辽师大版信息技术七上《计算机系统》课件
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| 名称 | 辽师大版信息技术七上《计算机系统》课件 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 238.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 信息技术（信息科技） | ||
| 更新时间 | 2018-08-23 08:16:57 | ||
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文档简介
课件177张PPT。本章要点：
计算机系统的组成
微机系统、总线及其接口标准
操作系统的概念、发展及基本功能
软件开发技术
劲舞团SF http://www.692au.com/第3章信息处理工具——计算机系统 第3章信息处理工具——计算机系统 3.1 计算机系统
3.2 计算机硬件系统
3.3 计算机软件系统
3.4 操作系统
3.5 软件的开发
计算机是一种能帮助人们收集、存储、加工、传递各种信息的数字化电子设备。计算机技术及其应用已渗透到科学技术、国民经济、社会生活等各个领域，改变了人们传统的工作、学习和生活方式，现代信息技术的发展使得各行各业的人们都已经离不开计算机这个强大的信息处理工具。本章主要介绍信息处理工具——计算机系统的组成、计算机软件开发及计算机操作系统。3.1计算机系统 一个完整的计算机系统是由计算机硬件系统和软件系统组成，如图3.1所示。
图3.1 计算机系统组成3.2计算机硬件系统 3.2.1计算机硬件系统的组成
3.2.2中央处理器（CPU）
3.2.3存储器
3.2.4输入/输出设备
3.2.5主板、总线和接口
3.2.6计算机的主要性能指标
*3.2.7指令系统与计算机的工作原理
3.2.1计算机硬件系统的组成
硬件是计算机系统的物质基础，是软件的载体；软件是计算机系统的灵魂，软件控制、指挥和协调整个计算机系统的运行。
计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子元件）、机械等物理部件组成。由运算器（Calculater，又称算术逻辑单元ALU，Arithmetic Logic Unit）、控制器（Ｃontroller）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）和输出设备（Output Device）五大部件组成的计算机硬件结构称为冯·诺依曼结构。其中的运算器和控制器构成了计算机的核心部件——中央处理器（Central Processing Unit ，简称CPU）。
计算机硬件系统的体系结构，如图3.2所示：
图3.2 计算机硬件体系结构
一般地，等待运行的程序和原始数据在等待被送入系统时，输入设备向控制器发送一个输入请求，控制器在接收到该请求后，就根据系统当前资源情况，特别是其自身的忙／闲情况给输入设备一个应答。如果忙则应答等待，如果空闲则应答同意，程序和原始数据就由输入设备通过数据总线被送入内存储器和运算器，然后，在控制器的控制下，执行程序和处理相关的原始数据；当程序被执行完毕后，控制器向输出设备询问输出是否空闲，输出设备接到控制器的指令后，根据自身状态答复控制器的输出请求，如果忙，则输出暂不进行而转入等待状态，否则，加工处理后的数据在控制器的控制之下经输出设备输出。计算机中所有部件均在控制器的控制下有条不紊地进行工作。 3.2.2中央处理器（CPU）
CPU是整个计算机系统的运算、控制中心。它的任务是不断地取出指令、分析指令和执行指令。
从第一台电子计算机诞生至今，CPU经历了几代产品的发展，尤其是微型计算机的微处理器（CPU）已从最初的4004、8008到386、486，发展到现在的P4、AthlonXP等，但CPU的基本结构和基本的工作原理还是类似的。
一、CPU的结构
一般地，CPU是由运算器、控制器和寄存器组（Register Array）3部分组成。此外，随着高密度集成电路技术的发展，为了匹配高速CPU与相对低速的内存储器的工作速度，CPU中往往同时集成了高速缓冲存储器（Cache），其容量也是影响CPU性能的一个因素。CPU各部分通过CPU内部总线连接在一起，由集成电路技术集成在一片硅片上。如图3.3为P4(Pentium 4)CPU正面与反面。 图3.3 P4 CPU正反面实物图 1.运算器
运算器用来进行算术逻辑运算以及位移循环等操作。运算器ALU（Arithmetic Logic Unit）是一种以全加器为核心的具有多种运算功能的组合逻辑电路。通常，参加运算的两个操作数，一个来自累加器ACC(ACCumulator)，另一个来自内部数据总线，可以是数据寄存器DR（Data Register）中的内容，也可以是寄存器组RA（Register Array）中某个寄存器的内容。运算结果往往也送回累加器ACC暂存。为了反映数据经ALU处理之后的结果特征，运算器设有一个状态标志寄存器F（Flag）。 2.控制器
控制器是整个计算机的控制、指挥中心。它根据人们预先编写好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器中，通过指令译码器进行译码（分析），确定应该进行什么操作，然后通过控制逻辑在确定的时间向确定的部件发出确定的控制信号，使运算器和存储器等各部件自动而协调的完成该指令所规定的操作。当一条指令完成以后，再顺序地从存储器中取出下一条指令，并照此同样地分析与执行该指令。如此重复，直到完成所有的指令为止。因此，控制器的主要功能有两项：一是按照程序逻辑指示，控制程序中指令的执行顺序；二是根据指令寄存器中的指令码控制每一条指令的执行过程。 控制器主要由程序计数器PC(Program Counter)、指令寄存器IR(Instruction Regiter)、指令译码器ID(Instruction Decode)和时序电路等部件组成。
（1）程序计数器PC 用于存放下一条待执行指令在内存中的地址。控制器利用它来控制指令的执行顺序。当计算机运行时，控制器根据PC中的指令地址，从存储器中取出要执行的指令送到指令寄存器IR中进行分析和执行。
通常情况下，程序是按顺序逐条执行的。因此，PC在大多数情况下，可以通过自动加1计数功能来实现对指令执行顺序的控制。当遇到程序中的转移指令时，控制器则会用转移指令提供的转移地址来代替原PC自动加1后的地址。这样，计算机就可以通过执行转移指令来改变指令的执行顺序。 （2）指令寄存器IR 用于暂存从存储器取出的将要执行的指令码，以保证在指令执行期间能够向指令译码器ID提供稳定可靠的指令码。
（3）指令译码器ID 用于对指令寄存器IR中的指令进行译码分析，以确定该指令应执行什么操作。
此外，还有地址寄存器AR(Address Regiter)，它是用来保存当前CPU所要访问的内存单元或输入输出设备I/O(Input/Output)的地址。由于内存和CPU之间存在着速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。数据寄存器DR(Data Regiter)用来暂存微处理器与存储器或输入/输出接口电路之间待传送的数据。地址寄存器AR和数据寄存器DR在微处理器的内部总线和外部总线之间，还起着隔离和缓冲的作用。 3.寄存器组
寄存器组RA通常由多个寄存器组成，是微处理器中的一个重要部件。寄存器组主要用来暂存CPU执行程序时的常用数据、地址和中间结果，以便减少微处理器芯片与外部的数据交换，从而加快CPU的运行速度。
二、CPU的发展
CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。 1971年，早期的Intel公司推出了世界上第一台微处理器4004，这便是第一个用于计算机的四位微处理器，它包含2300个晶体管，由于性能很差，其市场反应十分不理想。
Intel公司于1981年推出8086与8088微处理器，地址线有20条，内存寻址范围为1M字节。8086外部的数据是16位，而8088的外部数据为8位。
1982年，INTEL推出了80286芯片，该芯片含有13.4万个晶体管，80286也是16位处理器，其频率比8086更高，它有24条地址线，内存寻址范围是16M字节。
80386属于32位微处理器，其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。386处理器的主频有16，20，25，33，40MHz五种。除Intel公司生产386芯片外，还有AMD、Cyrix、Ti、IBM等公司生产的。 80486简称486，于1989年由Intel公司首先出，它也属于32位处理器。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个 芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC技术，大大提高了CPU 与内存的数据交换速度。
Pentium（奔腾）是Intel公司于1993年推出的新一代64位数据总线的微处理器。Intel公司为了防止别的公司侵权，就为新的CPU取了"Pentium"的名字，而没有继续叫做80586。接着Intel推出使用MMX技术的Pentium MMX的多能奔腾。它增加了57条多媒体指令，内部高速缓存增加到32KB。最高频率是233MHz。MMX是Multimedia Extension的缩写，意即多媒体扩展，一种基于多媒体计算以及通讯功能的技术，它能生成高质量的图像、视频和音频，加速对声音图像的处理。Cyrix 6X86、Cyrix Media GX和AMD K5和Pentium是同一级别的CPU；AMD-K6和Cyrix 6x86MMX属于Pentium MMX同一级别的CPU。Pentium Pro，中文称作高能奔腾。它在Pentium MMX之前面市，使用大量新技术，还包含了256KB或512KB的高速缓存，主要应用在服务器上。 目前个人电脑处理器的领先者是Intel的Pentium系列。PII/PIII芯片内部集成32K的高速缓存和512K的二级缓存。使用了MMX和AGP技术。为了占有市场，采用新的封装结构，并采用了SLOT 1插槽与主板结合。AMD和Cyrix也推出同一档次的处理器AMD-K6-2/K6-3和Cyrix MII/MIII。
三、CPU的主要性能指标
1.主频
主频即时钟频率，通常又称CPU时钟速率（CPU Clock Speed），是CPU内核（整数和浮点运算器）电路的实际运行频率，也就是CPU运算时的工作频率。时钟频率的单位是MHz（兆赫）。我们通常说的“P4 XXX MHz”就是CPU的主频。主频越高，CPU的速度就越快。目前P4 CPU的主频已经达到3000MHz（3GHz），且有可能会变得更高。2.外频与倍频
与主频相关的还有“外频”与“倍频”这两个概念。“外频”是系统总线的工作频率，而“倍频”则是外频与主频相差的倍数，主频=外频×倍频。我们可以把外频看作CPU这台“机器”内部的一条生产线，而倍频则是生产线的条数，一台机器生产速度的快慢（主频）自然就是生产线的速度（外频）乘以生产线的条数（倍频）了。
3.缓存
随着CPU主频的不断提高，它的处理速度也越来越快，其它设备根本赶不上CPU的速度，没办法及时将需要处理的数据交给CPU。于是，高速缓存便出现在CPU上，当CPU在处理数据时，高速缓存就用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当CPU需要这些数据或指令的时候直接从高速缓存中读取，而不用再到内存甚至硬盘中去读取，如此一来可以大幅度提升CPU的处理速度。 缓存又分为几个级别：
L1 Cache（一级缓存）：它采用与CPU相同的半导体工艺，制作在CPU内部，容量不是很大，与CPU同频运行，无需通过外部总线来交换数据，所以大大节省了数据存取时间。因此可以大大减轻CPU和其他设备间数据交换速度的瓶颈问题。
L2 Cache（二级缓存）：CPU在读取数据时，寻找顺序依次是L1→L2→内存→外存储器。L2 Cache的容量十分灵活，容量越大，CPU档次越高。
L3 Cache（三级缓存）：除了L1和L2，通常还可以在主板上或者CPU上再外置大容量的缓存，被称为三级缓存。 4.字长
CPU的字长，即CPU一次所能处理的数据的二进制位数。字长主要影响计算机的精度和速度。例如，P４CPU的字长为32位，它每执行一条指令可以处理32位二进制数据。显然，字长越长，CPU可同时处理的数据位数越多，CPU的功能就越强，工作速度就越快，性能也就越高，但其内部结构就越复杂。CPU按字长可分为８位、16位、32位和64位等。
5.指令集
CPU的性能可以用工作频率来表现，而CPU的强大功能则依赖于指令系统。新一代CPU产品中，或多或少都需要增加新指令，以增强CPU系统功能。指令系统决定了一个CPU能够运行什么样的程序，因此，一般来说，指令越多，CPU功能越强大。目前主流的CPU指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2及AMD的3D Now扩展指令集。 四、目前市场上常见的CPU品牌
近年来CPU领域依旧是新品不断，Intel、AMD和VIA三大家族瓜分了全球的CPU市场。目前虽然CPU早已进入了64位时代，但是32位处理器还没有完全退出历史舞台，所以市场上64位和32位CPU并存，各种品牌、型号的CPU名目繁多，下面介绍CPU的一些主要产品。
1 .Intel Pentium III
Pentium III采用了与Pentium II 相同的SLOT1结构，具有100MHz的外频，其内部集成了64K的一级缓存，512K的二级缓存仍然安装在SLOT1的卡盒内，工作频率是CPU的一半。比PentiumII有更强劲的性能，新增了KNI指令集。KNI指令集中提供了70条全新的指令，可以大大提高3D运算、动画片、影像、音效等功能，增强了视频处理和语音识别的功能。2.AMD K7
K7是AMD的新产品，它的外频是200MHz，初期的产品频率为500MHz。K7采用最新的制造技术，同时加强了整数、浮点运算和多媒体运算，彻底改变了浮点运算性能差的历史。K7的结构和Pentium II十分类似，不过它采用的是SLOT A卡匣结构。
3.CYRIX MII/MIII
Cyrix MII是Cyrix公司迎击Intel的塞扬和AMD的K6-2的产品。MII处理器内部集成了64K的高速缓存，并具有MMX功能，目前有PR 300，PR 333和PR350，外频是66MHz。其内部增加了3D NOW技术，集成256K和CPU同频的二级缓存，并改善了浮点运算性能。不过由于Cyrix的处理器事业部已被威盛公司收购，MIII微处理器可能就不会再面世了。 4. Pentium 4系列
Pentium 4 EE (Pentium?4?Extreme?Edition)系列是Intel顶级产品P4至尊版，定位于高端桌面市场，不支持多处理器系统，其性能比同频率的P4 C高出15—20%左右。它同样支持800MHz和HT技术(Hyper-Threading Technology，简称HT—超线程技术)，仍然采用0.13微米的制程，Socket478接口，核心电压仍然是1.55v，不过与Intel其他系列 CPU比较，其最大特点是采用至强处理器的Gallatin内核和拥有2M的L3缓存，与Xeon的缓存数目同样多，不过其价格高昂。目前P4?EE系列 有3.2GHz、3.4GHz等型号。
5. 迅驰处理器
迅驰是英特尔于2003年3月12日,面向笔记本电脑推出的无线移动计算技术的品牌名称。迅驰（Centrino）是:Centre(中心）与Neutrino（中微子）两个单词的缩写。它由三部分组成：移动式处理器（CPU）、相关芯片组以及802.11无线网络功能模块。
