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在计算机中,存储器容量以字节(Byte,简称为B)为基本单位,一个字节由8个二进制位(bit)组成。

存储容量的表示单位除了字节以外,还有KB、MB、GB、TB(可分别简称为K、M、G、T,例如,128MB可简称为128M)。

其中:

1KB=1024B;

1MB=1024KB;

1GB=1024MB;

1TB=1024GB。

实际应用中,人们总希望存储器能存储的数据越多越好,即存储容量越大越好,从存储器读出或向存储器写入数据的速度越快越好。

但是,由由于技术和价格上的原因,存储器的存储容量和存取周期之间存在着矛盾。

因此,在计算机中,一般把存储器分成主存储器(内存)和辅助存储器(外存)。

主存储器与CPU直接相连,存放当前正在运行的程序和有关数据,存取速度快,但价格较贵,容量不能做得太大,目前微型计算机的内存配置一般为了128MB;

辅助存储器存放计算机暂时不用的程序和数据(需要时才调入内存),存取速度相对较慢,但价格比较便宜,容量可以做得很大,例如,现在的硬盘存储容量通常为数十GB。

(一)主存储器

主存储器,也称内存储器,简称内存,是微型计算机主机的组成部分。

内存由高速的半导体存储器芯片组成,是计算机运行过程中临时存放程序和数据的地方。

计算机工作时,把要处理的数据先从外存调入内存,再从内存调入CPU;

CPU处理完毕后,将数据送到内存,最后保存到外存。

微型计算机的内存根据其工作方式的不同,可分为RAM和ROM。

1.RAM

RAM(RandomAccessMemory)是随机存取存储器,其中的数据可随机在读出或写入,用来存放从外存调入的程序和有关数据以及从CPU送出的数据。

人们通常所说的内存实际上指的是RAM。

目前,微型计算机的内存容量有64MB、128MB、256MB等。

需要指出的是,计算机断电后,RAM中的数据将完全丢失。

因此,用户在结束计算机操作时,应该将新建或做过修改的程序及相应的文件保存到外存。

2.ROM

ROM(ReadOnlyMemory)是只读存储器,占内存的很小一部分,在通常情况下CPU对其只取不存。

因此,ROM一般用来存放一些固定的、专用程序或数据。

(二)辅助存储器

由于主存储器的容量有限,所以计算机的外部设备中都配有辅助存储器。

辅助存储器也称外存储器,简称外存。

外存容量可以很大,能存放大量的暂时不用的程序和数据。

目前,计算机上经常使用的外存有软盘、硬盘和光盘等。

1.软盘

软盘是一张圆形软塑料薄片,表面涂覆可记录信息的磁性材料,被封装在一个方形的确良保护套中。

软盘因操作使用极为方便,加之价格低廉,而成为计算机使用最为广泛的一种外存。

软盘按其尺寸来分,有5.25英寸盘(即5寸盘)和3.5英寸盘(即3寸盘)两种:

按其数据存放的密度来分,有双密度盘(DoubleDensity,简写为DD,即低密盘)和高密度盘(HighDensity,简写为HD,即高密盘):

按其使用面数分,有单面盘(SingleSide,简称为DS)。

现在计算机上主要使用的容量为1.44MB的3英寸双面高密盘。

3寸盘的封套上有一个可移动的金属套,起保护读写窗口的作用。

封套的下角还有一个称为写保护口的小方孔,在它的反面有一块可移动的小塑料滑块。

若把该小滑块推向盘片的边缘,使小方孔打开,软盘就处于写保护状态,即只能从该盘读取数据,而不能写入数据。

注意:

必须将软盘正确插入相应的软盘驱动器中,才能对它进行读写操作。

此外,软盘不能任意弯曲,也不能放在多尘、过潮、太热或强磁场的环境中。

2.硬盘

硬盘通常固定在计算机的主机箱内,是计算机最重要的外存储器。

硬盘具有比软盘大得多的容量和快得多的速度,而且可靠性高,使用寿命长。

计算机的操作系统、大量的应用软件和数据都存放在硬盘上。

硬盘由多片表面涂覆磁性材料的金属薄膜盘片叠装而成,密封固定在硬盘驱动器里,不能随意更换。

对于盘片中存放数据的每个面,都有一个相应的读写磁头。

3.光盘

光盘存储器具有记录密度高、存储容量大、信息可长期保存等优点,因此,它在计算机外存储器中占有重要一席,是媒体计算机不可缺少的部件之一。

光盘有只读光盘和可读写光盘之分,使用最多的为只读光盘存储器,即通常所说的CD-ROM(CompactDisc-ReadOnlyMemory)。

用户不能删除CD-ROM盘中的信息,也不能写入,而只能读出事先存在盘上的数据。

一张CD-ROM盘片可存放600多MB的数据,为软件、音频和视频数据等大容量文件的存放提供了便利。

目前,CD-ROM驱动器(简称光驱)已在微型计算机中得到了广泛的应用。

(三)其他辅助存储器

随着计算机技术、微电子技术和其他相关技术的发展,新型辅助存储器不断出现,它们能提供更大的存储容量、更快的数据传输速率。

1.ZIP

ZIP驱动器是由3寸软盘驱动器发展而来的,其速度是标准软驱的20倍。

ZIP盘片的外形与3寸软盘形似,只是要厚一些,但存储容量可达100MB。

2.LS-120

LS-120驱动器也是由3寸软盘驱动器发展而来的,其速度是标准软驱的5倍。

LS-120盘片的存储容量可达120MB。

由于LS-120驱动器的结构与1.44M的3寸软盘驱动器相似,因此它兼容标准的3寸软盘。

3.DVD-ROM

DVD(DigitalVideoDisc)是数字视频光盘,DVD-ROM是CD-ROM的换代产品。

DVD盘片的外形与CD盘片相似,但存储容量一般为4.7GB,最大容量可达17GB。

DVD-ROM驱动器保持了对CD-ROM驱动器的兼容性,使得CD-ROM盘片也可以在DVD-ROM驱动器中使用。

4.闪存

闪存的实际名称叫非易失随机访问存储器(NVRAM),特点是断电后数据不消失,因此可以作为外部存储器使用。

闪存也有不用类型,其中主要分为NOR型和NAND型两大类。

NOR型与NAND型闪存的区别很大,打个比方说,NOR型闪存更像内存,有独立的地址线和数据线,但价格比较贵、容量比较小;

而NAND型更像硬盘,地址线和数据线四共用的

I/O线,类似硬盘的所有信息都通过一条硬盘线,传送速率一般;

而且NAND型与NOR型闪存相比,成本要低一些,而容量大得多。

因此,NOR型闪存比较适合频繁随机读写的场合,通常用于存储程序代码并直接在闪存内运行,手机就是使用NOR型闪存的大户,所以手机的“内存”容量通常不大;

NAND型闪存主要用来存储资料,我们常用的闪存产品,如闪存盘、数码存储卡都是用NAND型闪存。

内存NOR型闪存的基本存储单元是Bit,用户可以随机访问任何一个Bit的信息。

而NAND型闪存的基本存储单元是页(Page)。

可以看到,NAND型闪存的页数似硬盘的扇区,硬盘的一个扇区也为512字节。

每一页的有效容量是512字节的倍数。

所谓的有效容量是指用于数据存储的部分,实际还要加上16字节的校验信息,因此我们可以在闪存厂商的技术资料当中看到“(512+16)Byte”的表示方式。

目前2GB以下容量的NAND型闪存绝大多数是(512+16)字节的页面容量,2GB以上容量的NAND型闪存则将页容量扩大到(2048+64)字节。

三、基本输入输出设备

输入(Input)设备用于输入程序和需处理的原始数据(包括文本、图形、图象、声音等),输出(Output)设备用于输出计算机的运行或数据处理结果。

目前,微型计算机上使用的基本输入设备是键盘和鼠标器,基本输出设备是显示器。

1.键盘

键盘是计算机总最基本的输入设备。

键盘上排列了字母、数字、符号键等,通过按键操作,可把命令、程序和数据等信息手工输入到计算机中。

根据键数的不同,键盘可分为101键、104键及带有播放VCD/CD和上网功能键的多媒体键盘。

104键与101键相比,多了3个Windows专用键。

2.鼠标器

鼠标器简称鼠标,是计算机系统中的辅助输入设备,其外形小巧,移动自然,尾部有一条连接计算机的电缆,状似老鼠,故得其名。

鼠标是一种“指点”设备,上面有2个或3个按键,通过鼠标可对操作对象进行单击、双击、拖动等操作,在菜单式软件、图形软件中,使用尤为方便灵活。

在Windows系统中,鼠标已成了必备的输入控制工具。

3.显示器

显示器是计算机最基本的输出设备,也是人机对话的主要工具。

它通过显示屏向用户提供各种应用软件的操作界面,用户可以通过这些界面输入数据、选择各种功能、获知程序运行的结果等。

无论是输出文字,还是图形或图象,显示器屏幕上总是用光点(像素)来构造输出内容,因此,点距越小越好,例如,0.25mm。

此外,光点的行列数越多,分辨率越高,例如,显示分辨率为1024×

768,表示每屏有1024×

768个光点。

显示器从显示颜色来分,有单色和彩色之分;

