计算机基础知识

第1章计算机基础知识第一节计算机的发展及目前状况第二节个人计算机的硬件组成第三节个人计算机常用软件本章小结习题一第一节计算机的发展及目前状况1946年2月14日，世界上第一台电子数值积分计算机埃尼阿克（ENIAC——ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator，电子数值积分和计算机）诞生于美国宾夕法尼亚大学，在其后的半个多世纪，计算机技术以惊人的速度不断地发展。一、计算机的发展计算机根据其采用的电子器件（逻辑元件）的发展状况可分为以下几个阶段：1．电子管计算机时代（1946年到20世纪50年代末）这一时期的计算机都采用电子管作为基本逻辑元件，软件方面确定了程序设计的概念，出现了高级语言的雏形。这一代计算机的特点是体积大、功耗高、速度慢（一般运算每秒数千次至数万次）、容量小、价格昂贵。这一时期的计算机主要应用于军事和科学研究计算领域，为计算机技术的发展奠定了基础。2．晶体管计算机时代（20世纪50年代中期到60年代末期）这一时期的计算机采用了晶体管器件。软件方面出现了一系列的高级语言（如FORTRAN），并提出了操作系统的概念。计算机设计出现了系列化的思想。其特点是体积缩小、功耗降低、寿命延长、运算速度高（一般每秒运算数十万次，最高可达300万次）、可靠性高，价格不断下降。应用范围也进一步扩大，从军事与尖端技术领域扩展到了气象、工程设计、数据处理以及其他科技领域。3．中小规模集成电路时代（20世纪60年代中期到70年代初期）由于采用中小规模集成电路（IC）作为基本器件，计算机的体积变得更小，寿命更长，功耗、价格也进一步下降，而运算速度和可靠性大大提高，应用范围也进一步扩大。软件方面出现了操作系统以及结构化、模块化程序设计方法。软、硬件都向通用化、系列化、标准化方向发展。其典型的产品是IBM360系列，它的主要特点是通用化、系列化、标准化。美国数据公司（CDC）在1969年1月研制成功的超大型计算机CDC7600，运算速度达到每秒1千万次浮点运算，是当时最成功的产品。4．大规模和超大规模集成电路时代（20世纪70年代初期至今）这一时期采用VLSID（超大规模集成电路）和ULSID（极大规模集成电路），高度集成化是这一时代计算机的主要特征。最典型的产品是个人计算机，也就是平常所说的PC（PersonalComputer），与以前的计算机相比，PC趋于体积微型化方向发展，因此习惯上又称为微机。二、计算机的现状计算机经过半个多世纪的发展，技术已经非常成熟，目前的计算机正向着微型化、巨型化、多媒体化、网络化和智能化的方向发展。1．微型化随着微电子技术的日益成熟，大规模、超大规模集成电路的应用，如今的计算机正在向着微型化方向发展。因为微型机可以应用到中、小型机无法进入的领域（如家用电器、数码产品、通信设备等），因此微型机的发展非常迅速。2．巨型化为了满足诸如天文、气象、宇航等尖端科学以及探索新兴科学（如基因工程）的需要，也为了能让计算机具有人脑学习、推理的复杂功能，发展了高速、大容量和功能强大的巨型化计算机。巨型计算机运算速度可高达每秒数万亿次，大大缩小了复杂科学计算的时间。3．多媒体化多媒体是以数字技术为核心的图像、声音与计算机、通信等融为一体的信息环境的总称。多媒体技术的目标是无论在什么地方，只需要简单的设备就能够自由地以交互和对话方式收发所需要的信息。4．网络化计算机网络是计算机技术发展中的一个重要分支，是现代通信技术和计算机结合的产物。从单机走向网络，是计算机应用发展的结果。以信息、资源共享为目的的Internet已经成为计算机发展的必然选择，也是人们工作生活不可缺少的工具。5．智能化智能化就是让计算机来模拟人的感觉、行为、思维等过程，使计算机具备“视觉”、“听觉”、“语言”、“思维”、“逻辑推理”等能力，形成智能型、超智能型计算机。智能化的研究包括模式识别、物形分析、自然语言的生成和理解、定理的自动证明、自动程序设计、专家系统、学习系统、智能机器人等。