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大学计算机应用基础教程第一章之计算机基础知识 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望本 章 内 容1.11.1电子计算机的发展与应用电子计算机的发展与应用电子计算机的发展与应用电子计算机的发展与应用1.1.11.1.1电子计算机的产生与发展电子计算机的产生与发展电子计算机的产生与发展电子计算机的产生与发展1.1.21.1.2电子计算机的主要应用电子计算机的主要应用电子计算机的主要应用电子计算机的主要应用1.21.2微型计算机系统组成及工作原理微型计算机系统组成及工作原理微型计算机系统组成及工作原理微型计算机系统组成及工作原理1.2.11.2.1微机软件系统的组成微机软件系统的组成微机软件系统的组成微机软件系统的组成1.2.21.2.2微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统1.2.31.2.3微型计算机软件系统微型计算机软件系统微型计算机软件系统微型计算机软件系统1.31.3计算机中信息表示及计量单位计算机中信息表示及计量单位计算机中信息表示及计量单位计算机中信息表示及计量单位1.3.11.3.1计算机中信息的计量单位计算机中信息的计量单位计算机中信息的计量单位计算机中信息的计量单位1.3.21.3.2数制数制数制数制1.3.31.3.3字符编码字符编码字符编码字符编码1.3.41.3.4计算机语言计算机语言计算机语言计算机语言第一章计算机基础知识第一章计算机基础知识1.1电子计算机的发展与应用电子计算机的发展与应用 1电子计算机的诞生电子计算机的诞生 19461946年，年，美国美国宾西法尼亚大学研制成功了世界上第一台电子数字宾西法尼亚大学研制成功了世界上第一台电子数字计算机计算机ENIACENIAC 。2电子计算机的发展阶段电子计算机的发展阶段代 机 划 分时 间基 本 元 件第一代计算机19451958年 电子管 第二代计算机19591964年 晶体管 第三代计算机19651970年 小、中规模集成电路 第四代计算机 1971年大规模和超大规模集成电路 3冯冯诺依曼思想诺依曼思想美美美美籍籍籍籍匈匈匈匈牙牙牙牙利利利利数数数数学学学学家家家家冯冯冯冯诺诺诺诺依依依依曼曼曼曼（John John John John von von von von NeumannNeumannNeumannNeumann）提提提提出出出出了了了了一一一一个个个个通通通通用用用用的的的的计计计计算算算算机机机机设设设设计计计计方方方方案案案案。在在在在这这这这方方方方案案案案中中中中，冯冯冯冯诺依曼提出了三个重要的思想：诺依曼提出了三个重要的思想：诺依曼提出了三个重要的思想：诺依曼提出了三个重要的思想：（1 1）计算机至少应由）计算机至少应由运算器、控制器、存储器、输入运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备设备、输出设备五个基本功能部分组成。五个基本功能部分组成。（2 2）采用）采用二进制二进制数形式表示计算机的指令和数据。数形式表示计算机的指令和数据。（3 3）将程序（一系列指令的集合）和数据放在存储器）将程序（一系列指令的集合）和数据放在存储器中，由程序控制计算机自动执行，即中，由程序控制计算机自动执行，即“存储程序控制存储程序控制”。4计算机发展方向计算机发展方向未来的计算机将朝着未来的计算机将朝着未来的计算机将朝着未来的计算机将朝着巨型化巨型化、微型化微型化、网络化网络化、多媒多媒体化体化和和和和智能化智能化方向发展。方向发展。方向发展。方向发展。（1）巨型机）巨型机巨型机指运算速度更快、容量更大、功能更强的计算机。巨型机指运算速度更快、容量更大、功能更强的计算机。（2）微型机）微型机微型机是大规模集成电路的产物。它利用大规模集成电路微型机是大规模集成电路的产物。它利用大规模集成电路技术，把计算机的技术，把计算机的控制器控制器和和运算器运算器做在一个集成电路芯片上，做在一个集成电路芯片上，构成构成中央处理器中央处理器，或称为，或称为微处理器微处理器，英文缩写为，英文缩写为CPUCPU（Central Processing UnitCentral Processing Unit）。以微处理器为核心，加）。