迅驰有两大特点：一是与奔腾4相比，迅驰具备无线连接、流动通讯功能。利用安装了迅驰的笔记本电脑，用户可在安装无线连接点的地方（又称热点）无线上网。二是延长电池供电，一次充电最长可达7小时。
2003年3月推出的最初版本的迅驰平台代号Carmel，它包含Banias Pentium M处理器、855GM/PM芯片组和PRO/Wireless 2100无线网络模块。它的某些技术指标不算先进，比如只能支持IEEE802.11b的Wi-Fi网络，但主系统实际性能在当时却完全可以和Pentium 4处理器叫板，并最终取代了Pentium4-M平台，其关键在于，它使得我们的笔记本电脑有了自己独立且自强的发展方向。 2005年1月19日推出的Sonoma迅驰平台，采用了前端总线更高的Pentium M处理器Dothan、915PM/GM芯片组和PRO/Wireless 2915ABG无线网络。Dothan CPU特点是拥有更高的频率、更多的晶体管、更多的缓存和更低的耗电量。Dothan采用90纳米工艺，容纳1.4 亿个晶体管，使得L2缓存达到2MB，可有效地增强计算机运算的性能，因为越大的缓存意味着越高的性能。Dothan CPU应用新的技术Strained Silicon，使得电子的移动速度更快，所以频率可以大幅增加，最高频率可到2.13GHz。Dothan省电的秘诀是nhanced英特尔SpeedStep技术。它能根据使用的需求来动态调整电压和频率，而在省电模式下，Dothan的频率最多可以降到600MHz来运作，低电压和低频率会有效的延长笔记本的持续供电能力。 2006年1月9日发布的Napa迅驰平台的组件则是Core Duo/Solo处理器Yonah、945PM/GM芯片组和PRO/Wireless 3945ABG无线网络模块。Napa最大的特点是将双核心CPU运算带入了笔记本电脑。Core Duo处理器采用了双核心设计，和超线程技术的“虚拟”双核不同，它将拥有真正的两片核心，也就是说完全就像在使用两枚CPU工作。它们彼此独立，可在你边制作视频边扫描病毒时协同工作，当你仅仅是看看网页的话，其中一枚核心也可以休息下来节能，但共同使用2MB的二级缓存，它们通过一条缓存总线来互通缓存中的数据，而只有一枚核心需要工作时，又可以独自享有2MB缓存，这一技术被称为SmartCache。这一技术同时在二级缓存数据命中读取方面进行了改进，执行效率也较Pentium M更高。 3.2.3存储器
根据与CPU关系的密切程度，存储器总体上可分为两大类：内存储器与外存储器。
内存储器简称内存，位于系统主机板上，用于存放当前需要运行的数据和相应指令，可与CPU直接进行信息交换，运行速度较快，但容量相对较小，系统关机或电源断开后内存中的信息将丢失。
外存储器简称外存，属于外部设备，与CPU不能直接进行信息交换，必须通过接口电路才能进行。外存的容量大，存储的信息长久、稳定，系统关机或断电后信息仍然保存，但存取速度相对于内存要慢得多，用来存放需要长期保存的数据。一、内存储器
内存储器也称为主存（Main Memory），是微型机主机的一个重要组成部分。现在微机的内存储器都采用内存条，可直接插在主板的内存条插槽上。如图3.4所示。 图3.4 内存条 1.内存储器的分类
目前微机中所用的内存主要有SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM、DDR2等四种类型。
(1)SDRAM
SDRAM（Synchronous DRAM）即“同步动态随机存储器”。SDRAM内存条的两面都有金手指（内存条与主板插槽接触的部分）引脚，是直接插在内存条插槽中的，因此这种结构也叫“双列直插式”，英文名叫“DIMM”。目前绝大部分内存条都采用这种“DIMM”结构。随着处理器前端总线的不断提高，SDRAM已经无法满足新型处理器的需要了，已退出了主流市场。(2)DDR SDRAM
DDR SDRAM（简称DDR）是采用了DDR（Double Data Rate SDRAM，双倍数据速度）技术的SDRAM，与普通SDRAM相比，在同一时钟周期内，DDR SDRAM能传输两次数据，而SDRAM只能传输一次数据。从外形上看DDR内存条与SDRAM相比差别并不大，它们具有同样的长度与同样的引脚距离。只不过DDR内存条有184个引脚，金手指中也只有一个缺口，而SDRAM内存条是168个引脚，并且有两个缺口。根据DDR内存条的工作频率，它又分为DDR200、DDR266、DDR333、DDR400等多种类型：与SDRAM一样，DDR也是与系统总线频率同步的，不过因为双倍数据传输，因此工作在133MHz频率下的DDR相当于266MHz的SDRAM，于是使用DDR266来表示。由于DDR内存条价格低廉，性能出色，已成为今日主流的内存产品。(3)RDRAM
RDRAM（存储器总线式动态随机存储器）是Rambus公司开发的一种新型DRAM。RDRAM虽然位宽比SDRAM及DDR的64bit窄，但其时钟频率要高得多。从外观上来看，RDRAM内存条与SDRAM、DDR SDRAM内存条有点相似。从技术上来看，RDRAM是一种比较先进的内存，但由于价格高，在市场上普及不是很实际。如今的RDRAM已经退出了普通台式机市场。
(4)DDR2
DDR2是英特尔极力推动的新一代内存，DDR2构建在DDR的基础上，通过增加4位预取机制使得在核心频率不变的条件下将数据带宽提升4倍，为效能提升扫清了障碍。为提高兼容性，DDR2将终结器直接整合于内存颗粒中，这也有效降低了主板的制造成本。此外，DDR2在延迟方面的机制也有所改变，增加了AL附加延迟的概念，这不可避免导致DDR2延迟时间增加。2.内存储器的性能指标
比较直接的用来衡量内存性能的重要参数有内存的时钟周期、存取时间和CAS延迟时间。
（1）存储容量
存储容量表示内存储器存储信息的多少与能力。通常用字节数来表示。单位通常为KB、MB、ＧB等，它们间的关系是1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。一般系统内存容量越大，其性能也就越高。目前微机流行内存大小为256MB、512MB或1GB。
(2)时钟周期
时钟周期代表了内存可以运行的最大工作频率，时钟周期越短说明内存所能运行的频率就越高。时钟周期与内存的工作频率F是成倒数的，即时钟周期＝1/F。比如一块标有“－10”字样的内存芯片，“－10”表示它的运行时钟周期为10ns，即可以在100MHz的频率下正常工作。(3)存取时间
与时钟周期不同，存取时间仅仅代表访问数据所需要的时间。如一块标有“－7J”字样的内存芯片说明该内存条的存取时间是7ns。存取时间越短，则该内存条的性能越好，比如两根内存条都工作在133MHz下，其中一根的存取时间为6ns，另外一根是7ns，则前者的速度要好于后者。
(4)延迟时间
延迟时间是内存性能的一个重要指标，它是内存纵向地址脉冲的反应时间。当中央处理器（CPU）需要从内存读取数据时，在实际读取之前一般都有一个“缓冲期”，而“缓冲期”的时间长度，就是这个延迟时间了。内存的延迟时间越短越好，因此，缩短延迟时间有助于加快内存在同一频率下的工作速度。
(5)奇偶校验
内存是一种数据中转“仓库”，而在频繁的中转过程中，一旦搞错了数据怎么办？而奇偶校验就是一种数据检验机制。奇偶校验不仅能够判断数据的正确性，还能纠正大多数错误。普通PC机中一般不用这种内存，它们一般应用在高端的服务器中。二、外存储器
外存储器属于外部设备，通常有磁盘存储器（包括软盘、硬盘）、光盘存储器、可移动存储器等。它们的共同特点是容量大，速度慢，信息存储永久。
1.软盘
软磁盘是两面涂有磁性氧化物的聚酯薄膜圆片。如图3.5所示。 图3.5 软磁盘 目前常用的软盘是3.5英寸（简称3寸）的，存储容量是1.44MB。还有一种ZIP盘，实际上是一种更大容量的软磁盘，每张盘片的存储容量可达100 MB以上。 信息在磁盘上是按磁道和扇区的形式来存放的。磁道即磁盘上的一组同心圆环形的信息记录区，它们由外向内编号，一般为0～79道。每条磁道被又划成若干个相等的区域，称为扇区。一般每磁道有9个扇区、15个扇区或18个扇区。每个扇区的容量为512B。
一个软盘的存储容量可由下面的公式算出：软盘总容量＝磁道数×扇区数×扇区字节数(512B)×磁盘面数(2)。例如：3.5英寸软盘有80个磁道，每条磁道18个扇区，每个扇区512B，共有两面，则其存储容量的计算公式为：
软盘容量＝80×18×512B×2＝1 474 560B＝1.44MB 扇区是软盘(或硬盘)的基本存储单元，每个扇区记录一个数据块，数据块中的数据按顺序存取。扇区也是磁盘操作的最小可寻址单位，与内存进行信息交换是以扇区为单位进行的。
在进行写入操作时，写保护开关先要对磁盘是否有写保护缺口进行检索，如果检测到有写保护缺口，则允许进行写操作；如果没有或被胶纸粘封，则不能进行写操作。
2.硬盘
(1)硬盘的结构
硬磁盘是由涂有磁性材料的铝合金圆盘组成的。目前常用的硬盘是3.5英寸的，这些硬盘通常采用温彻斯特技术，即把磁头、盘片及执行机构都密封在一个整体内，与外界隔绝，所以这种硬盘也称为温彻斯特盘。如图3.6所示。 图3.6 硬盘剖面与外形目前常见的硬盘生产公司有昆腾、希捷和IBM等，存储容量也随着技术的发展不断扩大。
(2)硬盘的主要性能指标
容量：硬盘的存储容量较大，以MB和GB为单位。目前，硬盘的容量一般在40-200GB，比早期的硬盘在容量和存取速度上均有较大的提高，硬盘的容量当然是越大越好，只是容量越大，价格越高。 转速：是硬盘内电机的主轴的旋转速度，它决定硬盘内部数据传输速率，在很大程度上决定了硬盘的速度，也是表示硬盘档次的重要标志，硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，相应地也提高了硬盘的传输速度。例如IDE硬盘转速由两个系列：5400r/min和7200r/min.
平均寻道时间：平均寻道时间指硬盘磁头移动到数据所在磁道所化的平均时间，单位为ms，是影响硬盘内部数据传输率的重要参数。它跟转速、单碟容量等诸多因素有关。一般来说，转速越高的硬盘寻道的时间越短，而且内部传输速率也越高，不过内部传输速率还受硬盘控制器的Cache影响。目前，市场上硬盘常见的转速有5400转/分、7200转/分，最快的平均寻道时间为8ms，内部传输速率最高为190MB/S。 接口类型：是硬盘与主机之间的连接部件，直接影响着硬盘的最大外部数据传输速度。主要的接口类型有IDE、SATA、SCSI和光纤通道4种。
3.光盘存储器
光存储器简称光盘，是近年来颇受重视的一种外存设备，更是多媒体计算机不可缺少的设备。如图3.7所示。光盘的优点是存储容量大，携带方便，但它的缺点是存取时间长，数据传输率低。
按读写性质来分，光盘可分为只读型、一次型、重写型三类。图3.7 光盘 只读型光盘：模压式记录方式使光盘发生永久性物理变化，记录的信息只能读出，不能被修改。典型产品有：LD、CD-DA、VCD、DVD、CD-ROM。
一次型光盘：用户可以在这种光盘上记录信息，但记录信息会使介质的物理特性发生永久性变化，因此只能写一次。写后的信息不能再改变，只能读。典型的产品有：CD-R。
重写型光盘：用户可以对这类光盘进行随机写入、擦除或重写信息。典型的产品有两种：MO（磁光盘）、PC（相变盘）。
4.移动存储器
虽然光盘具有大容量、携带方便的特点，但是，光盘写操作复杂且读写速度慢，而移动存储器正好能弥补光盘的不足。常见的移动存储器有“U盘”和“移动硬盘”两种，如图3.8所示。它们的特点是可反复存取数据，一般使用USB接口，在Windows 2000、Windows XP等操作系统中可以即插即用。
图3.8 U盘与移动硬盘 “U盘”采用一种可读写非易失的半导体存储器——闪速存储器（Flash Memory）作为存储媒介，通过通用串行总线接口（USB）与主机相连，用户可在U盘上很方便地读写、传送数据。U盘体积小巧，重量轻，携带方便，可靠性高，目前的U盘，一般可擦写100万次以上，数据至少可保存10年，容量一般为32MB-1GB，未来可望达到2GB以上，它正逐步取代软盘成为最主要的临时数据存储器。
移动硬盘体积稍大，但携带仍算方便，而且容量比U盘更大，一般为20GB-80GB，可以满足大量数据的存储和备份，也逐渐成为重要的数据存储设备。
除了优盘和移动硬盘，还有一些其他可以作为商务移动存储设备。如ZIP驱动器，还有常见的MP3播放器往往具有优盘的功能，受到用户的欢迎。 3.2.4输入/输出设备
一、常用输入设备
输入设备是计算机系统必不可少的重要组成部分，是向计算机输入信息的装置。下面介绍几种常见的输入设备。
1.键盘
键盘是字符和数字的输入装置，无论字符输入还是图形输入，键盘是一种最基本的常用设备。早期键盘有83和84键，后来发展到101键、104键、108键，有些厂家还增加一些特殊的功能键，比如上网键、关机键等等。一般的PC机用户使用104键的键盘。键盘的按键大致可以分为4个区域，即主键盘区、副键盘区、功能键区和数字键盘区。键盘的接口主要有PS/2和USB接口，还有的键盘采用无线连接，后来更有根据人体工程学所设计的键盘。 2.鼠标
鼠标器是一种手持的坐标定位部件，是在窗口操作系统中最频繁的输入设备之一。根据鼠标工作原理可分为机械式、光电式、半光电式三类；根据按键数目可分为两键式、三键式和滚轮式。使用鼠标的优点在于简单、直观、操作速度快等。
机械式鼠标采用机械传动部件来进行定位，它的底座上装有一个金属球，在光滑的表面上摩擦，使金属球转动，球与四个方向的电位器接触，就可以测量出上下左右四个方向的相对位移量；光电式鼠标则是利用光学感应技术来进行定位，在每只光电鼠标底部都有一个小凹坑，里面有一个小棱镜和一个透镜。工作时，从棱镜中会发出一束很强的红色光线照射到桌面上，然后通过桌面不同颜色或凹凸点的运动和反射，来判断鼠标的运动。它的工作原理非常像人的眼睛。
与机械式鼠标相比，光电鼠标的具有改善追踪速度、增加准确性、不容易磨损、能在大部分的物体表面上工作等优点。
鼠标与主机的接口主要有3种：RS-232串行接口（目前已基本淘汰）、PS/2接口和USB接口，还有高级的无线鼠标。3.扫描仪
扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。如图3.9所示。它通过专用的扫描程序将各种图片、图纸 、文字输入计算机 ，并在屏幕上显示出来。按扫描原理划分，扫描仪可以分为平板式扫描仪、手持式扫描仪和滚筒式扫描仪。一般手持式扫描仪可以处理的图像最小，它的扫描范围最大不过32开书大小；台式扫描仪可扫描的图像最大达到A4-A3幅面；滚筒式扫描仪甚至可以一次就把整张的0号图纸输入计算机中。用户可以根据自己的需要选购不同种类的扫描仪。 图3.9 扫描仪 扫描仪的工作原理：扫描仪是图像信号输入设备。它对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。一个是CCD，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标。
4.触摸屏
触摸屏技术是当前最简便的人机交流的输入设备。
触摸屏的基本原理是用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输入的信息。 常见的触摸屏主要有以下几种：
电阻式触摸屏：这种触摸屏利用压力感应进行控制。它的表层是一层塑胶，底层是玻璃，能在恶劣环境下工作，但手感和透光性较差。
电容式触摸屏：这种触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当有导电物体触碰时，就会改变触点的电容，从而可以探测出触摸的位置。由于电容 随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差。
红外触摸屏：该触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰。
