计算机基础——理论必考知识点汇编.doc

第一章 信息技术概述
一. 信息与信息技术
(一) 信息：
1. 客观事物立场：事物运动的状态及状态变化的方式
2. 认识主体立场：认识主体所感知或所表述的事物运动及其变化方式的形式、内容和效用
3. 信息是人们认识世界和改造世界的一种基本资源。
(二) 信息处理的行为和活动：信息收集、信息加工、信息存储、信息传递、信息施用。
(三) 信息技术IT：用来扩展人的信息器官功能、协助人们进行信息处理的一类技术。
1. 扩展人类感觉器官功能的感测（获取）技术与识别技术——雷达
2. 扩展神经系统功能的通信技术
3. 扩展大脑功能的计算（处理）与存储技术——信息系统
4. 扩展效应器官功能的控制与显示技术
(四) 常见信息处理系统
1. 电视/广播系统：单向的、点到多点（面）的以信息传递为主要目的的系统。
2. 电话：双向的、点到点的以信息交互为主要目的的系统
3. Internet是一种跨越全球的多功能信息处理系统
(五) 现代信息技术
1. 特点：以数字技术为基础、以计算机为核心、采用电/光子技术。
2. 涉及领域：通信、广播、计算机、微电子、遥感遥测、自动控制、机器人等。
3. 核心技术：微电子技术、通信技术、计算机技术
二. 微电子技术简介
(一) 微电子技术以集成电路为核心；集成电路芯片是信息产业的基础
(二) 集成电路IC：
1. 定义：以半导体单晶片作为材料，经平面工艺加工制造，将大量晶体管、电阻等元器件及互连线构成的电子线路集成在基片上，构成一个微型化的电路或系统。
2. 特点：体积小、重量轻、可靠性高、功耗小
3. 现代集成电路使用的半导体材料：硅（Si）、砷化镓（GaAs）等
4. 制造：
1) 工序：从原料熔炼开始到最终产品包装大约需要400多道工序。
2) 条件：必须在恒温、恒湿、超洁净的无尘厂房内完成。
3) 工艺技术名称：硅平面工艺
4) 技术指标：线宽（主流技术线宽为45纳米或65纳米）
5. 集成电路的工作速度主要取决于组成逻辑门电路的晶体管的尺寸，晶体管的尺寸越小，其极限工作频率越高，门电路的开关速度就越快。
(三) 集成电路分类
1. 按所包含的电子元件数目分：
1) 中小规模集成电路集成对象：门电路或单级放大器；
2) 大规模集成电路集成对象：功能部件、子系统；
3) PC机使用的微处理器、芯片组、图形加速芯片都是超大规模（VLSI）和极大规模集成电路。
2. 按功能分：数字集成电路（如逻辑电路、存储器、微处理器、微控制器、数字信号处理器等） 、模拟集成电路（又称为线性电路，如信号放大器、功率放大器等）
3. 按用途分：通用集成电路（如微处理器和存储器芯片等）、专用集成电路（ASIC、FPGA）
(四) Moore定律：（在未来的十多年里）单块集成电路的集成度平均每18～24个月翻一番
(五) 集成电路卡=IC卡
1. 又称为Chip Card或Smart Card
2. IC卡分类：
1) 存储器卡、CPU卡（如手机SIM卡——不仅可以存储数据，还可以通过加密逻辑对数据进行加密）
2) 接触式（插入读卡机卡口中，通过金属触点传输数据）、非接触式（卡中无电源；利用电磁感应无线传输数据）
A. 我国第二代居民身份证为非接触式IC卡
三. 通信技术入门
(一) 现代通信：
1. 定义：使用电波或光波双向传递信息的技术（电信）。
2. 注意：利用书、报、杂志、磁带、光盘等传递信息均不属于现代通信的范围
(二) 通信基本原理：
1. 通信三要素：信源（信息发送者）、信道（信息载体与传播媒介）、信宿（信息接收者）
2. 信号两种形式：模拟信号、数字信号
(三) 调制解调
1. （狭义说）调制即数字信号转为模拟信号的过程、解调即模拟信号还原数字信号的过程
2. 调制所用的设备称为“调制器”、解调所使用的设备叫“解调器”
3. 由于通信大多数情况下都是双向的，因此把实现调制和解调功能的设备放在一起，称之为“调制解调器”（MODEM）
1) 调制解调器具有将传输信号转换成适合远距离传输的调制信号及对接收到的调制信号转换为传输的原始信号的功能
2) 外置式调制解调器，应该接在计算机的串口或USB接口上
(四) 多路复用技术：
1. 定义：让多路信号同时共用一条传输线路，提高传输线路利用率的技术。