以微处理器为核心，加上半导体存储器和一些接口芯片，就构成了微型计算机（简上半导体存储器和一些接口芯片，就构成了微型计算机（简称微机），或称为称微机），或称为PCPC机。自机。自19711971年年微型机问世以来，就以微型机问世以来，就以体积小、性能可靠、价格低、使用方便、功能日益增强等优体积小、性能可靠、价格低、使用方便、功能日益增强等优点而迅速占领市场，为计算机应用的普及做出了重大的贡献。点而迅速占领市场，为计算机应用的普及做出了重大的贡献。微型计算机通常以微处理器为标志来划分，微型计算机的微型计算机通常以微处理器为标志来划分，微型计算机的型号和性能主要决定于其所采用的型号和性能主要决定于其所采用的CPUCPU，表，表1 11 1列出了不同时列出了不同时期的微处理器期的微处理器。表表11微处理器一览表微处理器一览表微处理器推出时间字 长主频(MHz)集 成 度(晶体管数)40041971年4位0.723008086/80881981年16位582.9万802861982年16位62513.4万803861985年32位164027.5万804861989年32位25100120万Pentuim1993年32位60233310万Pentuim1997年32位133450750万Pentuim1999年32/64位350550950万Pentuim 42000年64位1400以上4200万（3）计算机网络）计算机网络计计算算机机网网络络是是计计算算机机技技术术与与通通讯讯技技术术相相结结合合的的产产物物。计计算算机机网网络络把把独独立立的的、分分布布于于不不同同地地域域、不不同同型型号号的的计计算算机机使使用用通通信信设设备备和和通通信信线线路路互互联联起起来来，在在网网络络操操作作系系统统和和通通信信协协议议的支持下，实现计算机之间的的支持下，实现计算机之间的数据通信数据通信和和资源共享资源共享。（4）多媒体计算机）多媒体计算机多多媒媒体体计计算算机机能能处处理理数数字字、文文字字、声声音音、图图形形、图图像像、动动画和视频画和视频等形式的信息。等形式的信息。（5）智能计算机）智能计算机计计算算机机智智能能化化是是建建立立在在控控制制论论和和现现代代科科学学的的基基础础上上。智智能能计计算算机机能能模模拟拟人人的的感感觉觉、思思维维和和行行为为，不不仅仅能能根根据据人人的的指指挥挥进进行行工工作作，而而且且会会“看看”、“听听”、“说说”、“想想”、“做做”。它它具具有有逻逻辑辑推推理理、学学习习与与证证明明的的能能力力，具具有有主主动动性性和和人人脑的部分功能。脑的部分功能。1 1数值计算数值计算数值计算数值计算2 2数据处理数据处理数据处理数据处理（1 1 1 1）数据数据是指能被计算机识别和处理的物理符号，包是指能被计算机识别和处理的物理符号，包括数字、文字、图形、图像、声音、动画和影像等。括数字、文字、图形、图像、声音、动画和影像等。数据是信息具体化的表示形式。数据是信息具体化的表示形式。数据数据数字数字（2 2）数据处理数据处理数据处理数据处理是指对数据进行是指对数据进行采集采集采集采集、存储、计算、分、存储、计算、分类、排序和传输等操作。类、排序和传输等操作。当今大多数计算机不是用于数值计算，而是用于数当今大多数计算机不是用于数值计算，而是用于数当今大多数计算机不是用于数值计算，而是用于数当今大多数计算机不是用于数值计算，而是用于数据处理。例如：计算机应用于企事业的人事管理、工据处理。例如：计算机应用于企事业的人事管理、工据处理。例如：计算机应用于企事业的人事管理、工据处理。例如：计算机应用于企事业的人事管理、工资管理、文件管理、情报资料管理、人口管理和图书资管理、文件管理、情报资料管理、人口管理和图书资管理、文件管理、情报资料管理、人口管理和图书资管理、文件管理、情报资料管理、人口管理和图书管理等。管理等。管理等。管理等。1.1.2电子计算机的主要应用电子计算机的主要应用3 3过程控制过程控制过程控制过程控制计算机加上感应检测设备及模计算机加上感应检测设备及模计算机加上感应检测设备及模计算机加上感应检测设备及模/数转换器，就构数转换器，就构数转换器，就构数转换器，就构成了自动控制系统。它通过检测设备实时地测量某成了自动控制系统。它通过检测设备实时地测量某成了自动控制系统。它通过检测设备实时地测量某成了自动控制系统。