从显示屏幕大小来分,有14英寸、15英寸、17英寸和21英寸等多种规格。

四、其他外围设备

计算机除了基本输入输出设备以外,其他常用的输入设备有扫描仪、数字化仪、磁卡读入机和条形码阅读器,常见的输出设备有打印机和绘图仪。

如果要通过电话线传输数据(例如上网冲浪),还应该配置调制解调器,即Modem。

1.扫描仪

扫描仪是目前常用的一种输入图片和文字的计算机外围设备。

它是利用光学扫描原理,从纸上“读出”文字或图形、图像,然后把获得的信息送入计算机,由计算机通过识别软件对读入的信息进行分析与处理。

例如,通过OCR(光学字符识别软件),可将扫描的文本(图像信息)转换为可供文字处理软件使用的文本信息。

2.数字化仪

数字化仪由平板加上连接的手动定位器组成,主要用于输入工程图纸、地图等。

用户可以通过手动定位器(或定位笔)方便地获得每条线段的端点坐标,从而实现线条图形的输入。

3.磁卡读入机和条形码阅读器

磁卡读入机和条形码阅读器广泛应用于图书管理、身份验证、商品销售与管理中,它是利用电磁和光电转换原理,把预先制作在卡上或条形码中的数字信息读入计算机。

4.打印机

打印机能把计算机输出的程序内容和运行结果打印在纸上,以便阅读和保存。

打印机的种类很多,常用的有点阵式打印机、喷墨打印机和激光打印机等。

(1)点阵式打印机。

又称针式打印机,它通过打印头中的钢针击打色带,在打印纸上打印出字符或图形的点阵。

点阵式打印机按打印头针数可分为16针、24针和48针等。

点阵式打印机的打印速度较慢,噪音较大,打印质量也不高,大打印成本较低,能打印连续纸,并且能对票据进行复印式打印。

(2)喷墨打印机。

一种非击打印机,它通过喷墨头将带电的墨水喷出,由聚焦和偏转系统将墨水定位,在打印纸上印出文字、符号和图象。

喷墨打印机从打印分辨率分,有360dpi(每英寸360点)、720dpi和1440dpi等规格。

它具有价格低、体积小、重量轻、噪音低等特点,打印质量明显高于点阵式打印机,但其打印成本较高。

(3)激光打印机。

与喷墨打印机一样,激光打印机也是一种非打印式打印机。

它的打印原理类似于复印机:

接到打印命令后,首先把要输出的字符和图像等信息转化成数字信号,并把这些输出信息在磁鼓上形成静电潜像,转化为磁信号,然后利用磁信号把碳粉吸附到纸上,经高压定影后输出。

激光打印机四页式打印机,其特点是打印速度快、质量高、无噪音、但价格也较高。

5.绘图仪

绘图仪用于在纸上输出线条图形,它是CAD(计算机辅助设计)系统的主要输出设备。

6.Modem

Modem是调制解调器的英文名称,是用以实现计算机处理的数字信号同电话线传输的模拟信号之间的转换装置。

调制的作用是将计算机输出的数字信号转换为模拟信号,解调的作用是将接收的模拟信号转换为计算机能够处理的数字信号。

通过电话线路进行拨号上网,Modem是一个不可缺少的设备,它通常有内置式和外置式两种。

数据传输速度是Modem的重要技术指标,单位为b/s(位/秒),即每秒钟传送多少位数据。

目前使用的Modem的数据传输速率一般为36.6kb/s和56kb/s。

在计算机系统中,硬件是物质基础,而各种软件则提供了计算机的操作平台、使用界面与应用技术。

软件是对计算机硬件系统性能的扩充和完善,硬件必须在软件的支持下才能充分发挥取作用。

计算机软件是相对于计算机硬件而言的。

一般来说,软件是程序、程序运用时所需要的数据,以及关于程序的设计、功能和使用说明文档的全体。

软件可以被分为若干层次,如图1-2所示。

不同层次的软件是对内层计算机的完善和扩充,而最底层的软件是对计算机硬件(裸机)的完善和扩充。

粗略地讲,可以将软件分为系统软件和应用软件两大类。

一、系统软件

系统软件泛指那些为整个计算机所配置的、不依赖于特定应用的通用软件,是使用和管理计算机的基本软件,是支持应用研究软件运行的平台。

主要功能是对整个计算机的硬件和软件系统进行了调度、管理、监视及提供服务,使系统资源得到有效的利用。

系统软件包括操作系统、语言处理系统、数据库管理系统和常用服务程序等。

其中,操作系统是系统硬件平台桑设置的第一层软件,是系统软件的核心,其他软件在操作系统的控制下才能运行。

在整个计算机系统中,操作系统具有特殊的地位,它能对计算机的硬件、软件资源和数据资源进行有效的管理,对计算机的工作流程进行合理的组织,为用户提供功能更强、使用更方便的操作环境。