2. 分类：频分多路复用、时分多路复用、码分多路复用、波分多路复用技术。
1) 频分多路复用（FDM）——模拟传输采用（收音机收听多个不同的电台节目）
2) 时分多路复用（TDM）——数字传输采用
(五) 模拟通信VS数字通信

模拟通信
数字通信
抗干扰能力
弱
强（差错可以控制）
传输质量
不稳定
高（支持长距离）
通信安全性
一般
有保证（可以加密）
灵活性
一般
好（能适应各种应用的要求）
其他
历史悠久、技术成熟、结构简单、成本低
通信设备小型化、微型化、低功耗
(六) 数字通信：
1. 数字传输技术：基带传输（直接用数字信号传输信息）、频带传输（用数字信号对载波进行调制传输信息）
1) 载波通信可传输电报、电话、传真和数据（如图像）
2) 频带传输技术：数字信号的远距离传输需要使用频带传输技术，如家庭拨号上网的MODEM，就是把计算机输出的数字信号（只有“1”和“0”）调制成频带信号然后送到电话线上去
3) 数字信号调制方法：幅移键控法（调幅）、频移键控法（调频）、相移键控法（调相）
2. 应用：全面采用数字技术的系统就分别称为“数字广播”和“数字电视”
3. 性能指标：
1) 信道带宽：
A. 模拟通信系统中：称频宽，以赫兹（Hz）为单位；指可以几乎无失真地传输的模拟信号的频率变化范围（带宽=最高频率-最低频率）
B. 数字通信系统中：称信道容量，一般以波特率（bps）或符号率描述；指一个信道单位时间内允许的最大数据传输速率——例如“我用的是10M bps宽带上网”
2) 数据传输速率（数据率）：
A. 实际进行数据传输时单位时间内传送的二进位数目
B. 单位有 Kbps、Mbps、Gbps
3) 误码率：
A. 定义：数据传输中出错数据占被传输数据总数的比例
B. 意义：数据传输可靠性指标
C. 原因：噪声（信息传输时不同信道之间信号的串扰对信道上传输信号所产生的影响）
4) 端－端延迟：数据从信源传送到信宿所花费的时间。
(七) 传输介质：金属导体（双绞线和同轴电缆）、光纤、电磁波。
1. 双绞线
1) 双绞的目的：降低各线对之间的电磁串扰
2) 优点：数字信号、模拟信号均可传输；各线对采用双绞线，减少了各线对之间的串扰；频带较电话线宽，每对线可传输60路电话信号，多线对能提供上千个话路，适用于干线通信。
3) 缺点：容易受到外部高频电磁波干扰，且线路本身会产生一定噪声，误码率较高；如用作数据通信网络的传输介质，每隔一定距离需要使用中继器或放大器。
4) 常见应用：电话系统（模拟信号）、局域网（数字信号）。
5) 目前，大多数10/100Mbps传输速率的以太网采用的传输介质是5类双绞线。
2. 同轴电缆
1) 优点：良好的传输特性和屏蔽特性；
2) 缺点：传输速率取决于电缆长度
3) 定位：用于主要传输干线可以构成大容量的载波通信系统
4) 分类：基带（50欧，数字信号）、宽带（75欧，模拟信号）
5) 常见应用：有线电视系统（模拟信号）、局域网（数字信号）
3. 光纤（光导纤维）：
1) 物理原理：全反射（光纤弯曲也能传导光信号）
光波在纤芯中的传输原理：当光线的入射角足够大时，就会出现全反射，重复此过程，光就沿着光纤传播下去。
2) 优点：通信容量大，数据传输速率高、绝缘体不受高压线和雷电的电磁干扰、抗核辐射能力强、保密性最强，不易被窃听截取数据、重量轻，便于运输和铺设、传输损耗小，无中继通信距离长（可达几千公里）、原材料SiO2资源丰富，节约有色金属。
3) 缺点：精确连接两根光纤比较困难
4) 分类：单模光纤(远距离通信) 、多模光纤（近距离通信，如局域网）。
5) 光纤中采用的多路复用技术：波分多路复用
6) 全光网：为了克服远距离传输的信号衰减，光信息在传输及交换时始终以光的形式进行，不需要经过光/电、电/光转换和光的中继，这样就可以大大节省成本。
4. 无线通信（微波、卫星、红外线、激光等）
1) 微波通信
A. 微波：极高频率（300MHz～300GHz范围内）的电磁波，波长很短，按直线传播但很容易被地面吸收（绕射能力差），不能延地球表面传播
B. 方式：地面微波接力通信、卫星通信、对流层散射通信。
C. 优点 ： 容量大、可靠性高、建设费用低、抗灾能力强、可用于模拟或数字通信、安全性好（可将信息进行定向传输，防止信号被截取）
