成机器指令表示的目标程序，然后再执行这个目标程序，最后得到计算结果。编译方式“翻译的总体效果比较好。 图 1-3-4 高级语言的编译方式 另一种解释方式是用解释程序把用户高级语言源程序逐句地翻译，译出一句立即执行一句，边解释边执行。这种方式较浪费机器时间,但可少占计算机内存,而且使用比较灵活。 图 13-5 高级语言的解释方式 目前,比较流行的计算机高级语言有： FORTRAN （ Formula Translator 公式翻译，用于科学与工程计算); COBOL ( Common Business Orieted Language 数据处理语言，用于事务处理）； PASCAL （结构程序设计语言，用于教学、科学计算、数据处理等）； BASIC （小型会话式语言，简单易学）； C (通用程序设计语言,适于编写系统软件）； PROLOG （一种逻辑程序设计语言,使用于人工智能领域）； 近几年来，随着面向对象和可视化技术的发展，出现 C + ， Java 等面向对象程序设计语言和 Visual Basic ， Visual C + ， Delphi 等语言. 由于编译（或解释）程序代替了人工把用高级语言源程序翻译为机器指令的目标程序，这就大大减少了用户编制程序的难度和工作量。使用高级语言后，一般用户可以不去顾及什么机器指令,也可以不必深入了解计算机的内部结构和工作原理，就能方便地使用计算机进 行各种科学计算或事务管理等，这就为计算机的广泛普及应用提供了可能。因此有人说，高级语言的出现是计算机发展中“最惊人的成就。 使用高级语言还有一个很大的优点，就是它不依赖于具体的机器类型，可以适用于不同的计算机，即具有通用性。用某一种高级语言编写的源程序几乎可以不加修改或稍作修改就能使用在不同的计算机上，这给用户带来了极大的方便。 从语言的级别上可以把程序设计语言分为低级语言（包括机器语言和汇编语言）和高级语言；从语言的特点、应用范围上可以把程序设计语言分为面向机器的语言(包括机器语言和汇编语言)、面向过程的语言（即过程化语言，如 FORTRAN 、 COBOL 、 PASCAL 、 C 等语言)和面向对象的语言（即非过程化语言或陈述性语言。使用时只要提出问题,计算机就能给出计算结果）. 数据库管理系统 数据库是以一定组织方式存储起来且具有相关性数据的集合,它的数据具有冗余度小，而且独立于任何应用程序而存在,可以为多种不同的应用程序共享。也就是说,数据库的数据是结构化了的，对数据库输入、输出及修改均可按一种公用的可控制的方式进行，使用十分方便，大大提高了数据的利用率和灵活性。数据库管理系统（ Data Base Management System ,简称 DBMS ）是对数据库中的资源进行统一管理和控制的软件，数据库管理系统是数据库系统的核心，是进行数据处理的有利工具。目前，被广泛使用的数据库管理系统有 FoxBASE 、 FoxPro 、 SQL Server 、 Visual FoxPro 等. 应用软件 应用软件是为计算机在特定领域中的应用而开发的专用软件。应用软件由各种应用系统、软件包和用户程序组成。各种应用系统和软件包是提供给用户使用的针对某一类应用而开发的独立软件系统，例如科学计算软件包( IMSL 等）,文字处理系统（ WPS 等），办公自动化系统（ OAS )，管理信息系统（ MIS )，决策支持系统（ DSS ）,计算机辅助设计系统( CAD ）等等。应用软件不同于系统软件，系统软件是利用计算机本身的逻辑功能，合理地组织用户使用计算机的硬、软件资源，以充分利用计算机的资源，最大限度地发挥计算机效率,便于用户使用、管理为目的;而应用软件是用户利用计算机和它所提供的系统软件，为解决自身的、特定的实际问题而编制的程序和文档。 组成电子计算机系统的硬件和软件是相辅相成的两个部分.硬件是组成计算机系统的基础，而软件是硬件功能的扩充与完善.离开硬件,软件无处栖身,也无法工作。没有软件的支持，硬件仅是一堆废铁。如果把硬件比做是计算机系统的躯体，那么软件就是计算机系统的灵魂，有躯体而无灵魂是僵尸,有灵魂而无躯体则是幽灵。 目前，所说的计算机一般都包括硬件和软件两个部分，而把不包括软件的计算机称为“裸机”. 1。3 计算机的基本工作原理 截止目前，计算机基本工作原理：采用以“存储程序”(将解题程序存放到存储器）和“程序控制（控制程序顺序执行）为基础的设计思想.