表面声波触摸屏：表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏的角上装有超声波换能器，能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。 5.手写输入设备
手写输入方法，是完全以平常的习惯，把要输入的汉字写在一块叫书写板的设备上(实际上是一种数字化仪，现在有的与屏幕结合起来，可以显示笔迹)。如图3.10所示。这种设备将笔尖走过的轨迹按时间采样后发送到计算机中，由计算机软件自动完成识别，并用机器内部的方式保存、显示。
图3.10手写输入系统 从技术发展的角度说，更为重要的是手写板的性能。手写板主要分为三类: 电阻式压力板、电磁式感应板和近期发展的电容式触控板。目前电阻式压力手写板技术落后，几乎已经被市场淘汰。电磁式感应手写板是现在市场上的主流产品。电容式触控手写板作为市场的新力量，由于具有耐磨损、使用简便、敏感度高等优点，是以后手写板的发展趋势。 6.数码相机
数码相机是一种采用数字化格式录制运动或者静止图像的相机，它的出现改变了以往将图像输送到计算机的方法，拍摄的照片自动存储在相机内部的芯片或者存储卡中，然后可通过一根串口缆线，USB缆线或者存储媒介本身输入到计算机中。如图3.11所示。
数码相机的工作过程就是把光信号转化为数字信号的过程。数码 相机就好像普通的照相机和扫描仪的结合体。它的主要部件称作CCD的光敏传感器，光线通过镜头作用到传感器上，再经过芯片将光线的转换成数字信号，数字信号经过处理保存在存储器中。 图3.11 数码照相机 数码相机与传统的胶片相机两者最大的区别在于它们各自的内部结构及其原理上。虽然数码相机的光学镜头系统、电子快门系统、电子测光及操作与传统相机并无太大差别，但数码相机的其他特殊结构，如光电传感器（CCD或CMOS）、模数转换（A/D）、图像处理单元（DSP）、图像存储器、液晶显示器（LCD）以及输出控制单元（连接端口）等基本元器件的结构和工作原理与基于胶片的传统相机却有本质的区别。
数码相机的主要技术指标：
(1)CCD最大像素
CCD最大像素是数码相机最重要的技术指标，在一定程度上，像素代表数码相机的档次。CCD最大像素决定相片的真实还原性能；像素越高，相片越逼真。一般而言，100万像素的相机适合用于电脑屏幕的显示；200万像素的适合用于5×7的彩色的打印输出；300万像素适合用于11×14的彩色的打印输出；400万像素的则适合用于大幅面打印输出。 (2)变焦
数码相机的变焦分为光学变焦和数码变焦。要提高拍摄的效果，必须使用光学变焦，它能够通过镜头的变化，将拍摄的景物拉近；数码变焦只是简单地将像素点扩大，因此在实际拍摄的过程中，数码变焦对拍摄效果并不能起到太大的作用。现在的主流数码相机大部分具备3倍调焦功能。
(3)镜头
镜头的孔径越大，相机可应用的光线范围就越广。镜头的孔径越大(相对应的F值越小)，则成像质量超高，因为和传统的相机相比，数码相机使用的CCD的成像效率偏低，只有前者的33%左右。一般的数码相机的F值为2.8；高级数码相机的F值则可达2.0，如佳能的G2；专业级的数码相机则更是高达1.8，如奥林巴斯的C-4040z等等。 (4)存储卡
购买相机要考虑到所使用存储卡类型，这将直接关系到您的拍摄效果和使用成本。目前市场上常见的存储卡分为以下几种：.CF卡、SD卡、XD卡和记忆棒（还有一种SM卡已逐渐被CF卡淘汰），其中CF卡最为广泛价格也最为低廉，SD卡与XD卡都属于体积小巧一类，不过XD卡价格较贵，记忆棒最大的弊端是价格昂贵，但存储速度快。
现在市面上有尼康、佳能、理光、索尼、三星等品牌的数字相机，各有特色。 7.数字摄像机
数字摄像机是指摄像机的图像处理及信号的记录全部使用数字信号完成的摄像机。如图3.12所示。此种摄像机的最大的特征是磁带上记录的信号为数字信号，而非模拟信号。 图3.12 索尼数码摄像机 数字摄像机摄取的图像信号经ＣＣＤ转化为电信号后，马上经电路进行数字化，以后在记录到磁带之前的所有处理全部为数字处理，最后直接将处理完的数字信号直接记录到磁带上。由于采用了数字电路，因此数字摄像机具有图像质量佳、记录密度高，机器体积小、可靠性高、使用成本低廉、完美的录音音质等特点。 8.视频采集卡
视频采集卡可将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。
视频采集卡以前除了专业人员外，很少有人使用，但现在越来越多的企业用户频繁使用视频会议，对视频会议的图像质量要求越来越高，因此，目前视频采集卡也被广泛地使用。
视频采集卡按照其用途可分为广播级视频采集卡、专业级视频采集卡、民用级视频采集卡。它们档次的高低主要是依据采集图像的质量不同。
广播级视频采集卡的特点是采集的图像分辨率高,视频信噪比高，缺点是视频文件所需硬盘空间大。每分钟数据量至少要消耗200MB，一般连接BetaCam摄/录像机，所以它多用于录制电视台所制作的节目。
专业级视频采集卡的档次比广播级的性能稍微低一些，分辨率两者是相同的，但压缩比稍微大一些，其最小的压缩比一般在6：1以内，输入输出接口为AV复合端子与S端子，此类产品适用于广告公司和多媒体公司制作节目及多媒体软件应用。
民用级视频采集卡的动态分辨率一般较低，绝大多数不具有视频输出功能。 二、常用输出设备
输出设备用于接收或传输计算机的处理结果，也是计算机系统的重要组成部分。
1.显示器
显示器是计算机的主要输出设备，通常由显示器和显示适配卡一起组成计算机的显示子系统。
按照显示器的显示管分类，可分为传统的显示器，也就采用电子枪产生图像的CRT（Cathode-Ray-Tube阴极显示管）显示器和液晶显示器LCD（Liquid Crystal Display）。按显示色彩分类分为单色显示器和彩色显示器；单色显示器已经成为历史。按显示屏幕大小分类以英寸为单位(1英寸=2.54cm)，通常有14寸、15寸、17寸和20寸，或者更大。按显示器屏幕的表面分类可分为球面的和平面直角的。早期14寸的显示屏幕多是球面的，图像在屏幕的边缘就会变形，现在已被淘汰。现在显示器大部分采用平面直角，图像十分的逼真，还有一部分显示器采用柱面显示管，屏幕的表面就像一个巨大圆柱体的一部分，看上去立体感比较强，可视面积也比较大。在VGA显示器出现之前，曾有过CGA、EGA等类型的显示器，它们采用数字系统，显示的颜色种类很有限，分辨率也较低。现在普遍使用SVGA显示器，采用模拟系统，分辨率和显示的颜色种类大大提高。 目前计算机使用的显示器主要是CRT显示器和液晶显示器（LCD）
CRT显示器(学名为"阴极射线显像管")就是这样一种装置，它主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中玻璃外壳也可以叫做荧光屏。由电子枪发出电子射线轰击荧光粉层上的某一点，从而呈现出彩色的光点。电子束从左到右，从上到下，逐点轰击，大量的光点组成一帧图像。 图3.13 CRT显示器 LCD（液晶显示器）按照物理结构，可以分为双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。而快速DSTN（HPA），性能界于两者之间。它的原理是利用液晶的物理特性，即当通电时导通，分子排列变为有秩序，使光线容易通过；不通电时分子排列混乱，阻止光线通过。这样通过液晶分子对光线的阻隔或允许穿透，使屏幕上显示出图像。
目前，大多台式机也配备了LCD显示器，笔记本电脑都是采用LCD 显示器。与CRT显示器相比，LCD显示器工作电压低、功耗小，没有丝毫辐射，完全平面，无闪烁、无失真，可视面积大，又轻又薄。
LCD的性能指标主要有分辨率、刷新率、防眩光防反射、观察屏幕视角、可视角度、亮度、对比度、响应时间和显示色素等几方面来决定。 图3.14 液晶显示器 显示器的主要性能指标：
(1)点距：显示器上的文本或图像是由点组成的，屏幕上点越多越密，则分辨率越高。屏幕上相邻两个同色点（比如两个红色点）的距离称为点距，常见点距规格有0.31mm、0.28mm、0.25mm等。显示器点距越小，显示图像越清晰。
(2)像素和分辨率：分辨率指屏幕上像素的数目，像素是指组成图像的最小单位，也即上面提到的发光“点”。比如，640×480的分辨率是说在水平方向上有640个像素，在垂直方向上有480个像素。为了控制像素的亮度和彩色深度，每个像素需要很多个二进制位来表示，如果要显示256种颜色，则每个像素至少需要8位(一个字节)来表示，即2的8次方等于256；当显示真彩色时，每个像素要用3个字节的存储量。每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能达到较高分辨率的显示器的性能较好。目前15寸的显示器最高分辨率一般可以达到1280×1024。
(3)扫描频率：电子束采用光栅扫描方式，从屏幕左上角一点开始，向右逐点进行扫描，形成一条水平线；到达最右端后，又回到下一条水平线的左端，重复上面的过程；当电子束完成右下角一点的扫描后，形成一帧。此后，电子束又回到屏幕左上方起点，开始下一帧的扫描。这种方法也就是常说的逐行扫描显示。而隔行扫描是指电子束在扫描时每隔一行扫一线，完成一屏后再返回来扫描剩下的线，这与电视机的原理一样。隔行扫描的显示器比逐行扫描闪烁得更厉害，也会让使用者的眼睛更疲劳。完成一帧所花时间的倒数叫垂直扫描频率，也叫刷新频率，比如60Hz、75Hz等等。 (4)带宽：带宽是指每秒钟电子枪扫描过的图像点的个数，以MHz(兆赫兹)为单位，表明了显示器电路可以处理的频率范围。让我们举例说明。比如，在标准VGA方式下，如果刷新频率为60Hz，则需要的带宽为640×480×60＝18.4MHz；在1024×768的分辨率下，若刷新频率为70Hz，则需要的带宽为55.1MHz。以上的数据是理论值，实际所需的带宽要高一些。早期的显示器是固定频率的，现在的多频显示器采用自动跟踪技术，使显示器的扫描频率自动与显示卡的输出同步，从而实现了较宽的适用范围。带宽的值越大，显示器性能越好。
(5)显示器的色温：在一些高档的显示器上一般都会提供色温调节的功能，由于不同地区和不同种族人的眼睛对颜色的识别略有差别，所以销售在不同地区的显示器都要将颜色调节得非常合适这一地区人的使用，调节色温就是为了完成这些功能，不过具有这种调节功能的显示器价格都非常高。 2.打印机
打印输出是计算机最基本的输出形式之一，与显示器输出相比，打印输出可产生永久性记录，因此打印设备又称为硬拷贝设备。
图3.15 针式平推打印机 按工作原理分，打印机又可分为：
(1)针式打印机：针式打印机利用机械传动机构驱动细针阵列打击色带，从而在色带背后的介质上留下打印轨迹，分辨率不高，噪音大，最大缺陷是不能输出精美彩色文件。
(2)激光打印机：激光打印机的核心技术就是所谓的电子成像技术。利用光栅图形处理器产生页面位图，并传到感光鼓上，当纸张经过感光鼓时，就会有不同剂量的着色剂被涂在纸张上，再经过加热器时，着色剂熔化成 色。激光打印机打印速度较快，每张纸的打印成本相对于其他打印机要便宜得多，但机器价格高，适合大量打印任务的企业和商业用户。 (3)喷墨打印机：喷墨打印机是利用对墨水的不同控制作用，在纸张上打印出不同的文件。其中：
气泡式打印机：当墨水传输到喷头时，在喷头管壁上设置的加热电极在加上一定的高度和宽度的电脉冲加热时，管壁的一侧生成气泡，进墨水处加一负压，借气泡的膨胀，将墨滴喷射到纸上。
压电式喷墨打印机：在喷头内部，上、下两侧各有一块压电晶体，压电晶体受打印信号的控制，产生变形，挤压喷头中的墨水，从而控制墨水的喷射，用这种工作方式工作的打印机体积小重量轻，噪声低，易于实现彩色打印。
3.绘图仪
绘图仪也是常用的输出设备，绘图仪在绘图软件的支持下可以在绘图纸上绘制精确度较高的图形，是各种计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）不可缺少的工具。笔架绘图仪、喷墨绘图仪和激光绘图仪是目前常见的3种绘图仪。 4.声卡
多媒体电脑中用来处理声音的接口卡。声卡可以把来自话筒、收录音机、激光唱机等设备的语音、音乐等声音变成数字信号交给电脑处理,并以文件形式存盘,还可以把数字信号还原成为真实的声音输出。
声卡主要有两种：内置独立硬声卡和内置集成在主板上的软声卡。软声卡与硬件声卡最大的区别就在于缺少数字音频处理单元，数字音频解码工作都完全依靠CPU用类似软件运算一样的方式完成。所以使用软声卡在CPU占用率方面明显要比独立的硬件声卡占用率高，随着CPU主频的不断攀升，现在P4-M以上级别的机器中软声卡造成的CPU负担已经不是什么非常重要的问题了。由于声卡的集成有效地减少了主板的面积，为移动PC的外观设计更加小巧轻薄创造了条件。由于将硬件集成在芯片组内可以采用更少的电路，从而减少信号传导时的功率损失，所以采用集成声卡要比采用独立声卡更加的省电。 3.2.5主板、总线和接口
一、主板
主板又称母板（Mother Board）或系统底板（System Board），是固定在主机箱体上的一块矩形的电路板，主板上有大量的有源电子元件，如图3.16所示。主板在计算机当中起到十分关键的作用，它是承载并沟通CPU、内存和各种板卡的载体，是数据流通的通道。
1.芯片组：是整块主板的心脏，起着决定主板性能的关键作用。芯片组通常包括由超大规模集成电路制成的南桥、北桥两块芯片。北桥芯片负责CPU与外界的数据交换和对内存、AGP设备的管理。南桥芯片负责和外部输入输出设备之间的数据交换，管理着ISA、IDE、USB、键盘、鼠标等接口。 2.CPU插座：是专门用于安置CPU的引脚接口。随着集成化程度和制造工艺的不断提高，CPU中集成了越来越多的功能，CPU的管脚也越来越多，插座也越来越大。主要有Socket和Slot两大工业标准的安装形式。
3.内存插槽：用来安装内存条，用插槽两端的卡子将内存条固定，在插槽中插入内存条，就可方便地扩充系统所需容量的内存。系统内存的扩展能力及扩展方式与内存插槽的数量和类型有关，插槽的线数通常有30线、72线、168线和184线等。目前大多采用184线插槽。 图3.16 主板4.PCI插槽：用于安装PCI接口类型的设备。如声卡、网卡等。
5.AGP插槽：是专门用于连接显卡的插槽。AGP即加速图形端口,它是一种为缓解视频带宽紧张而制定的总线结构。AGP插槽将显示卡与主板的芯片组直接相连，进行点对点传输，但只能和AGP显卡相连，故不具通用和扩展性。
6.系统BIOS：“BIOS”是Basic Input-Output System(基本输入输出系统)的缩写，实际上是一组被固化在只读存储器EEPROM中的软件，是PC中不可或缺的组成部分，它负责开机时对系统的各项硬件进行初始化设置、测试和管理计算机操作系统与外设之间的数据传输。BIOS包含了系统加电自检（POST）程序模块、系统启动自检程序模块，这些程序模块主要负责主板与其它计算机硬件设备间的通讯。二、总线结构
前面已经讲过，总线是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线。是多个部件间的公共连线，用于各个部件之间传输信息。在计算机系统中,总线被视为一个独立部件看待。
按总线连接对象划分，总线类型可分为：
(1)处理器级总线，也叫前端总线FSB（Front Side Bus），是将CPU连接到北桥芯片的总线。包括地址总线（Address Bus，AB）、数据总线（Data Bus，DB）和控制总线（Control Bus，CB）。
(2)系统级总线，也称为I/O通道总线。用于CPU与接口卡的连接，同样包括地址总线、数据总线和控制总线。系统总线有自己统一的标准，而与CPU型号无关，在各种系统中实现“即插即用”。常见的总线标准有ISA总线、PCI总线和AGP总线等。 ISA（Industry Standard Architecture）总线是工业标准体系结构总线的简称，是由美国IBM公司推出的8/16梯形标准总线、数据传输率为8MBps，主要用于早期的IBM-PC/XT、AT及其兼容机上。
PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是外设部件互连总线的简称，也称局部总线，是由美国Intel公司推出的32/64位标准总路线。PCI总线是一种与CPU隔离的总线结构，并能与CPU同时工作。这种总线适应性强、速度快、数据传输率为133MBps。适用于Pentium以上的微型计算机。
AGP（Accelerated Graphics Port）总线，即加速图形端口。它是一种专为提高视频带宽而设计的总线规范。它使用普通个人电脑的主内存来刷新显示器显示的图像，支持纹理贴图，零缓冲和阿尔法混合等3D图形技术，使图形显示更快、更平稳。(3)外设总线，实际上是一种外设的接口标准，是指计算机主机与外部设备接口的总线。当前在微型计算机上常用的接口标准有：IDE（Integrated Drive Electronics，集成驱动器电子标准）、EIDE(Enhanced Integrated Drive Electronics，增强型集成驱动器电子标准)、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）和IEEE1394五种。前三种主要用于硬盘、光驱等IDE设备接口，后面两种新型外部总线可以用来连接多种外部设备。
按总线传输对象划分，总线类型可分为：
(1)地址总线：也称为AB，是一条单向传输CPU发出的地址信号的总线。即给出CPU所读取或发送数据的存储单元地址或Ｉ/Ｏ设备地址。不同的微处理器，其地址总线的位数（或称总线的宽度）是不一样。现代微机CPU的地址总线宽度一般为36位。 (2)数据总线：也称DB，是一条用来双向置办数据信息的总线。CPU既可通过DB从存储器或输入设备读入数据，又可通过DB将内部数据送到存储器或输出设备。目前常用的“奔腾4”CPU的数据总线宽度为64位，即一次可同时传送64位二进制码。
(3)控制总线：也称CB，是一条用来传送控制信号、时序信号各状态等信息的总线。其中有的是CPU向内存和外设发出的控制信号，有的则是内存或外设向CPU传递的状态信息。控制总线通过各种信号传送使计算机系统各个部件有条不紊、协调工作。
按总线的通信方式划分，总线类型可分为：
(1)并行总线：在同一时刻可以传输多位数据。它的特点是通信速度快、实时性好。
(2)串行总线：它在同一时刻只能传输一位数据，数据必须一位接一位传输。它的特点是简易、方便、灵活。 三、接口
接口的种类很多。从传送信息的方式上分，可分为并行接口和串行接口。并行接口按并行方式传送数据，即数据总线有多少位，可同时传送的数据就有多少位，通常用于连接近距离的外设，如打印机等；而串行接口则按串行方式传送数据，一次只能传送一位二进制码，常用于远距离的数据传输。串行口目前应用得非常广，如最常见的异步串行接口、USB接口、红外线接口等。接口还可分为输入接口（连接输入设备，将数据传入主机）和输出接口（将数据输出到输出设备），数字接口（传送数字量即二进制数）与模拟接口（实现数/模转换，连接产生连续变化的模拟信号的设备）。外设必须通过I/O（输入输出）接口才能与CPU或内存之间进行信息交换。如图 3.17所示： 图3.17 外设与CPU的信息交换 USB（Universal Serial Bus通用串行总线）是IBM,Inter,Microsoft,Compaq,NEC等几大世界著名厂商联合制订的一种新型串行接口。也是计算机与外部设备（如：键盘，磁带机，打印机，可写入光盘机等）之间的接口标准。该接口不但负载能力好，而且易用性也好，具有"即插即用"的功能，最多可串接127个外设，支持即时声音播放及影像压缩。
USB有两个规范，即USB 1.1和USB 2.0。USB 1.1是目前较为普遍的USB规范，其高速方式的传输速率为12Mbps，低速方式的传输速率为1.5Mbps（b是bit的意思），1MB/s（兆字节/秒）=8Mbps（兆位/秒），12Mbps=1.5MB/s。USB 2.0规范是由USB 1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps，折算为MB为60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”（EHCI）定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说，所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB线、插头等等附件也都可以直接使用。3.2.6计算机的主要性能指标
评价计算机功能的强弱或性能的好坏需要考虑多种指标，是由计算机的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等诸多方面的因素综合决定的。对于大多数普通用户来说，主要可从以下几个指标来评价计算机的性能。
１.运算速度
计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数，单位为每秒百万条指令（MIPS）或每秒百万条浮点指令（MFPOPS）。影响运算速度的有如下几个主要因素：
（1）CPU的主频。CPU的主频是指CPU在单位时间内发出的脉冲个数，一般以兆赫（MHz）为单位。一般来说，计算机的主频越高，运行的速度越快。如Pentium芯片的主频为66~750MHz，Pentium的主频带现已达到3GHz。
（2）字长。字长是指计算机一次能处理的数据的位数，它通常是一个字节的整数倍，如8位、16位、32位等。一般来说，字长越长，计算机精度越高，运算速度也越快。（3）指令系统的合理性。CPU都设计了一套指令，一般均有数十条到上百条，例如：加、浮点加、逻辑与、跳转等组成了指令系统。指令系统功能和强弱直接影响系统的性能，比如具有多媒体扩展指令在集（MMX）的CPU在处理复杂的图形与影像时，效果特别明显。
2.存储器的指标
(1)存取速度。将信息存入计算机存储器中，称为“写”操作；将信息从存储器中取出，称为“读”操作。内存储器完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间称为存储器的存取时间或访问时间，而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间，称为存取周期。对于半导体存储器来说，存取周期约为几十到几百ns(10-9s)。内存储器的存取速度将直接影响指令和数据的读写速度，从而影响计算机的整体性能。
(2)存储容量。内存容量反映了主存储器能够容纳的数据总量，通常以KB（千字节）或MB（兆字节）为单位。内存容量越大，计算机运行时可支配的空间越大，运算的速度就越高。内存容量还可以根据需要进行扩充，计算机的档次越高，允许扩充的容量越大。目前微机的内存容量已达到128~512MB，甚至1GB以上。
3.I/O的速度
I/O的速度是指CPU与外部设备设备数据交换的速度。随着CPU主频速度的提升，存储器容量的扩大，系统性能的瓶颈越来越多地体现在I/O的速度上。主机I/O的速度取决于I/O总线的设计。I/O速度的提高对于慢速设备（如键盘、打印机）关系不大，但对于调整设备如硬盘、显卡等则效果十分明显。*3.2.7指令系统与计算机的工作原理
一、指令和指令系统
指令就是使计算机完成一个操作所发出的命令，由于计算机只识别二进制编码，因此，指令总是以二进制数码来表示。指令通过输入设备进入计算机系统。虽然不同指令所能完成的动作各不相同，但它们基本格式是一致的。指令由操作码和操作数两个部分组成，分别指明了指令所要完成的操作和参加操作的数据或数据存放地址，如图3.18所示。 图3.18 指令格式 如指令：ADD R2，R4 其中ADD是这条指令中的操作码，指出了指令的功能是加法运算，R2和R4为操作数，表示将R2和R4两寄存器中的内容进行相加的操作，并将相加的结果放于R4寄存器中。
一台计算机所拥有的指令集合叫做计算机的指令系统。不同的CPU的指令系统是不同的，为了增强CPU系统功能，新一代CPU产品中，在原有的基本功能基础上，或多或少都要增加新指令。目前主流的CPU指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2及AMD的3D Now?扩展指令集。
二、计算机的工作原理
计算机采取“存储指令与指令控制”的工作方式，即事先把指令加载到计算机的存储器中，当启动运行后，计算机便会自动按指令序列的要求进行工作。尽管计算机可以完成人们所要求的各种复杂任务，但最终这些任务都是通过CPU一条一条地执行机器指令来完成的。 CPU每执行一条指令一般要经历若干个步骤，每一步骤完成一个操作。整个指令执行过程可以描述为：
①取指令 按照程序计数器PC中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器IR。
②分析指令 由译码器ID对存放在指令寄存器中的指令进行分析，分析指令的操作性质，对操作码进行译码，将操作码转换成相应的控制电位信号。
③执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，完成该指令操作码所要求的操作。
当需要由存储器向运算器提供数据时，控制器根据指令的地址部分，形成数据所在的存储单元地址，并送往存储器地址寄存器AR，然后向存储器发出读命令，从存储器中读出的数据经由存储器和数据寄存器DR送往运算器。 当需要由运算器向存储器写入数据时，控制器根据指令的地址部分，形成数据所在的存储单元地址，并送往存储器地址寄存器AR，再将欲写的数据存入存储器数据寄存器DR，最后向存储器发出写命令，DR中的数据即被写入由AR指示地址的存储单元中。
④准备取下一条指令 一条指令执行完成，程序计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后再回到①继续进行。
例如，如图3.19所示，假设待执行指令序列已经装入内存。其中第一条指令在内存中的地址为0100H。假设该指令用以完成一次加法运算，指令的执行过程为：
第一步，根据程序计数器PC内容，在内存中找到地址0100Ｈ的存储单元，从中取出指令070270H送入指令寄存器；
第二步，对指令寄存器中存放的指令070270H进行分析，由译码器对操作码07Ｈ进行译码，将指令的操作码转换为相应的控制电位信号； 图3.19指令指令执行过程第三步，根据指令地址码0270H确定操作数据在内存中的存储单元地址，在操作控制线路发出控制信号控制下，经由地址寄存器AR和数据寄存器DR而取出0270H对应存储单元中的“数据”，将数据送入运算器执行累加运算；
第四步，程序计数器自动加1成为0101Ｈ或将转移地址装入程序计数器，准备执行下一条指令。
在实际设计中，往往指令的执行并不完全按照上述步骤逐步进行的，而是以更高的效率进行。这是因为设计人员常以不同措施来提高指令处理速度。比如当对前一指令进行译码的同时，已经将后一指令预取入内存，就象一条流水线一样，让多条指令同时处理取指令、译码和运算的不同阶段。甚至进一步，可以采用多条流水线设计，让指令执行效率更高。 3.3 计算机软件系统3.3.1 程序、软件的定义
3.3.2 软件系统及其分类
3.3.3 系统软件
3.3.4 应用软件3.3.1 程序、软件的定义
计算机程序通常简称程序（Program），是指一组指挥计算机每一步动作的指令，通常用某种程序设计语言编写，运行于某种目标计算机体系结构上。打个比方，一个程序就像一个用汉语（程序设计语言）写下的红烧肉菜谱（程序），用于指导懂汉语的人（计算机体系结构）来做这个菜。因此，程序就是用程序设计语言描述的、适合于计算机处理并完成既定任务的一组指令序列。程序设计的最终结果是软件。
计算机软件(Computer Software，也称软件，软体)是与计算机系统操作有关的程序、规程、规则及任何与之有关文档及数据。它由两部分组成：一是机器可执行的程序及有关数据；二是机器不可执行的、与软件开发、运行、维护、使用和培训相关的文档。程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给人看的，不一定装入机器。
软件是计算机系统设计的重要依据。为了方便用户，为了使计算机系统具有较高的总体效用，在设计计算机系统时，必须通盘考虑软件与硬件的结合，以及用户的需求和软件的要求。 3.3.2 软件系统及其分类
软件系统(Software Systems)是指计算机系统中由软件组成的部分。
软件系统是计算机系统的一个重要组成部分，它是计算机的灵魂，也是用户与硬件之间的接口界面。用户主要是通过软件与计算机进行交流。没有任何软件支持的计算机称为“裸机”，裸机几乎是不能工作的。因此，计算机功能的强弱不仅取决于硬件系统的配置，同时，也取决于所配备软件的情况。
软件系统一般由系统软件和应用软件组成。系统软件更为通用，通常是独立于应用的，支持基本的计算机功能以及所有的应用领域(而非特殊的应用)，如操作系统。而应用软件主要用来完成面向用户的某些特定应用，诸如收帐和工资系统等。 3.3.3系统软件
系统软件是负责管理、控制、维护、开发计算机的硬软件资源的软件。系统软件使得计算机系统中各种独立的硬件可以协调工作。系统软件还使计算机使用者和其他软件，将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。
一般来讲，系统软件包括操作系统、工具软件（比如数据库管理，存储器格式化，文件系统管理，用户身份验证，驱动管理，网络连接等方面的工具）、语言处理系统、数据库系统和人机交互系统等。其中，操作系统是系统软件的核心。
一、操作系统
操作系统(Operating System，简称OS)是对计算机系统中所有硬件与软件资源进行统一管理、调度及分配的核心软件。
用户在操作计算机时实际上是通过使用操作系统来实现对计算机的操作，操作系统是用户和计算机之间的一个接口。操作系统也是所有软件的基础和核心，是它们正常工作的基础平台。因此，如果计算机系统中操作系统被损坏了，那么，整个计算机系统将无法工作。
二、工具软件
工具软件属于系统软件的一个子集，为计算机用户提供各种控制分配和使用计算机资源的方法。工具软件有两种形式，一种就是包含在操作系统之中，如Windows磁盘管理工具等；另一种是软件开发商开发的独立软件包，如各种数据压缩软件、磁盘分区软件、数据备份与恢复工具及各种防病毒软件等。下面简单列举几种常用的工具。
1．数据压缩软件(WinRAR)
WinRAR是目前非常流行和通用的压缩软件，全面支持zip和ace，支持多种格式的压缩文件，可以创建固定压缩，分卷压缩，自释放压缩等多种方式，可以选择不同的压缩比例，实现最大程度的减少占用体积。目前较的版本是WinRAR3.50 final简体中文版。 WinRAR具有支持 ARJ、CAB、LZH、ACE、TAR、GZ、UUE、BZ2、JAR、ISO 类型文件的解压、支持分卷压缩功能、支持创建自解压文件、可以制作简单的安装程序、强大的压缩文件修复功能，最大限度恢复损坏的 rar 和 zip 压缩文件中的数据等功能。在其最新版中还新增了扫描压缩文件内病毒等功能。
另外，WinZIP也是一种支持多种文件压缩方法的压缩解压缩工具。WinZIP还全面支持Windows中的鼠标拖放操作，用户用鼠标将压缩文件拖拽到WinZip程序窗口，即可快速打开该压缩文件。同样,将欲压缩的文件拖曳到WinZIP窗口,便可对此文件压缩。
2．数据备份与恢复软件(Ghost)
Ghost（General Hardware Oriented System Transfer），可译为“面向通用型硬件系统传送器”，通常称为“克隆幽灵”。1998年6月开发了Ghost的Binary公司被赛门铁克公司（Symantec）购并了，之后Ghost的后续版本就改称为Norton Ghost，成为Nordon系列工具软件中的一员。Ghost目前常用的版本是V10.0 。 像Windows系统之类的软件本身系统庞大，如果要重装一次，再加上显卡、声卡、网卡等各硬件驱动程序，还有Office等其他应用软件，需要花费大量时间。要是用备份软件Ghost，则可以实现快速备份和还原系统（还原一般是10分钟左右）。