2) 卫星通信
A. 微波接力通信技术与空间技术相结合的产物——特殊的无线电波中继系统
B. 优点：通信距离远、频带宽、容量大、抗干扰强、通信稳定。
C. 缺点：AD皆可、造价高、技术复杂、有较大延时、同步轨道卫星数目有限。
3) 红外线通信：局限于很小一个范围
4) 无线电波可以按频率分成中波、短波、超短波和微波
A. 无线电波可用于广播、电视，也可以用于传输数字信号
B. 短波：具有较强的电离层反射能力，适用于环球通信
(八) 移动通信
1. 第一阶段：20世纪20年代～50年代末
2. 第二阶段：20世纪50年代～60年代
3. 第二阶段：20世纪70年代～至今——个人移动通信
1) 第一代：蜂窝式模拟移动通信系统
2) 第二代：数字传输信号，增加了接受数据的功能，如GSM。
A. GSM提供了分组交换和分组传输方式的数据业务GPRS
B. 时分多址、码分多址CDMA
C. 移动通信系统由移动台、基站、移动电话交换中心等组成（都不可省略）
a) 移动台：移动的通信终端（收发无线信号），包括手机、无绳电话等
b) 每个基站的有效区域既相互分割，又彼此有所交叠，整个移动通信网如“蜂窝”。
c) 若空旷区域内无法使用手机通信，其原因最有可能是该区域没有建立基站
3) 第三代：移动通信3G（3rd Generation）
四. 数字技术基础
(一) 信息的基本单位——比特bit
1. 比特只有两种状态：“0”和“1”
1) 没有数量的概念
2) 使用二进制原因：制造双稳态电路比制造多稳态电路容易
2. 每个西文用8个比特表示，称为“字节”（Byte）用。即 1Byte=8bit。

1) 大写字母“B”表示字节
2) 小写字母“b”表示比特

(二) 逻辑运算：
1. 分类：
1) 逻辑乘（“与”、“and”、“∧”、“· ” ）～全一为一
2) 逻辑加(“或”、“or”、“∨”、“+”) ～有一说一
3) 取反 (“非”、“not”、“－”)～颠倒是非
2. 多位逻辑运算按位独立运算。
3. 逻辑运算结果不可能产生溢出
(三) 算术运算：
1. 分类：算术加、算术减

2. 多位算术运算需进/借位运算
3. 算术运算结果可能产生溢出
(四) 比特存储单位：
1. “千字节”(KB)，1KB = 210字节 = 1024B
2. “兆字节”(MB)，1MB = 220字节 = 1024KB
3. “吉字节”(GB)，1GB = 230字节 = 1024MB（千兆字节）
4. “太字节”(TB)，1TB = 240字节 = 1024GB（兆兆字节）
(五) 比特的传输单位：
1. “比特／秒”(b/s)，也称“bps”。如：9600bps(9600b/s)
2. “千比特／秒”(kb/s)，1kb/s = 103 比特／秒 = 1000 b/s
3. “兆比特／秒”(Mb/s)，1Mb/s = 106 比特／秒 = 1000 kb/s
4. “吉比特／秒”(Gb/s)，1Gb/s = 109 比特／秒 = 1000 Mb/s
5. “太比特／秒”(Tb/s)，1Tb/s = 1012比特／秒 = 1000 Gb/s
(六) 进制

1. 二进制B（计算机中使用）
2. 八进制O
3. 十进制D
4. 十六进制H

5. 未知进制
(七) 整数（定点数）的表示
1. 整数（定点数）的类型：
1) 无符号整数（用8位二进制数表示的不带符号整数的值范围：0～255）
2) 带符号整数（用n位二进制数表示的带符号整数，最高位为符号位，“0”表示正数，“1”表示负数）
2. 整数（定点数）的编码方法：原码、补码、反码；
1) 对于正数X：补码、原码、反码相同。
2) 对于负数X：X的原码除符号外逐位取反，得到X的反码；X的反码加一，得到X补码。
3) N位原码表示整数0有“+0”（0000……00）与“-0”（1000……00）之分
4) N位补码中，“1000……00”表示整数-2n-1；“0000……00” 表示整数0
A. 11位补码可表示的整数取值范围是-1024～1023
3. BCD码(二--十进制) 8-4-2-1码：使用4个二进位表示1个十进制数字
(八) 实数（浮点数）的表示：小数点位置浮动。