它通过检测设备实时地测量某物理量，经过模物理量，经过模物理量，经过模物理量，经过模/数转换后送入计算机，计算机根数转换后送入计算机，计算机根数转换后送入计算机，计算机根数转换后送入计算机，计算机根据预置的程序对数据进行分析，并采取相应的控制据预置的程序对数据进行分析，并采取相应的控制据预置的程序对数据进行分析，并采取相应的控制据预置的程序对数据进行分析，并采取相应的控制操作，从而实现由计算机控制的自动化的、实时的操作，从而实现由计算机控制的自动化的、实时的操作，从而实现由计算机控制的自动化的、实时的操作，从而实现由计算机控制的自动化的、实时的过程控制。过程控制。过程控制。过程控制。4 4辅助系统辅助系统辅助系统辅助系统利用计算机软件作为辅助工具的计算机系统叫做利用计算机软件作为辅助工具的计算机系统叫做利用计算机软件作为辅助工具的计算机系统叫做利用计算机软件作为辅助工具的计算机系统叫做辅助系统。它包括辅助系统。它包括辅助系统。它包括辅助系统。它包括计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计计算机辅助设计(CAD)(CAD)(CAD)(CAD)，计算机计算机计算机计算机辅助制造辅助制造辅助制造辅助制造(CAM)(CAM)(CAM)(CAM)，计算机辅助教学计算机辅助教学计算机辅助教学计算机辅助教学(CAI)(CAI)(CAI)(CAI)等。等。等。等。5 5其他应用其他应用其他应用其他应用（1 1）办公自动化）办公自动化）办公自动化）办公自动化（2 2）电子商务）电子商务）电子商务）电子商务（3 3）人工智能）人工智能）人工智能）人工智能智能计算机能够给病人诊断、开处方，证明定理，智能计算机能够给病人诊断、开处方，证明定理，智能计算机能够给病人诊断、开处方，证明定理，智能计算机能够给病人诊断、开处方，证明定理，文字翻译，与人下棋等。文字翻译，与人下棋等。文字翻译，与人下棋等。文字翻译，与人下棋等。一个完整的一个完整的微型微型计算机系计算机系统统是由是由硬件系硬件系统统和和软件系统软件系统两个部分组成，两个部分组成，如右图所示。如右图所示。1.2微型计算机系统组成及工作原理微型计算机系统组成及工作原理微型计算机硬件系统由微型计算机硬件系统由微型计算机硬件系统由微型计算机硬件系统由控制器、运算器、存储器、控制器、运算器、存储器、控制器、运算器、存储器、控制器、运算器、存储器、输入设备输入设备输入设备输入设备和和和和输出设备输出设备输出设备输出设备五个部分组成。五个部分组成。五个部分组成。五个部分组成。把计算机看作一个加工信息的工厂。把计算机看作一个加工信息的工厂。把计算机看作一个加工信息的工厂。把计算机看作一个加工信息的工厂。控制器控制器控制器控制器 运算器运算器运算器运算器 存储器存储器存储器存储器输入设备输入设备输入设备输入设备输出设备输出设备输出设备输出设备（厂长办公室）（车间）（厂长办公室）（车间）（厂长办公室）（车间）（厂长办公室）（车间）（仓库）（仓库）（仓库）（仓库）（采购）（采购）（采购）（采购）（销售）（销售）（销售）（销售）1运算器运算器运算器是对数据进行加工的部件。它在控制器的指运算器是对数据进行加工的部件。它在控制器的指挥下对数据进行算术运算和逻辑运算。挥下对数据进行算术运算和逻辑运算。2控制器控制器控制器是分析指令并发出控制信号的部件。它指挥控制器是分析指令并发出控制信号的部件。它指挥和控制计算机各部件按时序协调地工作。和控制计算机各部件按时序协调地工作。1.2.2微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统 （1）CPU 运算器、控制器运算器、控制器和存储器组成了计算机的和存储器组成了计算机的主机主机。人。人们将运算器和控制器做在一个半导体芯片上，称为们将运算器和控制器做在一个半导体芯片上，称为中央中央处理器处理器或或微处理器微处理器，英文缩写，英文缩写CPUCPU。1）CPU的类型的类型 Pentium Pentium 以前的各种类型的以前的各种类型的CPUCPU(8088,80286,80386DX(8088,80286,80386DX，80486DX)80486DX)，如图，如图1 12 2所示。所示。图12 Pentium以前的各种类型的CPU各各种种类类型型的的Pentium Pentium CPUCPU（Pentium Pentium，Pentium Pentium，Pentium 4Pentium 4），如图），如图1 13 3所示。所示。