这个思想是美籍匈牙利数学家冯诺依曼（ Von Neumann )于 1945 年提出的。根据这个原理,使用计算机前，要把处理的信息（数据）和处理的步骤(程序）事先编排好，并以二进制数的形式输入到计算机内存储中，然后由计算机控制器严格地按照程序逻辑顺序逐条执行，完成对信息的加工处理。这种基于“存储程序”和“程序控制”原理的计算机，称为冯诺依曼型计算机。1.4 微型计算机 目前计算机中发展最快，应用最广泛的是微型计算机.微型计算机自 1971 年美国 Intel 公司研制了第一个单片微处理器 Intel 4004 以来，由于其功能齐全、可靠性高、体积小、价格低廉、使用方便，得到了迅速的发展和广泛的应用，已经历了 4 位， 8 位, 16 位， 32 位四代发展阶段,其性能已达到以前中小型计算机的水平。目前，最普及的微型计算机是 IBM PC 系列及其兼容机。 1。4.1 微型计算机系统 随着大规模集成电路技术的迅猛发展，运算器和控制器被集成在一块集成电路芯片上，这就是微处理器（ p )，又称微处理机；以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出（ I/O ）接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机，称为微型计算机（ c )；微型计算机系统（ cs )是指由微型计算机配以相应的外围设备及其它专用电路、电源、面板、机架以及足够的软件而构成的系统。 微型计算机以微处理器和总线为核心。微处理器是微型计算机的中央处理部件，包括寄存器、累加器、算术逻辑部件、控制部件、时钟发生器、内部总线等；总线是传送信息的公共通道，并将各个功能部件连接在一起,总线分为数据总线、地址总线和控制总线三种。此外，微型计算机还包括随机存取存储器( RAM ）、只读存储器（ ROM )、输入 / 输出电路以及组成这个系统的总线接口等。微型计算机基本结构如图 1-41 所示。 图 1-4-1 微型计算机硬件系统基本结构图 1。4。2 微型计算机硬件配置 IBM PC 是美国最大的计算机生产公司国际商业机器公司于 1981 年推出的个人计算机。由于该机型具有结构合理、配置简单、操作方便、软件丰富、容易扩充等优点，在世界范围内被广泛使用，占领了绝大部分微机市场。 IBM PC 系列微机的硬件配置一般由主机、显示器、键盘、鼠标、打印机等组成（如图 14-2 所示）. 图 1-4-2 微型计算机外观 主机 主机由中央处理器、内存储器、磁盘驱动器、输入输出接口设备及电源等组成。 字长是指计算机能够做为一个整体进行传输、存储和运算的二进制数的位数。位数较长的计算机的算术运算可以有更高的精度，在相同时间内能处理、传送更多数据,有更大的地址空间，能支持数量更多、功能更强的指令。字长是计算机的一个重要技术指标。 IBM PC 系列微机的字长按 CPU 芯片而有所不同, 80286 总线为 16 位，字长为 16 位； 80386 和 80486 的总线为 32 位，字长为 32 位. 主频是指 CPU 时钟发生器所产生的节拍脉冲的工作频率.主频越高表明处理速度越快，如奔腾的 CPU 主频可达 300MHz 以上,奔腾的 CPU 主频可达 800MHz 以上.最近， Intel 又推出奔腾处理器。奔腾与奔腾不同，奔腾是奔腾的升级版,而奔腾是一种全新的设计,增添了许多功能，奔腾的 CPU 主频可达 1GHz 以上。 内部存储器容量也是计算机性能的重要标志之一,它常以字节（ B ）为单位来表示。每八位二进制位称为一个字节( byte ），一个字节可以存放一个字符。1B =1字节（ B ）1KB=1024 字节（ B ）1MB 1024KB 1GB 1024MB 目前内存可达 128MB 以上，硬盘可达几十 GB 。 外部存储器 外部存储器较多是磁表面存储器，磁表面存储器是在金属或塑料基体上涂敷一层磁性材料,利用磁层在不同方向的磁场作用下的两种剩磁状态表示 0 、 1 存贮信息，通过专门的读写信息的元件 - 磁头来读、写信息。在磁表面存储器中，磁盘的存取速度较快，具有较大的存贮容量。磁盘存储器是目前应用最广泛的外部存储器。磁盘又分作硬磁盘和软磁盘两种. 软盘存储器 软盘存储器由软（磁）盘、软盘驱动器和软盘适配器三部分组成.软盘是存贮信息的介质，其存贮容量一般为几百 KB 到几 MB 。软盘驱动器是读、写装置,它是机、电一体化产品，用以完成磁电和电磁转换以及读写控制功能。