（相同长度）
可表示的
数的范围
可表示的
数的精度
浮点数
大
差
定点数
小
好
1. 浮点数= 尾数+指数
1) 尾数:由纯小数组成（表数精度）
2) 指数：由整数组成（表数范围）
2. 同一个数的浮点数表示形式并不惟一
第二章 计算机组成原理
一. 计算机的发展（4代）
代 别
年 代
使用的元器件
使用的软件类型
主要应用领域
第1代
1940’s中期
～1950’s末期
CPU：电子管
内存：磁鼓
使用机器语言和汇编语言编写程序
科学和工程计算
第2代
1950’s中、后期
～1960’s中期
CPU：晶体管
内存：磁芯
使用FORTRAN等高级程序设计语言
开始广泛应用于数据处理领域
第3代
1960’s中期
～1970’s初期
CPU：SSI，MSI
内存：SSI，MSI的半导体存储器
操作系统、数据库管理系统等开始使用
在科学计算、数据处理、工业控制等领域得到广泛应用
第4代
1970’s中期以来
CPU：LSI、VLSI
内存：LSI、VLSI的半导体存储器
软件开发工具和平台、分布式计算、网络软件等开始广泛使用
各行各业，家庭和个人开始使用计算机（如PC机）
(一) “代”的划分是以计算机的主机所使用的元器件为依据
(二) 1946年，世界上第一台电子数字计算机——“埃尼阿克”(ENIAC)
(三) 计算机能力：处理数值、图像和声音等数据；数据的计算、分析和推理；极大的信息存储能力；与其它计算机方便迅速交换信息；
(四) 计算机应用模式发展阶段：集中计算模式、分散计算模式、网络计算模式（目前）
(五) 计算机积极作用：增强能力、提高生产率、推动社会进步
(六) 计算机信息处理优点：
1. 能够储存大量信息，可按照程序自动高速进行计算
2. 能处理数值数据以及图像和声音等非数值数据
3. 数据计算（处理）、分析推理
4. 极大的信息存储能力
5. 方便迅速与其它计算机交换信息
二. 计算机的组成
(一) 组成：硬件（物理装置的总称）与软件（程序+数据+文档）
(二) 硬件有：
1. 五大部件：中央处理器CPU、内存储器、外存储器、I/O设备、总线
1) 输入设备（Input）：
A. 将信息送入计算机的设备
B. 例如：键盘、鼠标、扫描仪等
2) 中央处理器CPU：
A. 组成：运算器、控制器、寄存器
B. 计算机中有多个处理器，其中用于承担系统软件和应用软件运行的处理器称为CPU
C. 意义：CPU是计算机必不可少的核心组成部件
D. 大多数计算机只包含一个CPU
E. 多处理器系统：包含了多个中央处理器的计算机系统
F. 并行处理：使用多个（≥2）CPU实现超高速计算机的技术
3) 存储器＝内存＋外存（内、外存储器划分：是否直接与CPU相连，是否可以长期存放信息。详见下表）

外存储器
内存储器
简称
外存或辅存
内存或主存
存取速度
慢
快
成本
低
高
存储容量
很大
相对较小
性质
断电后信息保持
断电后信息消失
与CPU直接连接
否
是
工作方式
计算机运行程序时，外存中的程序及相关数据必须先传送到内存，然后才能被CPU使用
CPU(指令)对内存中的指令及数据进行读、写操作
存储器类型
不挥发性存储器(Nonvolatile)
挥发性存储器(volatile)
信息存放时间
长久存放系统中几乎所有的信息
临时存放正在运行的程序和数据
4) 输出设备(Output)：
A. 定义：把计算机中的二进位信息转换成人可感知的形式；
B. 例如：显示器、打印机、绘图仪
5) 系统总线与I/O端口
A. BUS
a) 功能：硬件各部分的公共信息通道
b) 组成：控制器+公共传输线
c) 代表：CPU总线、I/O总线
B. I/O端口
a) 作用：海纳百川各种I/O设备；信息的缓冲处理等。
b) 类型：并、串、视频、USB等（不同设备，不同规则）
2. 主机：中央处理器CPU、内存储器、总线等
3. 外围设备（外设）：I/O设备和外存储器等
三. 计算机分类：
(一) 按内部逻辑结构分类：单处理机；多处理机；16位,32位…
(二) 按计算机整体性能分类：巨型机、大型机、小型计算机、PC机
1. 巨型计算机采用大规模并行处理（为提高计算机处理能力配置多个CPU）的体系结构，速度达到每秒数万亿次以上
2. PC机