图图13 各种类型的各种类型的Pentium CPU2）CPU的性能指标的性能指标 CPUCPU的主要性能指标有：的主要性能指标有：主频主频，内存总线频率内存总线频率（CPUCPU与内存之与内存之间的通信速度），间的通信速度），数据总线宽度数据总线宽度（决定（决定CPUCPU与二级高速缓存、内与二级高速缓存、内存以及输入存以及输入/输出设备之间一次数据传输的信息量），输出设备之间一次数据传输的信息量），地址总线地址总线宽度宽度（决定（决定CPUCPU可以访问的存储器的物理地址空间），可以访问的存储器的物理地址空间），高速缓存高速缓存数目数目。CUPCUP品质的高低决定了一台计算机的档次品质的高低决定了一台计算机的档次。（2）主板）主板图图14 主板主板1）CPU插座插座 2）芯片组）芯片组芯芯片片组组的的作作用用是是控控制制和和协协调调计计算算机机的的各各部部件件选选型型。芯芯片片组组决决定定了了主主板板的的性性能能，通通常常把把采采用用某某某某芯芯片片组组的的主主板板直直接接叫叫做做某某某某主主板板，例例如如采采用用Intel Intel 440BX440BX芯芯片片组组的的主主板板就称为就称为BXBX主板。主板。3）内存插槽）内存插槽内存插槽有内存插槽有SIMMSIMM插槽（已淘汰）和插槽（已淘汰）和DIMMDIMM插槽两种。插槽两种。4）外部高速缓存）外部高速缓存用于缓解用于缓解CPUCPU与内存之间数据传输率的差异。与内存之间数据传输率的差异。5）BIOS芯片芯片BIOSBIOS存放固化的基本输入输出程序、系统设置信息、存放固化的基本输入输出程序、系统设置信息、通电自检程序、启动自举程序。通电自检程序、启动自举程序。BIOSBIOS与与CMOSCMOS的关系的关系BIOS(basic input output system)BIOS(basic input output system)即基本输入输出系统，它是即基本输入输出系统，它是固化在主板上一块芯片固化在主板上一块芯片(Award)(Award)上的上的程序程序。BIOSBIOS主要的功能有：主要的功能有：上电自检上电自检对对CPUCPU、主板、内存、串并中、显卡、硬软盘、主板、内存、串并中、显卡、硬软盘、CMOSCMOS芯片等进行芯片等进行检测。检测。中断服务程序中断服务程序它实质是软硬件之间可编程接口，实现软件功能对硬件的操作，它实质是软硬件之间可编程接口，实现软件功能对硬件的操作，例如例如WindowsWindows对软驱、硬盘、光驱的管理。对软驱、硬盘、光驱的管理。系统设置程序系统设置程序对系统各项参数进行设置，并将设置的结果保存在对系统各项参数进行设置，并将设置的结果保存在CMOSCMOS芯片上。芯片上。系统启动自举程序系统启动自举程序上电自检后，按上电自检后，按CMOSCMOS中所保存的启动顺序，搜索驱动器，读入操中所保存的启动顺序，搜索驱动器，读入操作系统的引导记录，然后将控制权交给引导记录启动操作系统。作系统的引导记录，然后将控制权交给引导记录启动操作系统。CMOSCMOS是是“互补金属氧化物半导体存储器互补金属氧化物半导体存储器”的英文缩写，是一种的英文缩写，是一种用电池供电的可读写芯片。它存储计算机硬件基本配置的信息。用电池供电的可读写芯片。它存储计算机硬件基本配置的信息。总之，总之，BIOSBIOS实质是固化的程序，实质是固化的程序，CMOSCMOS是可读写存储器是可读写存储器。7）总线扩展插槽）总线扩展插槽总线扩展插槽用于扩展主板的功能，是主板总线的延总线扩展插槽用于扩展主板的功能，是主板总线的延伸，用以插接显卡、声卡、网卡、伸，用以插接显卡、声卡、网卡、ModemModem卡等。主板通常卡等。主板通常有有4 46 6个扩展插槽。个扩展插槽。目前总线扩展插槽常见的类型有：目前总线扩展插槽常见的类型有：PCIPCI插槽插槽（白色的短（白色的短槽）和槽）和AGPAGP插槽（显示卡插槽）插槽（显示卡插槽）。8）外设接口插座）外设接口插座软驱接口软驱接口IDEIDE接口或接口或EIDEEIDE接口接口9）串行接口和并行接口）串行接口和并行接口主板上有两个主板上有两个COMCOM接口（接口（COM1COM1和和COM2COM2）和一个并行接口）和一个并行接口（LPTLPT），称作），称作“二串一并二串一并”。