所以说,操作系统是用户和计算机之间的接口。

常用的操作系统有Windows2000系列、UNIX、LINUX、NetWare等。

二、应用软件

应用软件指用于解决各种不同具体应用问题的专门软件。

根据开发方式和适用范围,应用软件又可分为通用应用软件(例如,文字处理软件WPS2000)和定制应用软件(例如,某工厂的人事管理系统)。

随着计算机应用的日益广泛深入,各种应用软件的数量不断增加,质量日趋完善,使用更加灵活方便,通用性也越来越强,人们只要略加学习一些基础知识和基本方法,就可以利用这些应用软件进行数据处理、文字处理、辅助设计等。

(一)文字处理软件

文字处理由来已久,所谓文字处理软件就是在计算机上实现对文字进行输入、编辑、排版和打印等操作的软件。

文字处理软件可使用户在日常文字处理工作中摆脱纸与笔的束缚,从大量费时费力的重复劳动中解脱出来,提高文字处理的效率。

所以,文字处理软件又被称为电子秘书,它在办公自动化方面发挥着巨大作用。

文字处理软件按功能分,大致有3类。

1.简单的文本编辑程序

这是一类简单的编辑纯文本文件的软件,例如,Window9X中的“记事本”。

这类软件没有格式处理能力,不能设置诸如字体大小、行距和字符间距等格式。

2.具有较完备功能的文字处理软件

这类软件使用较为广泛,目前,常用的文字处理软件有MicrosoftWord和WPS等。

文字处理软件的主要功能基本相同,掌握了一种软件的使用方法,也就不难使用其他的相似软件。

3.专业印刷排版系统

这是一类适用于印刷出版社行业的通用软件,例如,PageMaker软件和方正桌面排版系统等。

(二)表格处理软件

表格在社会各领域充当着重要的角色,帐簿就是其中最常用的一种。

以前用笔和纸来处理表格,费时费力;

计算机普及后,用计算机来处理表格,不仅可以将人们从繁琐复杂的表格处理中解放出来,而且使处理表格过程成为美的享受。

表格处理软件广泛应用于各种“表格”式数据管理的领域,如金融、财务、经济、统计、审计和行政等领域。

目前,常用的表格处理软件有Microsoft公司推出的MicrosoftExcel等。

第三节计算机网络基础知识

一、计算机网络的产生与发展

计算机网络出现的历史不长,但发展很快,经历了一个简单到复杂的演变过程。

世界上第一台电子数字计算机ENIAC在美国诞生时,计算机与通信并没有什么关系。

当时的计算机数量极少,而且价格十分昂贵,用户只能到计算机房去使用计算机。

这显然是很不方便的。

1954年终端器诞生后,人们才逐渐把终端与计算机连接起来。

几十年来,计算机网络的发展经历了3个主要阶段:

以单机为中心的通信系统、多个计算机互联的计算机网络及国际标准化的计算机网络。

(一)以单机为中心的通信系统

以单机为中心的通信系统(第一代计算机网络)这样的系统中除了一台中心计算机,其余终端不具备自主处理功能。

这里的单机指一个系统中只有一台主机(Host),也称面向终端的计算机网络。

20世纪60年代初,美国航空公司与IBM公司联合研制的预定飞机票系统,由一个主机和两千多个终端组成,是一个典型的面向终端的计算机网络。

(二)多个计算机互联的通信系统

20世纪60年代末出现了多个计算机互联的通信系统(第二代计算机网络)。

这种网络将分散在不同地点的计算机经通信线路互联。

主机之间没有主从关系,网络中的多个用户可以共享计算机网络中的软硬件资源,故这种计算机网络也称共享系统资源的计算机网络。

第二代计算机网络的典型代表是60年代美国国防部高级研究计划局的网络ARPANET。

以单机为中心的通信系统的特点是网络上用户只能共享一台主机中软件、硬件资源,而多个计算机互联的计算机网络上的用户可以共享整个资源子网上所有的软件、硬件资源。

(三)国际标准化的计算机网络

国际标准化的计算机网络(第三代计算机网络),它具有统一的网络体系结构,遵循国际标准化协议。

标准化的目的使得不同计算机及计算机网络能方便地互联起来。

20世纪70年代后期,人们认识到第二代计算机网络存在着明显不足,主要表现有:

各个厂商各自开发自己的产品,产品之间不能通用,各个厂商各自制定自己的标准,不同的标准之间转换非常困难。

这显然阻碍了计算机网络的普及和发展。

1980年,国际标准组织ISO公布了开放系统互联参考模型(OSI/RM),成为世界上网络体系的公共标准。

遵循此标准可以容易地实现网络互联。

二、计算机网络的分类与拓扑结构

计算机网络的分类标准很多,按拓扑结构分,有星型、总线型、环型等;

按使用范围分,有公用网和专用网;

按传输技术分,有广播式与点到点式网络;

按交换方式分类,有报文交换与分组交换等。

事实上,这些分类标准都只能给出网络某方面的特征,不能确切地反映网络技术的本质。

目前比较公认的能反映网络技术本质的分类方法是按计算机网络的分布距离分类。

因为在距离、速度、技术细节三大因素中,距离影响速度,速度影响技术细节。

(一)计算机网络的分类

计算机网络按分布距离可分为局域网(LAN)、城域网(MAN)和广域网(WAN)。

1.局域网

局域网作用范围小,分布在一个房间、一个建筑物或一个企事业单位。

地理范围在10m~1km,传输速率在Mb/s以上。

目前常见局域网的速率有10Mb/s、100Mb/s。

局域网技术成熟、发展快,是计算机网络中最活跃的领域之一。

2.城域网

城域网作用范围为一个城市.地理范围为5Km~10Km,传输速率在1Mb/s以上。

3.广域网

广域网作用的范围很大,可以是一个地区、一个省、一个国家及跨国集团,地理范围一般在100Km以上,传输速率较低(<

0.1Mb/s)。

(二)计算机网络的拓扑结构是指网络结点和通信线路组成的几何排列,亦称网络物理结构图。

1.总线型

在一条单线上连接着所有工作站个其他共享设备(文件服务器、打印机等),总线型的特点是:

结构简单、非常便于扩充、价格相对较低、安装使用方便。

一旦总线的某一点出现接触不良或断开,整个网络将陷于瘫痪。

实际安装时要特别处理总线的各个接头。

2.星型

以中央结点为中心与各结点连接,星型网络的特点是:

系统稳定性好,故障率低。

由于任何两个结点间通信都要经过中央结点,故中心点出故障时,整个网络会瘫痪。

在文件服务器/工作站的局域网模式中,中心结点是文件服务器,存放共享资源。

在文件服务器与工作站之间接有集线器(HUB)。

集线器的作用为多路复用。

目前大多数局域网均采用星型结构。

3.环型

工作站、共享设备(服务器、打印机等)通过通信线路将设备构成一个闭合的环,环型网络的特点是:

信息在网络中沿固定方向流动,两个结点间有唯一的通路,可靠性高。

由于整个网络构成闭合环,故网络扩充起来不太方便。

环型网是局域网常采用的拓扑结构之一。

三、计算机网络的基本组成

计算机网络主要由资源、服务器、工作站、网络设备、网络协议、网络操作系统等组成。

1.资源

被服务器提供到网络上,供工作站使用的硬件、软件、数据库等。

资源可以是一个文件、文件夹、打印机、扫描仪等。

2.服务器

在网络上提供资源的计算机。

3.工作站

在网络上使用资源的计算机。

4.网络设备

连接计算机与传输介质、网络与网络的设备。

常用的设备有路由器、网络适配器、交换机、网桥、光电转换器等。

5.网络协议

网络中为数据交换而建立的规则。

常用的协议有TCP/IP协议、IPX/SPX协议等。

6.网络操作系统

计算机网络操作系统是网络用户和计算机网络的接口。

网络用户通过网络操作系统请求网络服务。

网络操作系统的任务就是支持局域网络的通信及资源共享,它承担着整个网络范围内的资源管理,支持各用户间的通信。

常用的网络操作系统有WindowsNT、Net、Ware、UNIX等。

四、局域网

局域网是指将小范围内的有限的通信设备互联在一起的通信网。

决定局域网特性的主要技术要素有网络拓扑、传输介质与介质访问控制方法3个。

局域网技术成熟,网络结构简单、经济、功能强且灵活性大,应用广泛。

IEEE802局域网标准化委员会对局域网的定义为“局域网是一个数据通信系统,,其传输范围在中等地理

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