3．防病毒软件
近年来，随着计算机的日益普及，计算机病毒的种类也不断增多，其破坏性也越来越大，严重威胁着计算机系统及数据的安全。除了必要的病毒防范意识与防范策略，对付计算机病毒的有效方法就是利用流行的防病毒软件。如国内著名的瑞星查杀毒软件、KV3000、金山毒霸、KILL等进行检查和杀毒软件。国外著名的Norton、Scan等。
防病毒软件的研制成功有效地遏制了计算机病毒的泛滥，但新的计算机病毒还在不断地制造出来，所以，反病毒软件就需要不断更新、升级。 三、语言编译器
机器语言是计算机唯一能接受和执行的语言，即计算机只能执行机器语言程序，本章后面将要讲到的汇编语言或高级程序设计语言编写的源程序，必须翻译成机器可执行的机器语言程序。把用汇编语言或高级语言编写的源程序翻译成机器可执行的机器语言程序的工具称为"语言处理程序"或“语言编译器”。语言处理程序包括汇编程序、解释程序和翻译程序。
1. 汇编程序：把用汇编语言写的汇编语言源程序翻译成机器可执行的由机器语言表示的目标程序的翻译程序，其翻译过程叫汇编。
2. 解释程序：接受用某种程序设计语言（如Basic语言）编写的源程序，然后对源程序的每个语句逐句进行解释并执行，最后得出结果。
3. 编译程序：将用高级语言所编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目标程序的翻译程序，其翻译过程称为编译。
四、数据库系统
数据库系统的主要功能包括数据库的定义、操纵、共享数据的并发控制、数据的安全和保密等。按数据定义模型划分，数据库系统可分为关系数据库、层次数据库和网状数据库。按控制方式划分，可分为集中式数据库系统、分布式数据库系统和并行数据库系统。数据库系统研究的主要内容包括：数据库设计、数据模式、数据定义和操作语言、关系数据库理论、数据完整性和相容性、数据库恢复与容错、死锁控制和防止、数据安全性等。3.3.4 应用软件
应用软件是为了解决各类实际问题而设计的程序，它可以是一个特定的程序，比如一个图像浏览器。也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比如微软的Office软件。也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。应用软件中有通用的应用软件，也有用于特定行业或工作中的特殊应用软件。
一、通用应用软件
这类应用软件往往有较好的通用性，可广泛应用于不同行业和部门。如字处理软件、表处理软件和个人理财类软件等。
Microsoft 的Office和国内金山公司的WPS包含有专门的字处理软件Word和表处理软件Excel。Word是运行于Windows环境下的典型的字处理软件，它不仅可以进行文字处理，还可以将文字、图像、图形、表格、图表等混排于一个文档中，并打印出符合用户需要的效果来。Excel常被用于数据处理，它对由行和列构成的二维表格中的数据进行管理，能运算、分析、输出结果，并能制作出图文并茂的工作表格。
另外，个人财务软件通过帮助用户掌握银行账目、信用卡、投资和账单的各种情况来安排私人财务。常见的如国产的Happy Home个人财务助理、个人财务小管家以及用友财务软件等。 二、特殊应用软件
这类应用软件一般是专业性较强、适用于特定行业与工作岗位的软件。下面对其中的部分软件作简要介绍。
1. 桌面出版系统
桌面出版软件比字处理软件更深入一步。帮助用户使用图形设计技术来增强一个文档的格式和外观。比一般的字处理技术提供了更复杂的、专业质量的打印效果。例如：Adobe Pagemaker 、Corel VENTURA和 Microsoft Publisher等。
2. 项目管理软件
项目管理是基于现代管理学基础之上的一种新兴的管理学科，它把企业管理中的财务控制、人才资源管理、风险控制、质量管理、信息技术管理（沟通管理）、采购管理等有效地进行整合，以达到高效、高质、低成本地完成企业内部各项工作或项目的目的。越来越多的项目管理人士正尝试使用项目管理软件对自己的项目进行辅助管理，
目前市场上项目管理软件种类较多，具有代表性的为国内的PM6工程项目管理系统、微软家族一员的Microsoft Project、Computer Associates International公司的CA-SuperProject等。3. 计算机辅助设计与制造软件
主要有计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机集成制造(CIMS)等系统。这些软件主要是辅助专业人员进行产品设计、产品生产设备的管理、控制与操作、多生产环节的自动化等，从而提高产品质量及生产效率、降低成本、缩短开发与生产周期。
4. 图形与图像处理软件
图形图像软件用来产生、编辑和操作曲线和图片。现在市场上的常见的图形图像软件有AutoCAD、3DMAX、CorelDraw、Adobe PhotoShop等。选择什么样的图形图像软件，取决于用户要制作的图片类型。各种图形图像软件各有其优缺点。
（1）照片 把照片放在文档、小册子、贺卡、海服或简历表上时，图形图像软件的照片编辑属性可以用来修剪照片、调整对比度和亮度、更换颜色、根据照片上的不同要素可以制作特殊的效果。（2）绘画 用计算机进行速写和绘画，就要使用位图图片(BMP)。图形图像软件中的绘画属性用来生成和编辑像水彩画、油画、粉笔画、墨画和炭画的位图图片。
（3）制图和三维物体 图形文件可大致分为点阵图形和矢量图形两大类，点阵图形也叫位图，其中存储的是图形中每个点的信息，即该点的颜色。由线条和填充形状组成的图片叫做矢量图形，其优点是占用的存储空间小，图形放大时不变形。
（4）动画和视频 动画软件使一组静态图片按顺序运动起来，形成动画。用户可以使用图形图像软件从电视机、摄像机和录像机来获得视频，图形图像软件可以编辑这些视频，例如，剪辑视频，给录像配音等。将视频转换成计算机磁盘可以存储的格式的过程叫做数字化。
5. 多媒体制作软件
多媒体制作软件介于多媒体操作系统与应用软件之间，是支持应用开发人员进行多媒体应用软件创作的工具，又称为多媒体创作工具。它是能够用来集成各种媒体，并可设计阅读信息内容方式的软件。借助这种工具，应用人员可以不用编程也能做出很优秀的多媒体软件产品，极大的方便了用户。如典型的Authorware和IconAuther，以及Macromedia公司的Extreme 3D、Flash。另外还有各种多媒体出版系统工具软件、多媒体CAI制作工具等。3.4 操作系统
3.4.1 操作系统概述
3.4.2 操作系统基本功能
3.4.1 操作系统概述
一、操作系统的基本概念
操作系统是用来管理计算机系统的全部资源（包括硬件、软件资源及数据资源）、控制程序运行、改善人机界面、为其它应用软件提供支持等的系统软件。它使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的服务和友善的人机交互界面。
操作系统是配置在计算机系统中最靠近硬件的第一层软件，是对硬件系统的第一次扩充。它在计算机系统中占据了特殊重要的地位，其它所有的软件都将依赖于操作系统的支持、服务。因而，操作系统从大型机直至微机都必须配置的软件。 图3.20 计算机系统硬软件层次结构图二、操作系统的发展历史
操作系统从形成至今已有约50年的历史。从20世纪50年代中期形成，它经过60年代、70年代的大发展时期，到80年代已经趋于成熟。但随着VLSI(Very Large Scale Integration，超大规模集成电路)和计算机体系结构的发展，它也仍在继续发展。由此而先后进一步形成了微机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。 1.单道批处理操作系统
在单道批处理操作系统出现前，计算机系统并没有专门的操作系统。这时的计算机操作是由用户（即程序员）采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统，即由程序员将事先已穿孔（对应于程序和数据）的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片输入机再启动它们将程序和数据输入计算机，然后启动计算机运行。当程序运行完毕并取走计算机结果后，才让下一个用户上机。显然，这种操作方式使计算机全部资源只能由一个用户独占。同时，由于CPU常常要等待人工操作而使其大部分时候是处于空闲状态。因而，严重降低了计算机资源的利用率。虽然随着后来的脱机输入输出技术的出现在一定程度上提高了计算机资源的利用率，但相对于早期非常昂贵的计算机资源来讲，计算机系统的利用率还是远远没有达到人们所期望的要求。
单道批处理操作系统是最早出现的一种操作系统。严格地讲，它只能算作是操作系统的前身而并非现在人们所理解的操作系统。尽管如此，它比起人工操作方式来讲已经有很大的进步。因为，它引入了批处理技术，即用户通常把一批作业(工作任务)以脱机输入方式输入到磁带上，并在系统监督程序的控制下一个接一个地连续处理。 2.多道批处理操作系统
作业是指用户在一次计算或一个事务处理中，要求计算机系统所做的全部工作的集合。简单地讲，作业也就是计算机所完成的某项具体的任务。
在早期单道批处理操作系统中，内存中仅有一道作业。这使系统中仍有较多的空闲资源，致使系统的性能较差。为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在20世纪60年代中期又引入了多道程序设计技术。由此形成了多道批处理操作系统。
在多道批处理系统中，用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，该队列被称为“后备队列”。然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源，以达到提高资源的利用率和系统吞吐量的目的。
多道批处理系统具有多道性、无序性和调度性等特征。其中的调度是指作业调度和进程调度。3.分时操作系统
由于提高计算机资源的利用率和系统吞吐量等的主要动力促成了多道批处理系统形成并得到了发展。相对于单道批处理系统，多道批处理系统具有资源利用率高和系统吞吐量大的优点，但由于作业在进入“后备队列”后到真正被调入内存运行需要较长时间，有时需要数小时、甚至长达几天都有。另外，用户一旦把作业提交给系统后直至作业完成，用户就不能与自己的作业进行交互，修改和调试程序是极不方便的。多道批处理系统的这些缺点的存在，还不能完全满足人们对计算机系统的要求。特别是当时计算机十分的昂贵，不可能像现在这样一人独占一台计算机。因此，分时操作系统便应运而生了。
分时操作系统使多个用户同时在各自的终端上联机使用同一台计算机，CPU按优先级给各个终端分配时间片，轮流为各个终端服务，对用户而言，有“独占”这一台计算机的感觉。分时操作系统侧重于及时性和交互性，使用户的请求尽量在较短的时间内得到响应。常用的分时操作系统有：UNIX、VMS等。
分时系统具有多路性、独立性、及时性和交互性等特征。4.实时操作系统
虽然多道批处理操作系统和分时系统已经能获得较为令人满意的计算机资源利用率和响应时间，使计算机的应用范围日益扩大。但它们仍然不能满足人们对计算机在实时控制和实时信息处理两个领域应用的需求。因为，在这两个领域中，对计算机响应的要求几乎是实时。这里的“实时”是指系统能及时或即时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。实时操作系统较好地满足了人们对更高可靠性和更快响应速度的要求。
实时操作系统是对随机发生的外部事件在限定时间范围内作出响应并对其进行处理的系统。外部事件一般指来自与计算机系统相联系的设备的服务要求和数据采集。实时操作系统广泛用于工业生产过程的控制和事务数据处理中，常用的系统有RDOS等。
当然，批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统只是三种基本操作系统类型。一种实际的操作系统，往往可能兼有三者或其中两者的功能。5.网络操作系统
为计算机网络配置的操作系统称为网络操作系统。它负责网络管理、网络通信、资源共享和系统安全等工作。常用的网络操作系统有NetWare和Windows NT。NetWare是Novell公司的产品，Windows NT是Microsoft公司的产品。
6.分布式操作系统
分布式操作系统是用于分布式计算机系统的操作系统。分布式计算机系统是由多个并行工作的处理机组成的系统，提供高度的并行性和有效的同步算法和通讯机制，自动实行全系统范围的任务分配并自动调节各处理机的工作负载。如MDS、CDCS等。 三、微机操作系统
配置在微机上的操作系统称为微机操作系统。最早再现的微机操作系统是8位微机上的CP/M。后来出现了16位微机，相应地也就出现了16位的微机操作系统。当微机发展到32位时，又出现了32位的微机操作系统。可见，微机操作系统可按微机的字长而分成8位、16位甚至64位的微机操作系统。当然，也可以把微机操作系统分为单用户单任务、单用户多任务和多用户多任务操作系统。
典型的微机操作系统有MS-DOS、Windows、UNIX、Linux等。
１. MS-DOS操作系统
MS-DOS操作系统是最早的操作系统，它是由美国Microsoft(微软)公司为IBM PC机开发的单用户、单任务的磁盘操作系统。MS-DOS诞生于1981年，此后，不断改进，直至最后的DOS6.22版。MS-DOS始终是最简捷、易用的单机操作系统，具有众多灵活的系统调用和中断功能，用户接口方便、有大量的实用程序和工具软件，具有很强的文件管理功能，因此深受广大PC用户的欢迎。但是，MS-DOS缺乏安全机制。 2. Ｗindows操作系统
Windows是美国Microsoft公司继MS-DOS后推出的图形用户界面(Graphical User Interfaces， GUI)的PC机操作系统。它全面改变了以往的键盘操模式，取而代之的是鼠标、菜单和窗口操作，使得计算机操作方法和软件开发技术都发生了根本的变化。由于Windows的出现使用户使用计算机变得直观方便，因此受到了广大用户的喜爱，并得到迅速的普及。从最初的Windows 3.1至今已经发展到WindowsNT、Windows XP、Windows 2003等版本。
3. UNIX操作系统
UNIX是一个分时多用户多任务的操作系统。最早由美国电话与电报公司(AT&T)贝尔实验室的Ken Thompson和Dennis Ritchie两人设计的。从20世纪60年代末期至今，它不断地发展、演变并被广泛地配置在大、中、小型计算机以及工作站上。 4. Linux操作系统
(1) 什么是Linux
简单地说， Linux就是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，它主要用于基于 Intel x86 系列 CPU 的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的 Unix 兼容产品。
最早的Linux操作系统是在1991年由荷兰赫尔辛基大学学生Linus Torvalds发布的。当时一个名叫Andrew Tannebaum的计算机教授编写了一个操作系统示教程序Minix，Linus Torvalds设计Linux的目的是代替Minix。当Linux发布在Internet上时，得到了积极的回应，很快就有数百名程序员和计算机爱好者通过Internet加入到Linux的行列，他们不断为Linux增加新的功能，经过不断修改和完善，使得Linux在全球范围内得到普及，成为当今最为流行的微机操作系统之一。 Linux也是一个多用户多任务的操作系统，它是UNIX的一个变种，尽管它问世仅有十余年的时间，但是由于它安装简单、短小精悍、代码开放等特点而深受广大计算机用户的欢迎。在局域网解决方案上有较强的竞争力，它可以作为Web服务器、FTP服务器、防火墙、电子邮件服务器、DNS服务器等的支撑环境。
(2) Linux的特点