10）USB接口和接口和PS/2接口接口图图16 COM、LPT、USB、PS/2接口接口小结小结：早期的计算机的低速设备键盘和鼠标接在串口早期的计算机的低速设备键盘和鼠标接在串口COM1COM1和和COM2COM2，高速设备打印机接在并行接口，高速设备打印机接在并行接口LPTLPT；近期的计算；近期的计算机的键盘和鼠标接在机的键盘和鼠标接在PS/2PS/2接口，打印机接在并行接口接口，打印机接在并行接口LPTLPT；新式的计算机的键盘、鼠标和打印机都接在；新式的计算机的键盘、鼠标和打印机都接在USBUSB接口。接口。USBUSB接口将淘汰其他接口。接口将淘汰其他接口。3存储器存储器存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器分存储器是计算机的记忆部件，用于存放程序和数据。存储器分为为内存储器内存储器和和外存储器外存储器两种。内存储器简称内存，它位于主板上。两种。内存储器简称内存，它位于主板上。中央处理器（中央处理器（CPUCPU）可以）可以直接直接访问内存中的数据，而外存中的数据访问内存中的数据，而外存中的数据要先读入内存后才能为要先读入内存后才能为CPUCPU访问。访问。（1）内部存储器）内部存储器1）内存分类）内存分类 按读写特性分类按读写特性分类按读写特性内存储器通常分为按读写特性内存储器通常分为随机存储器随机存储器RAMRAM（Random Access Random Access MemoryMemory）和）和只读存储器只读存储器ROMROM（Read Only MemoryRead Only Memory）。）。随机存储器随机存储器RAMRAM是一种是一种既可写入又可读出数据既可写入又可读出数据的存储器，通常用的存储器，通常用于存放程序、数据和中间结果。它的特点是计算机刚启动时，其中于存放程序、数据和中间结果。它的特点是计算机刚启动时，其中没有数据，一旦写入数据，只要电源不断且计算机工作正常，数据没有数据，一旦写入数据，只要电源不断且计算机工作正常，数据就可以保持，断电后其中的信息全部消失。就可以保持，断电后其中的信息全部消失。RAMRAM是用户可使用的存是用户可使用的存储空间。储空间。只读存储器只读存储器ROMROM是一种是一种只能只能从中从中读取读取代码，而代码，而不能不能以一般方式以一般方式向其向其写入写入代码的存储器。只要接通电源，代码的存储器。只要接通电源，ROMROM中固化的信息就建中固化的信息就建立好了。立好了。ROMROM常用来存放基本输入输出程序、系统设置信息、开常用来存放基本输入输出程序、系统设置信息、开机自检程序和系统启动自举程序等。机自检程序和系统启动自举程序等。按存储原理分类按存储原理分类按存储原理按存储原理RAMRAM又分为又分为静态静态RAM(SRAM)RAM(SRAM)和和动态动态RAM(DRAM)RAM(DRAM)。静态静态RAMRAM利用触发器的利用触发器的两个稳态两个稳态表示表示0 0和和1 1。SRAMSRAM集成度低、价集成度低、价格高，但存取速度快，常用于做格高，但存取速度快，常用于做高速缓存（高速缓存（CacheCache）。动态动态RAMRAM根据电容上根据电容上有无电荷有无电荷来表示来表示1 1和和0 0。由于。由于DRAMDRAM电容上的电容上的电荷会泄漏，需要周期性地给电容充电，称为电荷会泄漏，需要周期性地给电容充电，称为“刷新刷新”。DRAMDRAM的存取速度较慢，但的存取速度较慢，但DRAMDRAM集成度高、价格低，适用于做大容量集成度高、价格低，适用于做大容量的的主内存主内存。常见的各类内存条常见的各类内存条目前，目前，Pentium 4Pentium 4微机常用的内存条是微机常用的内存条是SDRAMSDRAM（同步动态内存）（同步动态内存）。（2）外存储器）外存储器外外存存储储器器的的特特点点是是容容量量大大、价价格格低低，且且不不受受断断电电影影响响，常常用用于于长长期期保保存存大大量量的的数数据据和和程程序序。常常用用的的外外存存储储器器有有软软盘盘、硬硬盘盘、优优盘、光盘盘、光盘等。等。）软盘系统）软盘系统软软盘盘系系统统由由软软盘盘、软软盘盘驱驱动动器器(软软驱驱)、软软驱驱信信号号线线等等组组成成。软盘是存储信息的介质，软驱是软盘是存储信息的介质，软驱是读写读写软盘上信息的装置。软盘上信息的装置。图图18 软盘驱动器、软驱信号线软盘驱动器、软驱信号线软盘软盘当当3.53.5英英寸寸磁磁盘盘的的写写保保护护孔孔被被滑滑块块封封住住时时，既既可可读读又又可可写写。当当封封口口的的滑滑块块打打开开，写写保保护护孔孔可可透透光光时时，处处于于写写保保护护状状态态，只只能能读读不不能能写。