A. 分类：台式机、便携机
B. 工作站：一种具有高速的运算能力和强大的图形处理功能，通常运行UNIX操作系统，特别适合于工程与产品设计使用的特殊的高档PC
(三) 单片计算机（嵌入式计算机）：
1. 定义：运算器、控制器、存储器、I/O控制与接口电路等集成在同一块芯片的超大规模集成电路
2. 应用：数码相机、手机和MP3等
3. 大部分嵌入式计算机把软件固化在芯片上，功能和用途一般不能再改变。
微处理器
CPU
(四) 处理器≠微处理器≠CPU
1. 微处理器：把CPU和一组寄存器（Registers）集成在一片大规模集成电路或超大规模集成电路封装之中的器件，是各种类型计算机的核心组成部分
2. 目前几乎所有计算机的CPU使用的都是微处理器
3. 除了用作CPU的通用微处理器之外， 还有许多专用的微处理器产品：绘图处理器、通信处理器等
四. CPU的结构与原理
(一) 冯诺依曼计算机基本原理：存储程序和程序控制（存储程序控制）
1. 程序是一个指令序列。
2. 指令与数据都用二进制表示，预先存放在存储器内。
3. 计算机工作时，CPU从内存取出指令和数据，按指令的规定，对数据进行运算处理，直到程序完成为止。
(二) CPU的结构：
1. 寄存器组：十几个甚至几十个寄存器组成，临时存放参加运算的数据和得到的中间结果
2. 运算器：算术逻辑部件ALU
3. 控制器：解释指令的含义、控制运算器的操作、记录内部状态的部件
ü 指令计数器：用来存放CPU正在执行的指令的地址，CPU将按照该地址从内存读取所要执行的指令。
(三) 指令
1. 定义：用来规定计算机执行的操作和操作对象所在存储位置的一个二进制位串。
2. 组成：操作码（计算机执行何种操作的一个二进制代码）＋操作数地址（操作的内容或所在的地址）
3. 指令执行过程：取指令、指令译码、执行指令、保存结果。（注意顺序）
(四) 指令系统（指令组）
1. 定义：一个CPU所能执行的全部指令
2. 每一种CPU都有自己独特的一组指令，计算机所能执行的指令集由该机所安装的CPU决定
3. 同一公司的ＣＰＵ产品通常“向下兼容”
1) 新型号的处理器在旧型号处理器指令系统基础上进行扩充。
2) 8088（8086）→80286→80386→80486→Pentium→PentiumPRO→PentiumⅡ→PentiumⅢ→Pentium 4（主频↑、晶体管数目↑、性价比↑）
PS: Intel公司是国际上研制和生产微处理器最大的专业公司
4. 不同公司生产的CPU各有自己的指令系统，它们未必互相兼容
1) 不兼容：Power微处理器指令系统与Intel Pentium的指令系统差别很大
2) 相互兼容：AMD微处理器与Intel Pentium的指令系统一致
(五) 与CPU速度相关的性能参数——衡量计算机优劣的主要技术指标
1. 字长（位数）
1) 定义：CPU中定点运算器的宽度（即一次能同时进行二进制整数运算的位数）。
大体决定
字长（定点运算器宽度）
地址码位数
决定
CPU可访问的存储器最大空间
部分决定
虚拟存储器大小
2) 意义：
例：地址线数目为36 位，则CPU可访问的最大内存空间为64GB
2. 主频(CPU时种频率、内部频率)
1) 定义：CPU中电子线路的工作频率
2) 意义：决定了CPU内部数据传输与指令执行的快慢。主频越高，速度越快。
3) 奔腾4系列主频范围：1500 MHz ~3800MHz
4) 注意：主频提高一倍，PC机速度未必提高一倍
3. CPU总线速度
1) CPU总线（前端总线）：用于连接CPU和内存的总线
2) CPU总线的工作频率和数据线宽度决定着CPU与内存之间传输数据的速度快慢
4. 高速缓冲存储器（cache）的容量与结构
1) Cache容量越大、级数越多，访问Cache的命中率就越高，CPU的速度就越快。
A. CACHE的命中率：CPU需要的指令或数据能在CACHE中能直接取到的概率
2) 关于CACHE（缓存/快存）
A. 定义：使用SRAM芯片组成的一种高速缓冲存储器
B. 速度：CPU > CACHE > 内存
C. 容量：比主存小
D. 作用：弥补CPU与内存的速度差异，相当于主存的延伸
a) 不与主存统一编址，但可接受CPU的访问
