111计算机的发展概况(编辑修改稿)

111计算机的发展概况(编辑修改稿)内容摘要：

001 0010 0001 0011 0001 0100 0001 0101 0001 0110 0001 0111 0001 1000 9 1001 19 0001 1001 8421 码是将十进制数码 09 中的每个数分别用 4 位二进制编码表示，自左至右每一位对应的数是 8， 4， 2， 1，这种编码方法比较直观、简要，对于多位数，只须将它的每一位数字按表 12 中所列的对应关系用 8421 码直接列出即可。 例如，十进制数 （ ） 10 ＝（ 0001 0010 0000 0110） BCD 8421 码与二进制之间的转换不是直接的，要先将 8421 码表示的数转换成十进制数，再将十进制数转换成二进制数。 例如， （ 1001 0010 ） BCD＝（ ） 10＝（ ） 2 2． ASCII 码 计算机中，对非数值的文字和其他符号进行处理时，要对文字和符号进行数字化处理，即用二进制编码来表示文字和符号。 字符编码（ Character Code）是用二进制编码来表示字母、数字以及专门符号。 在计算机系统中，有两种重要的字符编码方式： ASCII 和 EBCDIC。 EBCDIC 主要用于IBM 的大型主机， ASCII 用于微型机与小型机。 下面我们简要介绍 ASCII 码。 目前计算机中普遍采用的是 ASCII（ American Standard Code for Information Interchange）码，即美国信息交换标准代码。 ASCII 码有 7 位版本和 8 位版本两种，国际上通用的是 7位版本， 7 位版本的 ASCII 码有 128 个元素，只需用 7 个二进制位（ 27＝ 128）表示，其中控制字符 32 个，阿拉伯数字 10 个，大小写英文字母 52 个，各种标点符号和运算符号 34个。 在计算机中实际用 8 位表示一个字符，最高位为 “ 0”。 书后附录一列出了全部 128 个符号的 ASCII 码。 例如，数字 0 的 ASCII 码为 48，大写英文字母 A 的 ASCII 码为 65，空格的 ASCII 码为 32 等等。 有的计算机教材中的 ASCII 码用 16 进制数表示，这样，数字 0的 ASCII 码为 30H，字母 A 的 ASCII 为 41H， „。 EBCDIC（扩展的二－十进制交换码）是西文字符的另一种编码，采用 8 位二进制表示，共有 256 种不同的编码，可表示 256 个字符，在某些计算机中也常使用。 3． 汉字编码 汉字也是字符，与西文字符比较，汉字数量大，字形复杂，同音字多，这就给汉字在计算机内部的存储、汉字的传输与交换、汉字的输入、输出等带来了一系列的问题。 为了能直接使用西文标准键盘输入汉字，必须为汉字设 计相应的编码，以适应计算机处理汉字的需要。 （ 1） 国标码 1980 年我国颁布了《信息交换用汉字编码字符集 基本集》代号为（ GB2312－ 80），是国家规定的用于汉字信息处理使用的代码依据，这种编码称为国标码。 在国标码的字符集中共收录了 6763 个常用汉字和 682 个非汉字字符（图形、符号），其中一级汉字 3755 个，以汉语拼音为序排列，二级汉字 3008 个，以偏旁部首进行排列。 国标 GB2312－ 80 规定，所有的国标汉字与符号组成一个 94 94 的矩阵，在此方阵中，每一行称为一个 “ 区 ” （区号为 01－ 94），每一列称为一个 “ 位 ” （位号为 01－ 94），该方阵实际组成了一个 94 个区，每个区内有 94 个位的汉字字符集，每一个汉字或符号在码表中都有一个唯一的位置编码，叫该字符的区位码。 使用区位码方法输入汉字时，必须先在表中查找汉字并找出对应的代码，才能输入。 区位码输入汉字的优点是无重码，而且输入码与内部编码的转换方便。 (2) 机内码 汉字的机内码是计算机系统内部对汉字进行存储、处理、传输统一使用的代码，又称为汉字内码。 由于汉字数量多，一般用 2 个字节来存放汉字的内码。 在计算机内汉字字符必须与英文字符区别开，以免造成混乱。 