写。图图19 3.5英寸磁盘外观英寸磁盘外观软盘的数据组织软盘的数据组织软软盘盘每每面面有有0 07979道道。每每个个磁磁道道又又划划分分成成相相等等的的若若干干个个区区域域，称称为扇区。为扇区。每个扇区存储每个扇区存储512512个字节个字节，如图，如图1 11010所示。所示。图图110 软盘的数据组织软盘的数据组织 软盘的存储容量软盘的存储容量软磁盘存储容量软磁盘存储容量=软盘面数软盘面数每面磁道数每面磁道数每道扇区数每道扇区数每扇区的字节数每扇区的字节数【例例11】3.5英寸双面高密度磁盘，每面英寸双面高密度磁盘，每面80磁道，每磁道，每道道18扇区，扇区，每扇区可存储每扇区可存储512字节字节，其容量为：，其容量为：280185121 4401 024B1 440KB所以所以3.53.5英寸高密度磁盘的英寸高密度磁盘的容量为容量为1.44MB1.44MB。新的磁盘在使用之前，必须进行新的磁盘在使用之前，必须进行格式化格式化。使用软盘的注意点使用软盘的注意点软盘不能弯曲和挤压。保存软盘时，要远离热源和磁软盘不能弯曲和挤压。保存软盘时，要远离热源和磁场；要注意防潮，以免发霉。场；要注意防潮，以免发霉。软盘驱动器软盘驱动器软驱是读写软盘的设备。软驱是读写软盘的设备。2）硬盘）硬盘硬盘的外观如图硬盘的外观如图1 11111所示。所示。硬盘的数据组织如图硬盘的数据组织如图1 11313所示。所示。图图111硬盘的外观图硬盘的外观图113 硬盘的扇区、磁道和柱面硬盘的扇区、磁道和柱面3）优盘）优盘优盘是一种新型的移动存储器，采用优盘是一种新型的移动存储器，采用USBUSB接口。优盘的接口。优盘的存储部件采用闪存（存储部件采用闪存（Flash MemoryFlash Memory），闪存所存储的数），闪存所存储的数据不需要电压维持，可靠性比较高。如图据不需要电压维持，可靠性比较高。如图1 11414所示。所示。图图114优盘优盘4）CD-ROM光驱和光盘光驱和光盘CD-ROM光驱的工作原理光驱的工作原理光光驱驱内内激激光光二二极极管管产产生生波波长长约约0.540.540.68m0.68m的的光光束束照照射射到到光光盘盘上上，然然后后反反射射回回来来，用用光光检检测测器器捕捕获获反反射射光光。当当激激光光束束照照射射凹凹点点边边界界时时，反反射射光光束束强强弱弱发发生生变变化化，读读出出的的数数据据为为“0 0”；当当激激光光照照射射平坦平坦部分时，反射光强弱没有发生变化，读出的数据为部分时，反射光强弱没有发生变化，读出的数据为“1 1”。图图115 光驱面板与光盘托盘光驱面板与光盘托盘光驱的数据光驱的数据传输速率传输速率光光驱驱的的数数据据传传输输速速率率指指每每秒秒向向主主机机传传输输的的数数据据量量。制制定定CD-CD-ROMROM标标准准时时，把把150 150 kbpskbps作作为为传传输输速速率率的的标标准准。5252速速光光驱驱（记记作作“52X”52X”）的传输速率为：）的传输速率为：52150kbps52150kbps7800kbps7800kbps。CD-ROM光盘光盘光盘上的光道是螺旋线，光盘上的光道是螺旋线，1212厘米光盘有厘米光盘有333000333000个扇区，每个扇区，每个扇区存放个扇区存放2 0482 048字节，总容量为：字节，总容量为：2 048字节字节/扇区扇区333000扇区扇区681984000B650.39MB5）DVD光驱与光盘光驱与光盘DVDDVD是是“Digital Video Disk”Digital Video Disk”的缩写，意思是的缩写，意思是“数字数字视频光盘视频光盘”。DVDDVD光驱与光盘的结构及工作原理和光驱与光盘的结构及工作原理和CD-ROMCD-ROM光驱和光盘都相似，主要的光驱和光盘都相似，主要的区别在于所用的数据压缩标区别在于所用的数据压缩标准不同准不同。图像压缩技术图像压缩技术静态图像静态图像通常采用通常采用JPEGJPEG（Joint Photographic Experts Joint Photographic Experts GroupGroup，译为联合图片专家组）算法标准进行压缩。，译为联合图片专家组）算法标准进行压缩。视频图像视频图像（动态图像）则采用（动态图像）则采用MPEGMPEG（Moving Picture Moving Picture Experts GroupExperts Group，译为活动图像专家组）算法标准进行压缩，译为活动图像专家组）算法标准进行压缩。