第二节个人计算机的硬件组成个人计算机简称PC机，是目前使用最广泛的计算机。从外观上看，PC机主要包括主机、显示器、键盘、鼠标、音响等，如图1.2.1所示。图1.2.1PC机外观一台配备齐全的计算机硬件主要由主机设备和外部设备两部分组成。一、主机设备主机是计算机的核心部件，从外观上可分为卧式和立式两种。通常在主机箱的正面有电源开关、复位开关、光盘驱动器等。在主机箱的背面有电源插座，用来给主机及其他外部设备提供电源。一般计算机都有并行接口、串行接口、PS/2接口、USB接口。计算机主机主要由主板、中央处理器、内存条、硬盘、光驱、显卡、声卡等组成。1．主板主板又称为主机板，是安装在主机箱内的一块电路板，它是计算机其他设备的载体，很多设备都需要通过它连接在一起，如图1.2.2所示。图1.2.2IntelQ963芯片组主板2．中央处理器中央处理器（CPU）是整个计算机系统的核心，它的性能大致上反映了整个计算机配置的性能，也是区分计算机档次的标准。计算机常用的CPU有Intel公司的Pentium系列、Celeron系列和AMD公司的Athlon64系列、Sempron系列等，如图1.2.3所示。图1.2.3CeleronD与Athlon64CPU3．内存条计算机的内存条实际上是指主机上的随机存储器（RAM）。内存条一般用来存储计算机运行所需要的程序、数据以及支持用户程序的系统程序等，应用程序一般都先要调入内存才能被CPU访问执行，因此内存容量的大小决定了计算机处理能力的复杂程度和整体运行速度。内存条的外观如图1.2.4所示。图1.2.4内存条4．硬盘和光驱硬盘是计算机存储信息的重要部件，通常称为辅助存储器或外存，如图1.2.5所示。通常情况下，硬盘固定在计算机的主机箱内。光驱是光盘驱动器的简称，是电脑系统用来读取CD上数据的专用设备，也是多媒体电脑的标准配置之一。DVD驱动器是目前的主流产品，CD-ROM光驱已逐渐退出市场。图1.2.5硬盘5．显卡显卡是CPU与显示器的接口电路，通过总线与CPU和显示器相连。它可以将显示缓冲存储器发出的信息转换成视频控制信号，控制显示器的显示，如图1.2.6所示。图1.2.6显卡6．声卡声卡是现在多媒体电脑的基本配件之一，是实现声波/数字信号相互转换的硬件设备。主要用于计算机系统中声音信号的处理与输出。随着音频采集、压缩以及还原技术的成熟，声卡在计算机中的应用也越来越广泛，如图1.2.7所示。图1.2.7声卡二、外部设备外部设备是相对于主机来说的，放置在机箱外部的设备都可看成是外部设备。1．显示器显示器是计算机系统最重要的输出设备之一，如图1.2.8所示。计算机中的数据信息需要通过显示器表现出来，用户也可以通过显示器屏幕了解计算机当前状态以及正在执行的任务。图1.2.8液晶显示器显示器从显示精度的程度上可分为高、中、低不同分辨率的类型，一般对于文字处理来说，对显示器的要求不高，但对于游戏和图形界面显示，必须使用高分辨率的显示器。2．键盘和鼠标键盘和鼠标（见图1.2.9）是目前计算机中最为普遍和通用的输入设备，通过它们使得人们对计算机的操作变得简单易行。拥有一个方便舒适的键盘和一个灵活顺手的鼠标，会使用户在使用电脑时更加得心应手。图1.2.9键盘和鼠标键盘是用户和电脑对话的工具，它由一组按阵列方式装配在一起的按键组成，可分为电容式、机械式和机电式3种。随着Windows图形操作系统的不断普及和升级，鼠标在某些方面显得比键盘更重要，它的点击与滑动使复杂的电脑操作简单化。鼠标的基本操作有单击、双击、右击、指向、移动等。3．打印机打印机是计算机的一种输出设备，通过打印机可以将需要的信息打印在纸上，还可以将处理的数码照片通过打印机打印出来长期保存。打印机可分为针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，其中喷墨打印机和激光打印机是目前的主流。分辨率是衡量打印机质量好坏的重要指标，通常以dpi为单位，分辨率越高，打印机的输出质量就越好，当然价格也就越高。