英文字符的机内码 是用一个字节来存放 ASCII 码，一个 ASCII 码占一个字节的低 7 位，最高位为 “ 0” ，为了区分，汉字机内码中两个字节的最高位均置 “ 1”。 例如，汉字 “ 中 ” 的国标码为 5650H（ 01010110 01010000） 2，机内码为 D6D0H（ 11010110 11010000） 2。 (3) 汉字的字形码 每一个汉字的字形都必须预先存放在计算机内，例如 GB2312 国标汉字字符集的所有字符的形状描述信息集合在一起，称为字形信息库，简称字库。 通常有点阵字库和矢量字库。 目前汉字字形的产生方式大多是用点阵方式形成汉字，即 是用点阵表示的汉字字形代码。 根据汉字输出精度的要求，有不同密度点阵。 汉字字形点阵有 16 16 点阵、 24 24点阵、 32 32 点阵等。 汉字字形点阵中每个点的信息用一位二进制码来表示， “ 1” 表示对应位置处是黑点， “ 0” 表示对应位置处是空白。 字形点阵的信息量很大，所占存储空间也很大，例如 16 16 点阵，每个汉字就要占 32 个字节（ 16 16247。 8＝ 32）； 24 24 点阵的字形码需要用 72 字节（ 24 24247。 8＝ 72），因此字形点阵只能用来构成 “ 字库 ” ，而不能用来替代机内码用于机内存储。 字库中存储了每个汉字的字形点阵代码 ，不同的字体（如宋体、仿宋、楷体、黑体等）对应着不同的字库。 在输出汉字时，计算机都要先到字库中去找到它的字形描述 7 信息，然后把字形送去输出。 167。 计算机系统 完整的计算机系统包括两大部分，即硬件系统和软件系统。 所谓硬件，是指构成计算机的物理设备，即由机械、电子器件构成的具有输入、存储、计算、控制和输出功能的实体部件。 软件称 “软设备 ”，广义地说软件是指系统中的程序以及开发、使用和维护程序所需的所有文档的集合。 我们平时讲到 “计算机 ”一词，都是指含有硬件和软件的计算机系统。 计算 机系统的组成如图 11 所示。 计算机的基本结构 计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个基本部分组成，也称计算机的五大部件，其结构如图 12 所示。 当前大部分计算机，特别是微型计算机各部件之间是用总线 (BUS)相连接。 这里所说的总线是指系统总线。 系统总线指 CPU、存储器与各类 I/O 设备之间相互交换信息的总线。 如 图 13 所示。 图 13 计算机的总线结构 各部件之间传输的信息可分为三种类型：数据（包括指令）、地址和控制信号。 在总线中负责部件之间传输数据的一组信号称数 据线；负责指出数据存放的存储位置的一组信号线称为地址线；在传输信息时起控制作用的一组控制信号线称为控制线。 因此系统总线有三类信号：数据信号、地址信号和控制信号。 总线涉及到各部件之间的接口和信号交换规程，它与计算机系统对硬件结构的扩展和各类外部设备的增加有着密切的关系。 因此总线在计算机的组成与发展过程中起着重要的重要。 内存CPU CPU I/O 控制器 外 存 储 器CPU 输 入 设 备CPU 输 出 设 备CPU 系统 图 1－ 1 计算机 系统的组成 硬件 主机 外部设备 中央处理器（ CPU） 内存储器 只读存储器（ ROM） 输入设备（键盘、鼠标器、图形扫描仪等） 输出设备（显示器、打印机、绘图仪等） 外存储器（硬磁盘、软磁盘、磁带、光盘等） 软件 系统软件 文字处理软件 表格处理软件 辅助设计软件 实时控制软件 应用软件 操 作 系 统（ OS） DOS Windows 95 98 xp Windows NT UNIX、 NetWare 语言处理系统 编译程序 解释程序 汇编程序 系统服务程序 监控、检测程序 连接编辑程序 连接装配程序 调试程序 其它服务程序 数据库管理系统 Oracle Sybase IBM DB2 控制器 随机存储器（ RAM） 运算器 1） 运算器 运算器又称算术逻辑单元 ALU（ Arithmetic Logic Unit）是计算机对数据进行加工处理的部件，它的主要功能是对二进制数码进行加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、等基本逻辑运算，实现逻辑判断。 