i. CPU局部访问原理：CPU所执行的指令和处理的数据往往集中于存储器的局部范围内
b) CPU的Cache中的数据是主存中部分内容的映射
5. 指令系统
6. 逻辑结构——奔腾4有多个运算器
7. CPU运算速度的传统衡量方法：
1) 每秒钟能执行的指令数目
2) 例如：MIPS，单字长定点指令百万条数/秒；MFLOPS，单字长浮点指令百万条数/秒。
五. PC机的主机
(一) 主板
1. 又称母板，通常安装有CPU插座、CPU调压器、芯片组、第2级高速缓存（有的已做在CPU中）、存储器插座（SIMM 或DIMM）、总线插槽（如PCI、AGP、IDE）、ROM BIOS、时钟/CMOS、电池、超级I/O芯片等。
2. 意义：PC机中所有部件和设备都以主板为基础进行安装和互相连接，主板的稳定性影响着整个计算机系统的稳定性。
3. 扩充卡及接口
1) 扩展板卡或扩充卡：
A. 定义：插在PC机主板总线插槽中的电路板
B. 包括：显卡、声卡、网卡、视频卡等
2) 扩充卡通过卡上的印刷插头插在主板上的PCI（或ISA、PCIE）总线插槽中。
3) 许多扩充卡的功能可以部分或全部集成在主板上（例如，软盘、硬盘、串行口、并行口、声音、图形显示、网络连接等控制电路都可以集成在主板上），因此不再需要插接相应的适配卡。
4) 主板的物理尺寸已经标准化；ATX规格主板正向BTX规格转换
4. BIOS与CMOS
1) BIOS（Basic I/O System，基本输入/输出系统）
A. 定义：最基本I/O机器语言程序；它控制着系统全部硬件的运行，又为高层软件提供底层调用。
B. 地位：PC机软件最基础的部分
C. BIOS存放在ROM中，是非易失性的
D. 组成（四个部分）：①POST（Power On Self Test，加电自检——测试PC机各部件的工作状态是否正常） 程序；②系统Load（自举装入）程序；③CMOS设置程序；④基本外设驱动程序
特别说明：①基本外设（键盘、显示器、软驱和硬盘等）的控制程序（即“驱动程序”）必须预先存放在BIOS ROM中，从BIOS中加载；②其他外设在OS初步运行成功后再从硬盘加载；③有的外设驱动程序在适配卡的Rom中，BIOS可以扫描端口。
2) CMOS：
A. CMOS RAM是主板上的一块可读写的存储芯片。
B. 在CMOS RAM中存储了用户对计算机硬件所设置的参数配置信息，如当前日期时间、硬盘数目与容量、开机密码等。
C. CMOS芯片是易失性存储器，需主板电池供电
D. 在下列情况下需要启CMOS设置程序对系统进行设置：
a) PC机组装好之后第一次加电
b) 系统增加、减少或更换硬件或I／O设备
c) CMOS芯片因更换电池、病毒侵害、放电等原因造成其内容丢失或被错误修改
d) 用户希望更改或设置开机密码
e) 系统因某种需要而调整某些参数（改变启动系统时访问外存储器的顺序）
3) BIOS与CMOS的区别
A. BIOS中存放的是系统设置程序，CMOS RAM中存放的是这个程序所设置的数据；
B. BIOS是主板上一块EPROM或EEPROM芯片，CMOS是主板上的一块可读写的RAM芯片，靠后备电池供电，即使系统掉电后信息也不会丢失。
C. 因此我们说：“通过BIOS设置程序对CMOS参数进行设置。”
5. 芯片组
4) 定义：芯片组是PC机各组成部分的枢纽，主板上的所有存储控制和I/O控制功能大都集成在芯片组内，它既实现了PC机系统总线的功能，又提供了各种I/O接口及相关的控制。
5) 组成：南桥（ICH，增强的 I/O控制）、北桥（MCH，存储控制）两片VLSI集成电路组成。
6) 特别说明：①CPU类型或参数不同时需要配用不同的芯片组；②CPU的系统时钟及各种与其同步的时钟均由芯片组提供；③芯片组（北桥芯片）决定了主板上所能安装的内存最大容量、速度、可使用的内存条类型。
(二) 内存储器
1. 内存储器和外存储器组成一个层状的塔式结构
1) 目的：优化存储器的性能／价格比
2) 内存储器：寄存器、cache、主存储器等
2. 内存储器
1) 由称为存储器芯片的半导体集成电路组成
2) 分类：
A. RAM（随机存取存储器，Random Access Memory）
a) 特点：易失性（断电后信息一般会立即丢失）、可读可写。