它通过读、写磁头与软盘交换信息.在进行读写时，磁头与软盘的接触提高了读写信息的分辨率。软盘适配器是与主机连接的接口. 软盘是一种涂有磁层的塑料圆盘。目前微型机使用的软盘有 5.25 英寸 盘和 3。5 英寸 盘两种。为了保护软盘，软盘总是封装在一个方形保护套中，构成一个不分割的整体。 3。5 英寸 软盘的外形如图 14-3 所示。 图 143 3.5 英寸软盘的外形 3。5 英寸盘写保护是由盘的一个角上的滑动块实现的:如果移动该滑动块而露出一个小孔（称为写保护孔），则该盘上的信息也只能读出而不能写入信息。软盘有以下一些技术指标： 面数（ side ）：只能用一面存贮信息的称为单面盘,能用两面存贮信息的称为双面盘，两面分别称为第 0 面和第 1 面. 磁道（ track ）：磁道是以盘片中心为圆心的一些同心圆,每一圆周为一个磁道。通常软盘的磁道为 40 或 80 ,数据即存贮在盘片的磁道内. 扇区（ sector ）:将每个磁道分成若干个区域，每个区域称为一个扇区。扇区是软盘的基本存贮单位。计算机读写数据时,无论数据多少，总是读写一个或几个完整的扇区，因此一个扇区也称为一个记录。通常每个扇区为 512 个字节。这样，存贮在软盘上的信息就可以通过它在的面号、磁道号和扇区号唯一地确定其位置(如图 1-4-4 所示)。 图 144 软磁盘的格式 磁盘的容量即为面数、磁道数 / 面、扇区数 / 磁道和字节数 / 扇区之乘积。例如， 3。5 英寸 的高密度软磁盘有两个磁面, 80 磁道数 / 面、 18 扇区数 / 磁道， 512 字节数 / 扇区，因此它的容量为 1。44MB . 软磁盘的永久性标签上常标有规格标志。 SS 表示单面, DS 表示双面; SD 表示低密度, DD 表示双密度， HD 表示高密度. 应当注意的是，软盘在使用前必须首先对其进行格式化.一个软盘未格式化不能存贮数据。要形成磁道、扇区必须使用操作系统格式化命令进行格式化. 硬盘存储器 硬（磁)盘存储器由硬盘机和硬盘控制器组成.硬盘机也称硬盘驱动器，它是集硬磁盘片和读写磁头为一体的装置；它的存贮容量一般由几十 MB 到几十 GB ,有比软盘存贮器大得多的存贮容量和快得多的存取速度。硬盘控制器也称硬盘适配器，是硬盘机与主机的接口。 硬盘的存储原理和软盘类似，它是由多个金属盘片组成，可以有多个磁头同时读写.数据在硬盘上也是以扇区为单位存取的,每个单位的地址由柱面号、磁头号和扇区号唯一确定。每一扇区的容量一般为 512B 。 常用的磁盘存储器，在主机箱内有磁盘驱动器来驱动磁盘高速旋转进行读写操作.硬盘的存储容量大，存取速度快，但被固定在主机箱中，拆卸不容易;软盘插取较容易，使用比较灵活，价格也低廉,但存储容量较小，存取速度较慢. 为了便于区分不同的磁盘驱动器,每个磁盘驱动器都被分配一个代号。一般软盘为 A 、 B 驱动器，硬盘为 C 驱动器（ C 盘上还可划分出 D 、 E 、 F 等逻辑盘）. 光盘存储器 光盘存储器由光盘和光盘驱动器组成。光盘的最大特点是存贮量大，并且具有价格低、寿命长、可靠性高的特点、特别适合于需要存贮大量信息的计算机使用，例如百科全书，图像、声音信息等。光盘的存储原理不同于磁表面存储器。它是将激光聚焦成很细的激光束照射在记录媒体上，使介质发生微小的物理或化学变化，从而将信息记录下来;又根据这些变化,利用激光将光盘上记录的信息读出. 用于计算机的光盘主要有三类：只能读出信息而不能写信息的只读性光盘（ CDROM )及一次写入光盘和可抹性光盘。 目前,随着多媒体计算机的发展，在微机系统中使用的主要是 CD-ROM ,它已成为微型计算机的基本配置之一。 显示器（ CRT ）显示器是一种最重要的输出设备,它可以显示键盘输入的命令和数据，也可以将计算结果以字符、图形或图像的形式显示出来。显示器由监视器和显示控制适配器两部分组成。监视器通过一个 9 针或 15 针的插头连接到主机箱内的显示控制适配器上. 通常称每一个亮点为一个像素。像素光点的大小直接影响着显示效果。一般说，每屏的列行像素数越大就越清晰.所以也把每屏的列行像素数称为分辨率。分辨率是显示器的一个主要指标。 按显示的颜色可以分为彩色显示器和单色显示器。按显示器的分辨率可分为低分辨率（约为 320 200 左右）、中分辨率（约为 640 480 左右)和高分辨率(约为 640 480 、 800 600 、 1024