运算器在控制器的控制下实现其功能，运算结果由控制器指挥送到内存储器中。 2) 控制器 控制器主要由指令寄存器、译码器、程序计数器和操作控制器等组成，控制器是用来控制计算机各部件协调工作，并使整个处理过程有条不紊地进行。 它的基本功 能就是从内存中取指令和执行指令，即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码，然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令，执行该指令。 另外，控制器在工作过程中，还要接受各部件反馈回来的信息。 3) 存储器：存储器具有记忆功能，用来保存信息，如数据、指令和运算结果等。 存储器可分为两种： （ 1）内存储贮器（简称内存或主存） 内存储器也称主存储器（简称主存），它直接与 CPU 相连接，存储容量较小，但速度快，用来存放当前运行程序的指令和数据，并直接与 CPU 交换信息。 内存储器由许多存储单元组成，每个单元能存放 一个二进制数，或一条由二进制编码表示的指令。 存储器的存储容量以字节为基本单位，每个字节都有自己的编号，称为 “ 地址 ” ，如要访问存储器中的某个信息，就必须知道它的地址，然后再按地址存入或取出信息。 为了度量信息存贮容量，将 8 位二进制码（ 8bits）称为一个字节（ Byte）简称 B，字节是计算机中数据处理和存储容量的基本单位。 1024 个字节称为 1K 字节， 1024K 个字节称 1兆字节（ 1MB）， 1024M 个字节称为 1G 字节（ 1GB）， 1024GB 字节称为 1TB，现在微型计算机主存容量大多数在兆字节以上。 计算机处理数 据时，一次可以运算的数据长度称为一个 “ 字 ” （ Word）。 字的长度称为字长。 一个字可以是一个字节，也可以是多个字节。 常用的字长有 8 位、 16 位、 32 位、 64位等。 如某一类计算机的字由 4 个字节组成，则字的长度为 32 位，相应的计算机称为 32位机。 （ 2）外存储器（简称外存或辅存） 外存贮器又称辅助存储器（简称辅存），它是内存的扩充。 外存存贮容量大，价格低，但存储速度较慢，一般用来存放大量暂时不用的程序、数据和中间结果，需要时，可成批地和内存储器进行信息交换。 外存只能与内存交换信息，不能被计算机系统的其它部件直接 访问。 常用的外存有磁盘、磁带、光盘等。 4）输入／输出设备 输入／输出设备简称 I／ O（ Input／ Output）设备。 用户通过输入设备将程序和数据输入计算机，输出设备将计算机处理的结果（如数字、字母、符号和图形）显示或打印出来。 常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、数字化仪等。 常用的输出设备有：显示器、打数据 数据 注： 控制信号 数据信号 输入 设备 内存储器 输出设备 运算器 控制器 CPU 程序数据 指令 数据 数据 运行结果 图 1－ 2 计算机基本结构 印机、绘图仪等。 人们通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机。 而把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称 CPU（ Central Processing Unit）。 也可以说主 机是由 CPU 与内存储器组成的，而主机以外的装置称为外部设备，外部设备包括输入、输出设备，外存储器等。 微型计算机中的硬件资源 微型计算机是计算机的一种。 微机系统的硬件资源是指计算机系统中可以看得见摸得着的物理装置，即机械器件、电子线路等设备。 如图 14 所示： 图 14 微机硬件的配置 主 机 箱通常有台式和竖式两种。 无论是台式还是竖式，在外表都向用户提供了必须的设施：指示灯、按钮与开关、 I/O 插座、插入槽或插入盒（插入软盘、光盘等盘片）等。 下面分别介绍微机硬件的组成： 1. 微处理器 微型计 算机的中央处理器 (CPU)习惯上称为微处理器（ Microprocessor），是微型计算机的核心，由运算器。