b) 动态随机存取存储器DRAM
i. 特点：需要定时刷新、较慢、电路简单，集成度高，成本较低
ii. 用途：内存储器的主体部分（主存）
c) 静态随机存取存储器SRAM
i. 不需要刷新、较快
ii. 用途：高速缓冲存储器Cache
B. ROM (Read Only Memory)即只读存储器
a) 特点：非易失性（断电后信息不会丢失）、可读不可写（一般情况下，除Flash ROM）
b) 应用：存放内容不变的信息
c) 注意：Flash ROM(快擦除ROM，或闪存)——新型的非易失性存储器，但又像RAM一样能快速方便地写入信息。主要用于数码相机、优盘和存储BIOS程序。
3. 主存储器
1) 存储单元：每个存储单元的基本单位为1Byte（8bit）
2) 地址：每个存储单元（一个字节）都有一个唯一编号的地址，主存储器以字节为单位进行连续编址，CPU按地址对存储器进行访问
3) 存储容量：主存储器中所包含的存储单元的总数（即内存中可存储信息的多少）——单位：MB、GB
4) 存取时间：从CPU送出内存单元的地址码开始，到主存读出数据并送到CPU（或者是把CPU数据写入主存）所需要的时间——单位：ns（1ns = 10-9秒）
5) 内存条时把若干片DRAM芯片焊在一小条印制电路板上做成的部件。
6) DDR利用时钟的上升沿与下降沿在同一个时钟周期内实现两次数据传送（即DDR SDRAM的有效时钟频率是SDRAM的两倍）
7) 双列直插式内存条（DIMM内存条）触点分布在内存条的两面
(三) I/O总线与I/O接口
1. I/O操作（I/O＝Input／Output ＝输入／输出）
1) 任务：将输入设备输入的信息送入内存的指定区域，或者将内存指定的内容送出到输出设备。
2) 特点：①I/O设备速度比CPU慢，为提高系统效率，I/O操作与CPU的数据处理操作是并行的；②多个I/O设备能同时进行工作(例如一面键盘输入，一面屏幕显示，同时进行打印输出等)。③I/O设备的种类多，性能相差很大，与计算机主机的连接方法也各不相同
3) 注意：每个(类)I／O设备都有各自专用的控制器，它们的任务是接收CPU启动I／O操作的命令后，独立地控制I／O操作的全过程
2. 总线（bus）：
1) 定义：计算机各部件之间传输信息的一组公用的信号线及相关控制电路。
2) I/O总线（主板总线）
A. 定义：用于连接内存和I/O设备（包括外存）的总线（I/O总线与主板上扩充插槽中的扩充卡直接相连）
B. I/O总线：
C. I/O总线上有三种信号：数据信号、地址信号、控制信号。
D. 总线数据传输速率（总线带宽）
a) 定义：单位时间内总线上可传送的数据量。
b) 总线带宽（MB/s）=（数据线宽度/8）×总线工作频率（MHz）×每个总线周期的传输次数
E. 典型：PCI总线（PCI-E总线）
a) PCI总线的时钟与CPU时钟无关
b) PCI可支持多个外围设备
c) PCI能与其他I/O总线共存于PC系统中
d) PCI的数据线宽度可为32位（数据传输速度133MB/s），也可为64位（数据传输速度266MB/s）
4. I/O设备接口：
1) 定义：简称I/O接口或I/O端口，指计算机中用于连接I/O设备的各种插头/插座以及相应的通信规程及电器特性。（不包括电源插口）
2) I/O设备接口分类：
A. 从数据传输方式来分：
a) 串行（一次只传输1位）——USB、IEEE1394、SATA
b) 并行（8位或者16位、32位一起进行传输）——IDE
B. 从是否能连接多个设备来分：
a) 总线式（可连接多个设备，被多个设备共享）
b) 独占式（只能连接1个设备）
3) USB接口（通用串行总线式接口，Universal Serial Bus）
A. 传输速率：USB1.1版：1.5 MB/s、 USB2.0：高达480Mb/s（60MB/s）
B. 特点：4线接口（红白绿黑）、支持热插拔技术和即插即用功能、高速、可连接多个设备（最多127个）、串行传输、可向外设供电（＋5V，100～500 mA）。
C. 应用：鼠标、键盘、移动硬盘、数码相机、U盘、打印机、扫描仪……