喷墨打印机可分为单色和彩色两种，它的优点是打印精度高、噪音较低、价格不高，但打印速度比较慢，墨水消耗量较大，如图1.2.10所示。激光打印机是目前发展较快的一种打印机，它的打印效果非常好，几乎没有噪音，但价格较贵。图1.2.10喷墨打印机4．扫描仪对于家用电脑，扫描仪（见图1.2.11）开辟了许多新的应用领域，如文字录入、图像输入处理、制作电子相册、挂历、明信片等个性化作品。图1.2.11扫描仪5．音箱音箱作为一种必不可少的音频设备，已经越来越被广大计算机用户所使用，它作为多媒体电脑的重要组成部分之一，在音频领域中有着不可取代的地位，如图1.2.12所示。图1.2.12音箱第三节个人计算机常用软件软件是一种可以完成某种功能的有序指令集，是一种人类思维的智力成果。个人计算机除了前面所说的硬件组成外，还有很多软件组成。一般把没有装任何软件的机器叫做“裸机”，因此软件也是个人计算机的主要部分。计算机软件可以分为系统软件和应用软件两种，系统软件是用户与计算机之间的接口，它直接与计算机硬件打交道，负责管理和维护计算机各种软硬件资源。系统软件常常为用户提供了一个友好的操作界面，以方便用户使用计算机，而用户只需学会使用系统软件，就能通过它来操作计算机了。应用软件是为了解决某些特定具体问题而开发的一种程序（如字符处理软件、财务软件等），它是在系统软件环境下运行的，不用直接与硬件接触。一、操作系统操作系统（OperationSystem，缩写为OS）是一种高级管理程序，属于系统软件。它是直接控制和管理计算机系统的基本资源，可以方便用户充分而有效地使用这些资源的程序集合。操作系统的主要作用有3个：一是提高系统资源的利用。操作系统通过对计算机系统的软硬件资源进行合理的调度与分配，改善资源的共享和利用状况，从而最大限度地发挥计算机系统的工作效率，即提高计算机系统在单位时间内处理任务的能力。二是提供方便友好的用户界面。通过友好的工作环境，可以改善用户与计算机的交互界面，如果没有操作系统这个接口软件，用户将面对的是一台只能识别0和1组成的机器代码的“裸机”，有了操作系统，用户就可以采用识别的方法同计算机打交道。三是提供软件开发的运行环境。在开发软件时，还要考虑在哪种操作系统环境下开发，当要使用某种保存在磁盘中的软件时，需要使用操作系统管理下的计算机系统调用有关的工具软件及其他软件资源。1．Windows98Windows98是美国Microsoft公司开发的一种图形窗口界面操作系统，由于其操作简单，在很多行业以及广大家庭用户中广受欢迎。Windows98操作系统有第一版和第二版两种版本，现在绝大多数用户或公司使用的都是Windows98简体中文第二版。2．WindowsXPWindowsXP是目前最主流的操作系统，也是Windows2000的升级产品，它的用户界面如图1.3.1所示。图1.3.1WindowsXP界面WindowsXP是在Windows2000的基础上开发的32位操作系统，有两个版本，普通用户通常用HomeEdition（家用版）和ProfessionalEdition（专业版）。WindowsXP新增加了许多功能，主要有以下几种：（1）如果用户在WindowsXP中同时打开多个文件窗口，当窗口最小化时，系统会自动将多个窗口合并成一个窗口。另外，WindowsXP会自动将用户安装的软件在程序菜单中用黄色标识。（2）WindowsXP采用了AppFixs模拟仿真技术，通过模拟与软硬设备适应的操作环境来解决软硬件不兼容的问题。这样用户就可以指定一个软件的运行模式，即将系统模拟为WindowsNT4.0或Windows95/98的模式。（3）WindowsXP内置了图片浏览、文件压缩功能。安装WindowsXP后，无须再安装诸如ACDSee等专用的图片浏览软件。通过WindowsXP提供的图片浏览器，可以轻松地实现图片的翻页浏览、任意旋转、另存、打印、设置壁纸等功能。（4）Wind