Linux操作系统在短短的十余年之内得到了非常迅猛的发展，这与Linux具有的良好特性是分不开的。简单的说，Linux具有以下主要特性：
开放性
开放性是指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，都能彼此兼容，可方便地实现互连。
多用户
多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影响。Linux和Unix都具有多用户的特性。 多任务
多任务是现代计算机的最主要的一个特点。它是指计算机同时执行多个程序，而且各个程序的运行互相独立。Linux系统调度每一个进程平等地访问微处理器。由于CPU的处理速度非常快，其结果是，启动的应用程序看起来好像在并行运行。事实上，从处理器执行一个应用程序中的一组指令到Linux调度微处理器再次运行这个程序之间只有很短的时间延迟，用户是感觉不到的。
良好的用户界面
Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux的传统用户界面是基于文本的命令行界面，即shell，它既可以联机使用，又可存在文件上脱机使用。系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接使用系统提供的系统调用命令。系统通过这个界面为用户程序提供低级、高效率的服务。
Linux还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的、友好的图形化界面。设备独立性
设备独立性是指操作系统把所有外部设备统一当作文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以像使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。
提供了丰富的网络功能
完善的内置网络功能是Linux的一大特点。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。其他操作系统不包含如此紧密地和内核结合在一起的连接网络的能力，也没有内置这些联网特性的灵活性。而Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能。
可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
良好的可移植性
可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。 (3) Linux的组成
Linux一般有四个主要部分：内核、Shell、文件结构和实用工具。
Linux内核
内核是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。它从用户那里接受命令并把命令送给内核去执行。
Linux Shell
Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行。
实际上Shell是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令并且把它们送到内核。不仅如此，Shell有自己的编程语言用于对命令的编辑，它允许用户编写由Shell命令组成的程序。Shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，比如它也有循环结构和分支控制结构等，用这种编程语言编写的Shell程序与其他应用程序具有同样的效果。 Linux提供了像Microsoft Windows那样的可视的命令输入界面――X Window的图形用户界面（GUI）。它提供了很多窗口管理器，其操作就象Windows一样，有窗口、图标和菜单，所有的管理都是通过鼠标控制。现在比较流行的窗口管理器是KDE和GNOME。
每个Linux系统的用户可以拥有他自己的用户界面或Shell，用以满足他们自己专门的Shell需要。
同Linux本身一样，Shell也有多种不同的版本。目前主要有下列版本的Shell：
Bourne Shell：是贝尔实验室开发的。
BASH：是GNU的Bourne Again Shell，GNU操作系统上默认的Shell。
Korn Shell：是对Bourne SHell的发展，在大部分内容上与Bourne Shell兼容。
C Shell：是SUN公司Shell的BSD版本。Linux文件结构
文件结构是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。主要体现在对文件和目录的组织上。目录提供了管理文件的一个方便而有效的途径。我们能够从一个目录切换到另一个目录，
而且可以设置目录和文件的权限，设置文件的共享程度。
使用Linux，用户可以设置目录和文件的权限，以便允许或拒绝其他人对其进行访问。Linux目录采用多级树形结构，图3.21表示了这种树形等级结构。用户可以浏览整个系统，可以进入任何一个已授权进入的目录，访问那里的文件。
文件结构的相互关联性使共享数据变得容易，几个用户可以访问同一个文件。Linux是一个多用户系统，操作系统本身的驻留程序存放在以根目录开始的专用目录中，有时被指定为系统目录。图3.21中那些根目录下的目录就是系统目录。 图3.21 目录树结构 内核，Shell和文件结构一起形成了基本的操作系统结构。它们使得用户可以运行程序，管理文件以及使用系统。此外，Linux操作系统还有许多被称为实用工具的程序，辅助用户完成一些特定的任务。
Linux实用工具
标准的Linux系统都有一套叫做实用工具的程序,它们是专门的程序，例如编辑器、执行标准的计算操作等。用户也可以产生自己的工具。
实用工具可分三类:
编辑器：用于编辑文件。
过滤器：用于接收数据并过滤数据。
交互程序：允许用户发送信息或接收来自其他用户的信息。 Linux的编辑器主要有：Ed、Ex、Vi和Emacs。Ed和Ex是行编辑器，Vi和Emacs是全屏幕编辑器。
Linux的过滤器（Filter）读取从用户文件或其他地方的输入，检查和处理数据，然后输出结果。从这个意义上说，它们过滤了经过它们的数据。Linux有不同类型的过滤器，一些过滤器用行编辑命令输出一个被编辑的文件。另外一些过滤器是按模式寻找文件并以这种模式输出部分数据。还有一些执行字处理操作，检测一个文件中的格式，输出一个格式化的文件。过滤器的输入可以是一个文件，也可以是用户从键盘键入的数据，还可以是另一个过滤器的输出。过滤器可以相互连接，因此，一个过滤器的输出可能是另一个过滤器的输入。在有些情况下，用户可以编写自己的过滤器程序。
交互程序是用户与机器的信息接口。Linux是一个多用户系统，它必须和所有用户保持联系。信息可以由系统上的不同用户发送或接收。信息的发送有两种方式，一种方式是与其他用户一对一地链接进行对话，另一种是一个用户对多个用户同时链接进行通讯，即所谓广播式通讯。 (4) TurboLinux简介
Linux常见的版本有RadHat、Debian、Caldera、ＴurboLinux、RedFlag等，其中，TurboLinux是拓林思公司发行的Linux
计算机系统的组成
微机系统、总线及其接口标准
操作系统的概念、发展及基本功能
软件开发技术
劲舞团SF http://www.692au.com/第3章信息处理工具——计算机系统 第3章信息处理工具——计算机系统 3.1 计算机系统
3.2 计算机硬件系统
3.3 计算机软件系统
3.4 操作系统
3.5 软件的开发
计算机是一种能帮助人们收集、存储、加工、传递各种信息的数字化电子设备。计算机技术及其应用已渗透到科学技术、国民经济、社会生活等各个领域，改变了人们传统的工作、学习和生活方式，现代信息技术的发展使得各行各业的人们都已经离不开计算机这个强大的信息处理工具。本章主要介绍信息处理工具——计算机系统的组成、计算机软件开发及计算机操作系统。3.1计算机系统 一个完整的计算机系统是由计算机硬件系统和软件系统组成，如图3.1所示。
图3.1 计算机系统组成3.2计算机硬件系统 3.2.1计算机硬件系统的组成
3.2.2中央处理器（CPU）
3.2.3存储器
3.2.4输入/输出设备
3.2.5主板、总线和接口
3.2.6计算机的主要性能指标
*3.2.7指令系统与计算机的工作原理
3.2.1计算机硬件系统的组成
硬件是计算机系统的物质基础，是软件的载体；软件是计算机系统的灵魂，软件控制、指挥和协调整个计算机系统的运行。
计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合，通常这些部件由电路（电子元件）、机械等物理部件组成。由运算器（Calculater，又称算术逻辑单元ALU，Arithmetic Logic Unit）、控制器（Ｃontroller）、存储器（Memory）、输入设备（Input Device）和输出设备（Output Device）五大部件组成的计算机硬件结构称为冯·诺依曼结构。其中的运算器和控制器构成了计算机的核心部件——中央处理器（Central Processing Unit ，简称CPU）。
计算机硬件系统的体系结构，如图3.2所示：
图3.2 计算机硬件体系结构
一般地，等待运行的程序和原始数据在等待被送入系统时，输入设备向控制器发送一个输入请求，控制器在接收到该请求后，就根据系统当前资源情况，特别是其自身的忙／闲情况给输入设备一个应答。如果忙则应答等待，如果空闲则应答同意，程序和原始数据就由输入设备通过数据总线被送入内存储器和运算器，然后，在控制器的控制下，执行程序和处理相关的原始数据；当程序被执行完毕后，控制器向输出设备询问输出是否空闲，输出设备接到控制器的指令后，根据自身状态答复控制器的输出请求，如果忙，则输出暂不进行而转入等待状态，否则，加工处理后的数据在控制器的控制之下经输出设备输出。计算机中所有部件均在控制器的控制下有条不紊地进行工作。 3.2.2中央处理器（CPU）
CPU是整个计算机系统的运算、控制中心。它的任务是不断地取出指令、分析指令和执行指令。
从第一台电子计算机诞生至今，CPU经历了几代产品的发展，尤其是微型计算机的微处理器（CPU）已从最初的4004、8008到386、486，发展到现在的P4、AthlonXP等，但CPU的基本结构和基本的工作原理还是类似的。
一、CPU的结构
一般地，CPU是由运算器、控制器和寄存器组（Register Array）3部分组成。此外，随着高密度集成电路技术的发展，为了匹配高速CPU与相对低速的内存储器的工作速度，CPU中往往同时集成了高速缓冲存储器（Cache），其容量也是影响CPU性能的一个因素。CPU各部分通过CPU内部总线连接在一起，由集成电路技术集成在一片硅片上。如图3.3为P4(Pentium 4)CPU正面与反面。 图3.3 P4 CPU正反面实物图 1.运算器
运算器用来进行算术逻辑运算以及位移循环等操作。运算器ALU（Arithmetic Logic Unit）是一种以全加器为核心的具有多种运算功能的组合逻辑电路。通常，参加运算的两个操作数，一个来自累加器ACC(ACCumulator)，另一个来自内部数据总线，可以是数据寄存器DR（Data Register）中的内容，也可以是寄存器组RA（Register Array）中某个寄存器的内容。运算结果往往也送回累加器ACC暂存。为了反映数据经ALU处理之后的结果特征，运算器设有一个状态标志寄存器F（Flag）。 2.控制器
控制器是整个计算机的控制、指挥中心。它根据人们预先编写好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器中，通过指令译码器进行译码（分析），确定应该进行什么操作，然后通过控制逻辑在确定的时间向确定的部件发出确定的控制信号，使运算器和存储器等各部件自动而协调的完成该指令所规定的操作。当一条指令完成以后，再顺序地从存储器中取出下一条指令，并照此同样地分析与执行该指令。如此重复，直到完成所有的指令为止。因此，控制器的主要功能有两项：一是按照程序逻辑指示，控制程序中指令的执行顺序；二是根据指令寄存器中的指令码控制每一条指令的执行过程。 控制器主要由程序计数器PC(Program Counter)、指令寄存器IR(Instruction Regiter)、指令译码器ID(Instruction Decode)和时序电路等部件组成。
（1）程序计数器PC 用于存放下一条待执行指令在内存中的地址。控制器利用它来控制指令的执行顺序。当计算机运行时，控制器根据PC中的指令地址，从存储器中取出要执行的指令送到指令寄存器IR中进行分析和执行。
通常情况下，程序是按顺序逐条执行的。因此，PC在大多数情况下，可以通过自动加1计数功能来实现对指令执行顺序的控制。当遇到程序中的转移指令时，控制器则会用转移指令提供的转移地址来代替原PC自动加1后的地址。这样，计算机就可以通过执行转移指令来改变指令的执行顺序。 （2）指令寄存器IR 用于暂存从存储器取出的将要执行的指令码，以保证在指令执行期间能够向指令译码器ID提供稳定可靠的指令码。
（3）指令译码器ID 用于对指令寄存器IR中的指令进行译码分析，以确定该指令应执行什么操作。
此外，还有地址寄存器AR(Address Regiter)，它是用来保存当前CPU所要访问的内存单元或输入输出设备I/O(Input/Output)的地址。由于内存和CPU之间存在着速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存读/写操作完成为止。数据寄存器DR(Data Regiter)用来暂存微处理器与存储器或输入/输出接口电路之间待传送的数据。地址寄存器AR和数据寄存器DR在微处理器的内部总线和外部总线之间，还起着隔离和缓冲的作用。 3.寄存器组
寄存器组RA通常由多个寄存器组成，是微处理器中的一个重要部件。寄存器组主要用来暂存CPU执行程序时的常用数据、地址和中间结果，以便减少微处理器芯片与外部的数据交换，从而加快CPU的运行速度。
二、CPU的发展
CPU从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU可以分为：四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等等。 1971年，早期的Intel公司推出了世界上第一台微处理器4004，这便是第一个用于计算机的四位微处理器，它包含2300个晶体管，由于性能很差，其市场反应十分不理想。
Intel公司于1981年推出8086与8088微处理器，地址线有20条，内存寻址范围为1M字节。8086外部的数据是16位，而8088的外部数据为8位。
1982年，INTEL推出了80286芯片，该芯片含有13.4万个晶体管，80286也是16位处理器，其频率比8086更高，它有24条地址线，内存寻址范围是16M字节。
80386属于32位微处理器，其内部和外部数据总线都是32位，地址总线也是32位，可寻址4GB内存。386处理器的主频有16，20，25，33，40MHz五种。除Intel公司生产386芯片外，还有AMD、Cyrix、Ti、IBM等公司生产的。 80486简称486，于1989年由Intel公司首先出，它也属于32位处理器。80486是将80386和数学协处理器80387以及一个8KB的高速缓存集成在一个 芯片内，并且在80X86系列中首次采用了RISC技术，大大提高了CPU 与内存的数据交换速度。