4) IEEE-1394接口：又称为1394、 FireWire，双向串行传输、采用差分信号形式传输时钟及数据、连接高速设备（如音视频设备）50MB/S～100 MB/S、6线接口、可连接多个设备（63个）
5) SCSI接口（small computer interface，小型计算机接口）：一种用于连接大容量磁盘驱动器、扫描仪等外围设备的专门的高速并行端口。
六. 常用输入设备
(一) 键盘
1. 计算机最常用、最主要的输入设备，缺它不可
2. 与主机接口：AT接口（早期）、PS/2接口、USB接口、无线接口（红外——范围小、无线电）
3. 电容式键盘：击键声音小、不存在磨损接触不良等问题、寿命长、手感好
4. 常用快捷键
控制键名称
主 要 功 能
Shift
换档键
F1～F12
共12个功能键，它们的功能由操作系统及运行的应用程序来决定
Home
通常用于把光标移动到开始位置，如文档的起始位置或行首
Print Screen
把当时的屏幕映象记录下来
Alt+PrintScreen
将桌面上当前窗口的图像复制到剪贴板中
Caps lock
大小写切换（灯亮时，输入大写字母）
Ctrl + Alt +Del
重新启动正在使用中的Windows系统
(二) 鼠标器（Mouse）
1. 主要指标：分辨率dpi
1） 定义：鼠标每移动一英寸距离光标在屏幕上所通过的像素的数目
2） 意义：分辨率越高，定位越准确
2. 鼠标器分类：
1) 机械式鼠标
2) 光机式鼠标
3) 光学（电）鼠标：工作速度快，准确性和灵敏度高，分辨率可达800dpi，没有机械磨损，很少需要维护，也不需要鼠标垫
3. 鼠标器与主机的接口：EIA（RS）-232串行口、PS/2 接口、USB 接口、无线鼠标。
4. 某些鼠标器左右两按键的中间有一个滚轮，它的作用通常是控制屏幕内容进行上下移动，与窗口右边框滚动条的功能一样（注意：按动鼠标按键后，计算机具体做什么，由正在运行的软件决定）
5. 笔记本电脑使用轨迹球、指点杆和触摸板等替代鼠标器的功能
6. 其他指点设备：
1） 触摸屏：适用于服务性公共场所
2） 操纵杆：经常用于游戏控制
(三) 扫描仪
1. 作用：图像输入设备（未经OCR识别，内容不可编辑）
2. 分类：手持式扫描仪、平板式扫描仪（家用和办公自动化领域广泛应用）、胶片专用和滚筒式（专业印刷排版领域）
3. 性能指标：
1) 分辨率（dpi）
2) 色彩位数（色彩深度）：色彩位数越多，能反映的色彩就越丰富，扫描效果也越真实
3) （最大）扫描幅面：
4) 与主机的接口：SCSI、USB、IEEE-1394等
4. 注意：CCD（电荷耦合器件）光电转换, 产生电流并输出
(四) 数码相机（图像输入设备）
1. 一般功能：自动聚焦、影象预视、影象删除
2. 主要性能指标：
1) 成像芯片：决定了图像分辨率
A. 中高档数码相机用CCD——CCD像素个数越多，影像分辨率越高，图像质量越好
B. 低档普及型相机用CMOS
2) 存储器的容量——DC存储器大多采用快擦除存储器（闪烁存储器）
3. 照片分辨率达 1600 ☓ 1200 时，共有 192000 个像素 （约200万像素），这种数码相机能满足一般应用要求。
七. 常用输出设备
(一) 显示系统
1. 作用：将数字信号转化为光信号，最终将文字、图形、图像显示出来
2. 组成：监视器（Monitor）、显示控制器（显示卡/显示适配卡）
3. 监视器

CRT 显示器
LCD
闪烁
有时会
不会
工作电压
高
低
功耗
高
低
电磁辐射
少量
没有
体积
通常较大
较轻薄易携带
显示分辨率
可调节，有多种
一般固定为一种
1) 常见类型：
A. 阴极射线管显示器（CRT）
B. 液晶显示器（LCD ）——借助液晶对光线进行调制而显示图像的一种显示器
2) CRT VS LCD：
3) 主要性能指标：
A. 显示屏的尺寸
a) 定义：对角线的长度，如17英寸
b) 传统显示屏（非宽屏）的宽度与高度之比一般为4：3
B. 显示器的分辨率：
a) 定义：整屏可显示的像素的个数
b) 意义：分辨率越高，图像越清晰
c) 表示方法：一般用“水平像素个数（横向点数）X垂直像素个数（纵向点数）”表示，如1024X1024
C. 刷新速率：
a) 定义：所显示的图像每秒钟更新的次数
b) 意义：刷