视频信息的特点视频信息的特点视频信号就是电影、电视信号。它要求每秒钟播放视频信号就是电影、电视信号。它要求每秒钟播放3030帧或帧或2424帧位图，由于人们的帧位图，由于人们的“视觉暂留视觉暂留”效应，这些不连续位图效应，这些不连续位图看起来就变成了动态的连续图像。看起来就变成了动态的连续图像。视频信息压缩技术视频信息压缩技术nMPEG-1MPEG-1压缩标准：压缩标准：它是在可接受的图像质量下，把视频及其伴音信号压缩到它是在可接受的图像质量下，把视频及其伴音信号压缩到1.21.21.5Mbps1.5Mbps，使一般的，使一般的CD-ROMCD-ROM驱动器也能实时播放驱动器也能实时播放3030帧帧/s/s的彩色视频图像。的彩色视频图像。VCDVCD光盘中的视频图像使用光盘中的视频图像使用MPEG-1MPEG-1标准压标准压缩。缩。nMPEG-2MPEG-2压缩标准：压缩标准：MPEG-2MPEG-2把视频及其伴音信号压缩到把视频及其伴音信号压缩到10Mbps10Mbps，且图像质量更，且图像质量更高，适用性更广。高，适用性更广。DVDDVD光盘中的视频图像使用光盘中的视频图像使用MPEG-2MPEG-2标准压标准压缩。缩。DVD的特点的特点由于由于DVDDVD光盘使用光盘使用MPEG-2MPEG-2标准压缩，它具有更大的数据容标准压缩，它具有更大的数据容量和更高的质量。量和更高的质量。6）刻录机）刻录机刻录机概述刻录机概述 刻录机的外观与刻录机的外观与CDCDROMROM相似。目前，市面上出售的刻相似。目前，市面上出售的刻录机多数是支持数据录机多数是支持数据可擦写可擦写的的CDCDRWRW刻录机。刻录机。n只读光只读光盘盘CDR写入一次，反复读取。写入一次，反复读取。n可擦写可擦写光盘光盘 CDR/W光盘光盘 4输入设备输入设备（1）键盘）键盘图图116 PC(105键键)键盘图键盘图（2）鼠标）鼠标1）鼠标的分类）鼠标的分类根据按键数目分类根据按键数目分类两键鼠标两键鼠标：两键鼠标又叫：两键鼠标又叫MS MouseMS Mouse，是由，是由MicrosoftMicrosoft公司设计和提公司设计和提倡的鼠标。倡的鼠标。MicrosoftMicrosoft公司的软件产品，如公司的软件产品，如WindowsWindows，OfficeOffice等都支等都支持双键鼠标。持双键鼠标。三键鼠标三键鼠标：三键鼠标又叫：三键鼠标又叫PC MousePC Mouse，是，是IBMIBM公司设计和提倡的鼠标。公司设计和提倡的鼠标。目前，十分流行的是一种在左右两键中间有一个滚轮的目前，十分流行的是一种在左右两键中间有一个滚轮的3D3D鼠标鼠标，可，可归类于三键鼠标。滚轮的用途是在窗口中快速移动光标。在浏览网归类于三键鼠标。滚轮的用途是在窗口中快速移动光标。在浏览网时，用滚轮翻卷页面特别方便。时，用滚轮翻卷页面特别方便。按接口方式分类按接口方式分类 按接口方式分为：串口鼠标按接口方式分为：串口鼠标 、PS/2PS/2鼠标鼠标 、USBUSB鼠标鼠标 按工作原理分类按工作原理分类根据鼠标的工作原理，可分为机械根据鼠标的工作原理，可分为机械式鼠标和式鼠标和光电式鼠标光电式鼠标。图图118 鼠标外观鼠标外观 5输出设备输出设备（1）显示器）显示器 1）按工作原理分类）按工作原理分类 液晶显示器（液晶显示器（LCD）显示器显示器 球面显示器球面显示器 阴极射线管显示器阴极射线管显示器 平面直角显示器平面直角显示器 （CRT）柱面显示器柱面显示器 纯平面显示器纯平面显示器 尺寸尺寸 显示器的尺寸是指显显示器的尺寸是指显示屏示屏对角线的长度对角线的长度，一，一般以英寸为单位，如图般以英寸为单位，如图1 12222所示。所示。图图122 显示器屏幕的尺寸显示器屏幕的尺寸 点距点距点距是点距是两个相邻的相同颜色的荧两个相邻的相同颜色的荧光点之间的距离光点之间的距离，如图，如图1 12323所示。所示。点距越小，显示器在高分辨率下显点距越小，显示器在高分辨率下显示的图像就越清晰。目前主流彩显示的图像就越清晰。目前主流彩显的点距为的点距为0.25mm0.25mm。分辨率分辨率象素是指组成图像的最小单位。象素是指组成图像的最小单位。一个象素由红（）、绿（）、一个象素由红（）、绿（）、蓝（）三种颜色的荧光点组成。蓝（）三种颜色的荧光点组成。图图123 点距点距分辨率指屏幕的像素总和。