Pentium（奔腾）是Intel公司于1993年推出的新一代64位数据总线的微处理器。Intel公司为了防止别的公司侵权，就为新的CPU取了"Pentium"的名字，而没有继续叫做80586。接着Intel推出使用MMX技术的Pentium MMX的多能奔腾。它增加了57条多媒体指令，内部高速缓存增加到32KB。最高频率是233MHz。MMX是Multimedia Extension的缩写，意即多媒体扩展，一种基于多媒体计算以及通讯功能的技术，它能生成高质量的图像、视频和音频，加速对声音图像的处理。Cyrix 6X86、Cyrix Media GX和AMD K5和Pentium是同一级别的CPU；AMD-K6和Cyrix 6x86MMX属于Pentium MMX同一级别的CPU。Pentium Pro，中文称作高能奔腾。它在Pentium MMX之前面市，使用大量新技术，还包含了256KB或512KB的高速缓存，主要应用在服务器上。 目前个人电脑处理器的领先者是Intel的Pentium系列。PII/PIII芯片内部集成32K的高速缓存和512K的二级缓存。使用了MMX和AGP技术。为了占有市场，采用新的封装结构，并采用了SLOT 1插槽与主板结合。AMD和Cyrix也推出同一档次的处理器AMD-K6-2/K6-3和Cyrix MII/MIII。
三、CPU的主要性能指标
1.主频
主频即时钟频率，通常又称CPU时钟速率（CPU Clock Speed），是CPU内核（整数和浮点运算器）电路的实际运行频率，也就是CPU运算时的工作频率。时钟频率的单位是MHz（兆赫）。我们通常说的“P4 XXX MHz”就是CPU的主频。主频越高，CPU的速度就越快。目前P4 CPU的主频已经达到3000MHz（3GHz），且有可能会变得更高。2.外频与倍频
与主频相关的还有“外频”与“倍频”这两个概念。“外频”是系统总线的工作频率，而“倍频”则是外频与主频相差的倍数，主频=外频×倍频。我们可以把外频看作CPU这台“机器”内部的一条生产线，而倍频则是生产线的条数，一台机器生产速度的快慢（主频）自然就是生产线的速度（外频）乘以生产线的条数（倍频）了。
3.缓存
随着CPU主频的不断提高，它的处理速度也越来越快，其它设备根本赶不上CPU的速度，没办法及时将需要处理的数据交给CPU。于是，高速缓存便出现在CPU上，当CPU在处理数据时，高速缓存就用来存储一些常用或即将用到的数据或指令，当CPU需要这些数据或指令的时候直接从高速缓存中读取，而不用再到内存甚至硬盘中去读取，如此一来可以大幅度提升CPU的处理速度。 缓存又分为几个级别：
L1 Cache（一级缓存）：它采用与CPU相同的半导体工艺，制作在CPU内部，容量不是很大，与CPU同频运行，无需通过外部总线来交换数据，所以大大节省了数据存取时间。因此可以大大减轻CPU和其他设备间数据交换速度的瓶颈问题。
L2 Cache（二级缓存）：CPU在读取数据时，寻找顺序依次是L1→L2→内存→外存储器。L2 Cache的容量十分灵活，容量越大，CPU档次越高。
L3 Cache（三级缓存）：除了L1和L2，通常还可以在主板上或者CPU上再外置大容量的缓存，被称为三级缓存。 4.字长
CPU的字长，即CPU一次所能处理的数据的二进制位数。字长主要影响计算机的精度和速度。例如，P４CPU的字长为32位，它每执行一条指令可以处理32位二进制数据。显然，字长越长，CPU可同时处理的数据位数越多，CPU的功能就越强，工作速度就越快，性能也就越高，但其内部结构就越复杂。CPU按字长可分为８位、16位、32位和64位等。
5.指令集
CPU的性能可以用工作频率来表现，而CPU的强大功能则依赖于指令系统。新一代CPU产品中，或多或少都需要增加新指令，以增强CPU系统功能。指令系统决定了一个CPU能够运行什么样的程序，因此，一般来说，指令越多，CPU功能越强大。目前主流的CPU指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2及AMD的3D Now扩展指令集。 四、目前市场上常见的CPU品牌
近年来CPU领域依旧是新品不断，Intel、AMD和VIA三大家族瓜分了全球的CPU市场。目前虽然CPU早已进入了64位时代，但是32位处理器还没有完全退出历史舞台，所以市场上64位和32位CPU并存，各种品牌、型号的CPU名目繁多，下面介绍CPU的一些主要产品。
1 .Intel Pentium III
Pentium III采用了与Pentium II 相同的SLOT1结构，具有100MHz的外频，其内部集成了64K的一级缓存，512K的二级缓存仍然安装在SLOT1的卡盒内，工作频率是CPU的一半。比PentiumII有更强劲的性能，新增了KNI指令集。KNI指令集中提供了70条全新的指令，可以大大提高3D运算、动画片、影像、音效等功能，增强了视频处理和语音识别的功能。2.AMD K7
K7是AMD的新产品，它的外频是200MHz，初期的产品频率为500MHz。K7采用最新的制造技术，同时加强了整数、浮点运算和多媒体运算，彻底改变了浮点运算性能差的历史。K7的结构和Pentium II十分类似，不过它采用的是SLOT A卡匣结构。
3.CYRIX MII/MIII
Cyrix MII是Cyrix公司迎击Intel的塞扬和AMD的K6-2的产品。MII处理器内部集成了64K的高速缓存，并具有MMX功能，目前有PR 300，PR 333和PR350，外频是66MHz。其内部增加了3D NOW技术，集成256K和CPU同频的二级缓存，并改善了浮点运算性能。不过由于Cyrix的处理器事业部已被威盛公司收购，MIII微处理器可能就不会再面世了。 4. Pentium 4系列
Pentium 4 EE (Pentium?4?Extreme?Edition)系列是Intel顶级产品P4至尊版，定位于高端桌面市场，不支持多处理器系统，其性能比同频率的P4 C高出15—20%左右。它同样支持800MHz和HT技术(Hyper-Threading Technology，简称HT—超线程技术)，仍然采用0.13微米的制程，Socket478接口，核心电压仍然是1.55v，不过与Intel其他系列 CPU比较，其最大特点是采用至强处理器的Gallatin内核和拥有2M的L3缓存，与Xeon的缓存数目同样多，不过其价格高昂。目前P4?EE系列 有3.2GHz、3.4GHz等型号。
5. 迅驰处理器
迅驰是英特尔于2003年3月12日,面向笔记本电脑推出的无线移动计算技术的品牌名称。迅驰（Centrino）是:Centre(中心）与Neutrino（中微子）两个单词的缩写。它由三部分组成：移动式处理器（CPU）、相关芯片组以及802.11无线网络功能模块。
迅驰有两大特点：一是与奔腾4相比，迅驰具备无线连接、流动通讯功能。利用安装了迅驰的笔记本电脑，用户可在安装无线连接点的地方（又称热点）无线上网。二是延长电池供电，一次充电最长可达7小时。
2003年3月推出的最初版本的迅驰平台代号Carmel，它包含Banias Pentium M处理器、855GM/PM芯片组和PRO/Wireless 2100无线网络模块。它的某些技术指标不算先进，比如只能支持IEEE802.11b的Wi-Fi网络，但主系统实际性能在当时却完全可以和Pentium 4处理器叫板，并最终取代了Pentium4-M平台，其关键在于，它使得我们的笔记本电脑有了自己独立且自强的发展方向。 2005年1月19日推出的Sonoma迅驰平台，采用了前端总线更高的Pentium M处理器Dothan、915PM/GM芯片组和PRO/Wireless 2915ABG无线网络。Dothan CPU特点是拥有更高的频率、更多的晶体管、更多的缓存和更低的耗电量。Dothan采用90纳米工艺，容纳1.4 亿个晶体管，使得L2缓存达到2MB，可有效地增强计算机运算的性能，因为越大的缓存意味着越高的性能。Dothan CPU应用新的技术Strained Silicon，使得电子的移动速度更快，所以频率可以大幅增加，最高频率可到2.13GHz。Dothan省电的秘诀是nhanced英特尔SpeedStep技术。它能根据使用的需求来动态调整电压和频率，而在省电模式下，Dothan的频率最多可以降到600MHz来运作，低电压和低频率会有效的延长笔记本的持续供电能力。 2006年1月9日发布的Napa迅驰平台的组件则是Core Duo/Solo处理器Yonah、945PM/GM芯片组和PRO/Wireless 3945ABG无线网络模块。Napa最大的特点是将双核心CPU运算带入了笔记本电脑。Core Duo处理器采用了双核心设计，和超线程技术的“虚拟”双核不同，它将拥有真正的两片核心，也就是说完全就像在使用两枚CPU工作。它们彼此独立，可在你边制作视频边扫描病毒时协同工作，当你仅仅是看看网页的话，其中一枚核心也可以休息下来节能，但共同使用2MB的二级缓存，它们通过一条缓存总线来互通缓存中的数据，而只有一枚核心需要工作时，又可以独自享有2MB缓存，这一技术被称为SmartCache。这一技术同时在二级缓存数据命中读取方面进行了改进，执行效率也较Pentium M更高。 3.2.3存储器
根据与CPU关系的密切程度，存储器总体上可分为两大类：内存储器与外存储器。
内存储器简称内存，位于系统主机板上，用于存放当前需要运行的数据和相应指令，可与CPU直接进行信息交换，运行速度较快，但容量相对较小，系统关机或电源断开后内存中的信息将丢失。
外存储器简称外存，属于外部设备，与CPU不能直接进行信息交换，必须通过接口电路才能进行。外存的容量大，存储的信息长久、稳定，系统关机或断电后信息仍然保存，但存取速度相对于内存要慢得多，用来存放需要长期保存的数据。一、内存储器
内存储器也称为主存（Main Memory），是微型机主机的一个重要组成部分。现在微机的内存储器都采用内存条，可直接插在主板的内存条插槽上。如图3.4所示。 图3.4 内存条 1.内存储器的分类
目前微机中所用的内存主要有SDRAM、DDR SDRAM、RDRAM、DDR2等四种类型。
(1)SDRAM
SDRAM（Synchronous DRAM）即“同步动态随机存储器”。SDRAM内存条的两面都有金手指（内存条与主板插槽接触的部分）引脚，是直接插在内存条插槽中的，因此这种结构也叫“双列直插式”，英文名叫“DIMM”。目前绝大部分内存条都采用这种“DIMM”结构。随着处理器前端总线的不断提高，SDRAM已经无法满足新型处理器的需要了，已退出了主流市场。(2)DDR SDRAM
DDR SDRAM（简称DDR）是采用了DDR（Double Data Rate SDRAM，双倍数据速度）技术的SDRAM，与普通SDRAM相比，在同一时钟周期内，DDR SDRAM能传输两次数据，而SDRAM只能传输一次数据。从外形上看DDR内存条与SDRAM相比差别并不大，它们具有同样的长度与同样的引脚距离。只不过DDR内存条有184个引脚，金手指中也只有一个缺口，而SDRAM内存条是168个引脚，并且有两个缺口。根据DDR内存条的工作频率，它又分为DDR200、DDR266、DDR333、DDR400等多种类型：与SDRAM一样，DDR也是与系统总线频率同步的，不过因为双倍数据传输，因此工作在133MHz频率下的DDR相当于266MHz的SDRAM，于是使用DDR266来表示。由于DDR内存条价格低廉，性能出色，已成为今日主流的内存产品。(3)RDRAM
RDRAM（存储器总线式动态随机存储器）是Rambus公司开发的一种新型DRAM。RDRAM虽然位宽比SDRAM及DDR的64bit窄，但其时钟频率要高得多。从外观上来看，RDRAM内存条与SDRAM、DDR SDRAM内存条有点相似。从技术上来看，RDRAM是一种比较先进的内存，但由于价格高，在市场上普及不是很实际。如今的RDRAM已经退出了普通台式机市场。
(4)DDR2
DDR2是英特尔极力推动的新一代内存，DDR2构建在DDR的基础上，通过增加4位预取机制使得在核心频率不变的条件下将数据带宽提升4倍，为效能提升扫清了障碍。为提高兼容性，DDR2将终结器直接整合于内存颗粒中，这也有效降低了主板的制造成本。此外，DDR2在延迟方面的机制也有所改变，增加了AL附加延迟的概念，这不可避免导致DDR2延迟时间增加。2.内存储器的性能指标
比较直接的用来衡量内存性能的重要参数有内存的时钟周期、存取时间和CAS延迟时间。
（1）存储容量
存储容量表示内存储器存储信息的多少与能力。通常用字节数来表示。单位通常为KB、MB、ＧB等，它们间的关系是1KB=1024B，1MB=1024KB，1GB=1024MB。一般系统内存容量越大，其性能也就越高。目前微机流行内存大小为256MB、512MB或1GB。
(2)时钟周期
时钟周期代表了内存可以运行的最大工作频率，时钟周期越短说明内存所能运行的频率就越高。时钟周期与内存的工作频率F是成倒数的，即时钟周期＝1/F。比如一块标有“－10”字样的内存芯片，“－10”表示它的运行时钟周期为10ns，即可以在100MHz的频率下正常工作。(3)存取时间
与时钟周期不同，存取时间仅仅代表访问数据所需要的时间。如一块标有“－7J”字样的内存芯片说明该内存条的存取时间是7ns。存取时间越短，则该内存条的性能越好，比如两根内存条都工作在133MHz下，其中一根的存取时间为6ns，另外一根是7ns，则前者的速度要好于后者。
(4)延迟时间
延迟时间是内存性能的一个重要指标，它是内存纵向地址脉冲的反应时间。当中央处理器（CPU）需要从内存读取数据时，在实际读取之前一般都有一个“缓冲期”，而“缓冲期”的时间长度，就是这个延迟时间了。内存的延迟时间越短越好，因此，缩短延迟时间有助于加快内存在同一频率下的工作速度。
(5)奇偶校验
内存是一种数据中转“仓库”，而在频繁的中转过程中，一旦搞错了数据怎么办？而奇偶校验就是一种数据检验机制。奇偶校验不仅能够判断数据的正确性，还能纠正大多数错误。普通PC机中一般不用这种内存，它们一般应用在高端的服务器中。二、外存储器
外存储器属于外部设备，通常有磁盘存储器（包括软盘、硬盘）、光盘存储器、可移动存储器等。它们的共同特点是容量大，速度慢，信息存储永久。
1.软盘
软磁盘是两面涂有磁性氧化物的聚酯薄膜圆片。如图3.5所示。 图3.5 软磁盘 目前常用的软盘是3.5英寸（简称3寸）的，存储容量是1.44MB。还有一种ZIP盘，实际上是一种更大容量的软磁盘，每张盘片的存储容量可达100 MB以上。 信息在磁盘上是按磁道和扇区的形式来存放的。磁道即磁盘上的一组同心圆环形的信息记录区，它们由外向内编号，一般为0～79道。每条磁道被又划成若干个相等的区域，称为扇区。一般每磁道有9个扇区、15个扇区或18个扇区。每个扇区的容量为512B。
一个软盘的存储容量可由下面的公式算出：软盘总容量＝磁道数×扇区数×扇区字节数(512B)×磁盘面数(2)。例如：3.5英寸软盘有80个磁道，每条磁道18个扇区，每个扇区512B，共有两面，则其存储容量的计算公式为：
软盘容量＝80×18×512B×2＝1 474 560B＝1.44MB 扇区是软盘(或硬盘)的基本存储单元，每个扇区记录一个数据块，数据块中的数据按顺序存取。扇区也是磁盘操作的最小可寻址单位，与内存进行信息交换是以扇区为单位进行的。
在进行写入操作时，写保护开关先要对磁盘是否有写保护缺口进行检索，如果检测到有写保护缺口，则允许进行写操作；如果没有或被胶纸粘封，则不能进行写操作。
2.硬盘
(1)硬盘的结构
硬磁盘是由涂有磁性材料的铝合金圆盘组成的。目前常用的硬盘是3.5英寸的，这些硬盘通常采用温彻斯特技术，即把磁头、盘片及执行机构都密封在一个整体内，与外界隔绝，所以这种硬盘也称为温彻斯特盘。如图3.6所示。 图3.6 硬盘剖面与外形目前常见的硬盘生产公司有昆腾、希捷和IBM等，存储容量也随着技术的发展不断扩大。
(2)硬盘的主要性能指标
容量：硬盘的存储容量较大，以MB和GB为单位。目前，硬盘的容量一般在40-200GB，比早期的硬盘在容量和存取速度上均有较大的提高，硬盘的容量当然是越大越好，只是容量越大，价格越高。 转速：是硬盘内电机的主轴的旋转速度，它决定硬盘内部数据传输速率，在很大程度上决定了硬盘的速度，也是表示硬盘档次的重要标志，硬盘的转速越快，硬盘寻找文件的速度也就越快，相应地也提高了硬盘的传输速度。例如IDE硬盘转速由两个系列：5400r/min和7200r/min.