分辨率指屏幕的像素总和。分辨率的表示方式是用显示屏的水分辨率的表示方式是用显示屏的水平方向上的象素乘以垂直方向上的像素。显示器的分辨率为平方向上的象素乘以垂直方向上的像素。显示器的分辨率为10241024768768，表明在水平方向上有，表明在水平方向上有10241024个象素，在垂直方向上有个象素，在垂直方向上有768768个象素。个象素。目前显示器的分辨率一般是目前显示器的分辨率一般是10241024768768。扫描方式扫描方式扫描方式有扫描方式有逐行扫描逐行扫描与与隔行扫描隔行扫描两种。两种。目前，所以目前，所以“隔行隔行”扫描扫描的技术已被淘汰。的技术已被淘汰。垂直扫描频率垂直扫描频率垂直扫描频率垂直扫描频率又称又称场频场频，或屏幕的，或屏幕的刷新频率刷新频率。它表示每秒钟重它表示每秒钟重画屏幕的次数画屏幕的次数，即完成一帧扫描所花时间的倒数来表示，即完成一帧扫描所花时间的倒数来表示，以赫兹以赫兹（Hz）为单位）为单位。如果刷新率在如果刷新率在85Hz以上，屏幕的画面则非常稳定。以上，屏幕的画面则非常稳定。视频带宽视频带宽视频带宽视频带宽=行数行数列数列数刷新频率刷新频率 2）显示适配器）显示适配器显示适配器显示适配器简称简称显卡显卡。它工作在它工作在CPUCPU和显示器之间，和显示器之间，用于控制计算机的数据输出。用于控制计算机的数据输出。显卡分类显卡分类显卡有显卡有ISAISA、VESAVESA、PCIPCI和和AGPAGP四种，前四种，前3 3种已淘汰，目种已淘汰，目前前AGPAGP显卡显卡是微机的主流显卡。是微机的主流显卡。显存显存显存是显卡的重要技术指标。显存是显卡的重要技术指标。若一个象素要表现真彩色（若一个象素要表现真彩色（2 2242416 777 21616 777 216色）需要色）需要3 3个字节个字节，对于分辨率为，对于分辨率为1 0247681 024768的的SVGASVGA显示器，则显示器，则需要需要1 02476831 02476832.25MB2.25MB，即需要大约，即需要大约2.5MB2.5MB的显存。的显存。（2）打印机）打印机 打打印印机机是是计计算算机机的的重重要要输输出出设设备备。常常见见的的有有针针式式打打印印机机、喷喷墨墨打印机和激光打印机，如图打印机和激光打印机，如图1 12424所示。所示。图图124针式打印机喷墨打印机激光打印机针式打印机喷墨打印机激光打印机（3）音箱）音箱音箱的分类音箱的分类：有源音箱有源音箱：带有电源设备，具有功率放大功能。：带有电源设备，具有功率放大功能。无源音箱无源音箱：直接输出声卡的音频信号，功率小（：直接输出声卡的音频信号，功率小（2 24 4瓦），音瓦），音质差。质差。6 6其他配件其他配件（1 1）声卡）声卡声卡是多媒体计算机的基本配件之一，如图声卡是多媒体计算机的基本配件之一，如图1 12626所示。它的基本功所示。它的基本功能是录制、播放数字声音文件。声卡的主要性能指标能是录制、播放数字声音文件。声卡的主要性能指标如下：如下：图图126 声卡及外接插口声卡及外接插口1）采样频率）采样频率采样频率即单位时间内采采样频率即单位时间内采样的次数样的次数,单位是赫兹单位是赫兹(Hz)(Hz)。采样频率越高，同一段波形采样频率越高，同一段波形被等分的份数越多，每一份被等分的份数越多，每一份的时间间隔也越小，采样的的时间间隔也越小，采样的音质越好，所需的存储空间音质越好，所需的存储空间越大。标准的采样频率有三越大。标准的采样频率有三个：个：44.1kHz44.1kHz（CDCD音质）音质）22.05kHz22.05kHz（广播音质）（广播音质）11.025kHz11.025kHz（电话音质）（电话音质）2）采样位数采样位数采样位数是指对波形垂直方向的幅值进行量化时的等分值的大小采样位数是指对波形垂直方向的幅值进行量化时的等分值的大小。8 8位量化将声音振幅分成位量化将声音振幅分成256256等份，等份，1616位量化将声音振幅分成位量化将声音振幅分成6553665536等份。等份。采样位数越多，采样的声音质量越接近于原始声音，所需的存储空间也采样位数越多，采样的声音质量越接近于原始声音，所需的存储空间也越大。越大。3）声道数声道数记录声音时只产生一个波形为单声道。记录声音时只产生一个波形为单声道。记录声音时产生两个波形为双记录声音时产生两个波形为双声道（立体声）。声道（立体声）。双声道听起来比单声道丰满，具有空间感，但需要两双声道听起