平均寻道时间：平均寻道时间指硬盘磁头移动到数据所在磁道所化的平均时间，单位为ms，是影响硬盘内部数据传输率的重要参数。它跟转速、单碟容量等诸多因素有关。一般来说，转速越高的硬盘寻道的时间越短，而且内部传输速率也越高，不过内部传输速率还受硬盘控制器的Cache影响。目前，市场上硬盘常见的转速有5400转/分、7200转/分，最快的平均寻道时间为8ms，内部传输速率最高为190MB/S。 接口类型：是硬盘与主机之间的连接部件，直接影响着硬盘的最大外部数据传输速度。主要的接口类型有IDE、SATA、SCSI和光纤通道4种。
3.光盘存储器
光存储器简称光盘，是近年来颇受重视的一种外存设备，更是多媒体计算机不可缺少的设备。如图3.7所示。光盘的优点是存储容量大，携带方便，但它的缺点是存取时间长，数据传输率低。
按读写性质来分，光盘可分为只读型、一次型、重写型三类。图3.7 光盘 只读型光盘：模压式记录方式使光盘发生永久性物理变化，记录的信息只能读出，不能被修改。典型产品有：LD、CD-DA、VCD、DVD、CD-ROM。
一次型光盘：用户可以在这种光盘上记录信息，但记录信息会使介质的物理特性发生永久性变化，因此只能写一次。写后的信息不能再改变，只能读。典型的产品有：CD-R。
重写型光盘：用户可以对这类光盘进行随机写入、擦除或重写信息。典型的产品有两种：MO（磁光盘）、PC（相变盘）。
4.移动存储器
虽然光盘具有大容量、携带方便的特点，但是，光盘写操作复杂且读写速度慢，而移动存储器正好能弥补光盘的不足。常见的移动存储器有“U盘”和“移动硬盘”两种，如图3.8所示。它们的特点是可反复存取数据，一般使用USB接口，在Windows 2000、Windows XP等操作系统中可以即插即用。
图3.8 U盘与移动硬盘 “U盘”采用一种可读写非易失的半导体存储器——闪速存储器（Flash Memory）作为存储媒介，通过通用串行总线接口（USB）与主机相连，用户可在U盘上很方便地读写、传送数据。U盘体积小巧，重量轻，携带方便，可靠性高，目前的U盘，一般可擦写100万次以上，数据至少可保存10年，容量一般为32MB-1GB，未来可望达到2GB以上，它正逐步取代软盘成为最主要的临时数据存储器。
移动硬盘体积稍大，但携带仍算方便，而且容量比U盘更大，一般为20GB-80GB，可以满足大量数据的存储和备份，也逐渐成为重要的数据存储设备。
除了优盘和移动硬盘，还有一些其他可以作为商务移动存储设备。如ZIP驱动器，还有常见的MP3播放器往往具有优盘的功能，受到用户的欢迎。 3.2.4输入/输出设备
一、常用输入设备
输入设备是计算机系统必不可少的重要组成部分，是向计算机输入信息的装置。下面介绍几种常见的输入设备。
1.键盘
键盘是字符和数字的输入装置，无论字符输入还是图形输入，键盘是一种最基本的常用设备。早期键盘有83和84键，后来发展到101键、104键、108键，有些厂家还增加一些特殊的功能键，比如上网键、关机键等等。一般的PC机用户使用104键的键盘。键盘的按键大致可以分为4个区域，即主键盘区、副键盘区、功能键区和数字键盘区。键盘的接口主要有PS/2和USB接口，还有的键盘采用无线连接，后来更有根据人体工程学所设计的键盘。 2.鼠标
鼠标器是一种手持的坐标定位部件，是在窗口操作系统中最频繁的输入设备之一。根据鼠标工作原理可分为机械式、光电式、半光电式三类；根据按键数目可分为两键式、三键式和滚轮式。使用鼠标的优点在于简单、直观、操作速度快等。
机械式鼠标采用机械传动部件来进行定位，它的底座上装有一个金属球，在光滑的表面上摩擦，使金属球转动，球与四个方向的电位器接触，就可以测量出上下左右四个方向的相对位移量；光电式鼠标则是利用光学感应技术来进行定位，在每只光电鼠标底部都有一个小凹坑，里面有一个小棱镜和一个透镜。工作时，从棱镜中会发出一束很强的红色光线照射到桌面上，然后通过桌面不同颜色或凹凸点的运动和反射，来判断鼠标的运动。它的工作原理非常像人的眼睛。
与机械式鼠标相比，光电鼠标的具有改善追踪速度、增加准确性、不容易磨损、能在大部分的物体表面上工作等优点。
鼠标与主机的接口主要有3种：RS-232串行接口（目前已基本淘汰）、PS/2接口和USB接口，还有高级的无线鼠标。3.扫描仪
扫描仪是除键盘和鼠标之外被广泛应用于计算机的输入设备。如图3.9所示。它通过专用的扫描程序将各种图片、图纸 、文字输入计算机 ，并在屏幕上显示出来。按扫描原理划分，扫描仪可以分为平板式扫描仪、手持式扫描仪和滚筒式扫描仪。一般手持式扫描仪可以处理的图像最小，它的扫描范围最大不过32开书大小；台式扫描仪可扫描的图像最大达到A4-A3幅面；滚筒式扫描仪甚至可以一次就把整张的0号图纸输入计算机中。用户可以根据自己的需要选购不同种类的扫描仪。 图3.9 扫描仪 扫描仪的工作原理：扫描仪是图像信号输入设备。它对原稿进行光学扫描，然后将光学图像传送到光电转换器中变为模拟电信号，又将模拟电信号变换成为数字电信号，最后通过计算机接口送至计算机中。在扫描仪获取图像的过程中，有两个元件起到关键作用。一个是CCD，它将光信号转换成为电信号；另一个是A/D变换器，它将模拟电信号变为数字电信号。这两个元件的性能直接影响扫描仪的整体性能指标。
4.触摸屏
触摸屏技术是当前最简便的人机交流的输入设备。
触摸屏的基本原理是用手指或其它物体触摸安装在显示器前端的触摸屏时，所触摸的位置（以坐标形式）由触摸屏控制器检测，并通过接口（如RS-232串行口）送到CPU，从而确定输入的信息。 常见的触摸屏主要有以下几种：
电阻式触摸屏：这种触摸屏利用压力感应进行控制。它的表层是一层塑胶，底层是玻璃，能在恶劣环境下工作，但手感和透光性较差。
电容式触摸屏：这种触摸屏是在玻璃表面贴上一层透明的特殊金属导电物质。当有导电物体触碰时，就会改变触点的电容，从而可以探测出触摸的位置。由于电容 随温度、湿度或接地情况的不同而变化，故其稳定性较差。
红外触摸屏：该触摸屏由装在触摸屏外框上的红外线发射与接收感测元件构成，在屏幕表面上，形成红外线探测网，任何触摸物体可改变触点上的红外线而实现触摸屏操作。红外触摸屏不受电流、电压和静电干扰。
表面声波触摸屏：表面声波是一种沿介质表面传播的机械波。该种触摸屏的角上装有超声波换能器，能发送一种高频声波跨越屏幕表面，当手指触及屏幕时，触点上的声波即被阻止，由此确定坐标位置。 5.手写输入设备
手写输入方法，是完全以平常的习惯，把要输入的汉字写在一块叫书写板的设备上(实际上是一种数字化仪，现在有的与屏幕结合起来，可以显示笔迹)。如图3.10所示。这种设备将笔尖走过的轨迹按时间采样后发送到计算机中，由计算机软件自动完成识别，并用机器内部的方式保存、显示。
图3.10手写输入系统 从技术发展的角度说，更为重要的是手写板的性能。手写板主要分为三类: 电阻式压力板、电磁式感应板和近期发展的电容式触控板。目前电阻式压力手写板技术落后，几乎已经被市场淘汰。电磁式感应手写板是现在市场上的主流产品。电容式触控手写板作为市场的新力量，由于具有耐磨损、使用简便、敏感度高等优点，是以后手写板的发展趋势。 6.数码相机
数码相机是一种采用数字化格式录制运动或者静止图像的相机，它的出现改变了以往将图像输送到计算机的方法，拍摄的照片自动存储在相机内部的芯片或者存储卡中，然后可通过一根串口缆线，USB缆线或者存储媒介本身输入到计算机中。如图3.11所示。
数码相机的工作过程就是把光信号转化为数字信号的过程。数码 相机就好像普通的照相机和扫描仪的结合体。它的主要部件称作CCD的光敏传感器，光线通过镜头作用到传感器上，再经过芯片将光线的转换成数字信号，数字信号经过处理保存在存储器中。 图3.11 数码照相机 数码相机与传统的胶片相机两者最大的区别在于它们各自的内部结构及其原理上。虽然数码相机的光学镜头系统、电子快门系统、电子测光及操作与传统相机并无太大差别，但数码相机的其他特殊结构，如光电传感器（CCD或CMOS）、模数转换（A/D）、图像处理单元（DSP）、图像存储器、液晶显示器（LCD）以及输出控制单元（连接端口）等基本元器件的结构和工作原理与基于胶片的传统相机却有本质的区别。
数码相机的主要技术指标：
(1)CCD最大像素
CCD最大像素是数码相机最重要的技术指标，在一定程度上，像素代表数码相机的档次。CCD最大像素决定相片的真实还原性能；像素越高，相片越逼真。一般而言，100万像素的相机适合用于电脑屏幕的显示；200万像素的适合用于5×7的彩色的打印输出；300万像素适合用于11×14的彩色的打印输出；400万像素的则适合用于大幅面打印输出。 (2)变焦
数码相机的变焦分为光学变焦和数码变焦。要提高拍摄的效果，必须使用光学变焦，它能够通过镜头的变化，将拍摄的景物拉近；数码变焦只是简单地将像素点扩大，因此在实际拍摄的过程中，数码变焦对拍摄效果并不能起到太大的作用。现在的主流数码相机大部分具备3倍调焦功能。
(3)镜头
镜头的孔径越大，相机可应用的光线范围就越广。镜头的孔径越大(相对应的F值越小)，则成像质量超高，因为和传统的相机相比，数码相机使用的CCD的成像效率偏低，只有前者的33%左右。一般的数码相机的F值为2.8；高级数码相机的F值则可达2.0，如佳能的G2；专业级的数码相机则更是高达1.8，如奥林巴斯的C-4040z等等。 (4)存储卡
购买相机要考虑到所使用存储卡类型，这将直接关系到您的拍摄效果和使用成本。目前市场上常见的存储卡分为以下几种：.CF卡、SD卡、XD卡和记忆棒（还有一种SM卡已逐渐被CF卡淘汰），其中CF卡最为广泛价格也最为低廉，SD卡与XD卡都属于体积小巧一类，不过XD卡价格较贵，记忆棒最大的弊端是价格昂贵，但存储速度快。
现在市面上有尼康、佳能、理光、索尼、三星等品牌的数字相机，各有特色。 7.数字摄像机
数字摄像机是指摄像机的图像处理及信号的记录全部使用数字信号完成的摄像机。如图3.12所示。此种摄像机的最大的特征是磁带上记录的信号为数字信号，而非模拟信号。 图3.12 索尼数码摄像机 数字摄像机摄取的图像信号经ＣＣＤ转化为电信号后，马上经电路进行数字化，以后在记录到磁带之前的所有处理全部为数字处理，最后直接将处理完的数字信号直接记录到磁带上。由于采用了数字电路，因此数字摄像机具有图像质量佳、记录密度高，机器体积小、可靠性高、使用成本低廉、完美的录音音质等特点。 8.视频采集卡
视频采集卡可将模拟摄像机、录像机、LD视盘机、电视机输出的视频信号等输出的视频数据或者视频音频的混合数据输入电脑，并转换成电脑可辨别的数字数据，存储在电脑中，成为可编辑处理的视频数据文件。
视频采集卡以前除了专业人员外，很少有人使用，但现在越来越多的企业用户频繁使用视频会议，对视频会议的图像质量要求越来越高，因此，目前视频采集卡也被广泛地使用。
视频采集卡按照其用途可分为广播级视频采集卡、专业级视频采集卡、民用级视频采集卡。它们档次的高低主要是依据采集图像的质量不同。
广播级视频采集卡的特点是采集的图像分辨率高,视频信噪比高，缺点是视频文件所需硬盘空间大。每分钟数据量至少要消耗200MB，一般连接BetaCam摄/录像机，所以它多用于录制电视台所制作的节目。
专业级视频采集卡的档次比广播级的性能稍微低一些，分辨率两者是相同的，但压缩比稍微大一些，其最小的压缩比一般在6：1以内，输入输出接口为AV复合端子与S端子，此类产品适用于广告公司和多媒体公司制作节目及多媒体软件应用。
民用级视频采集卡的动态分辨率一般较低，绝大多数不具有视频输出功能。 二、常用输出设备
输出设备用于接收或传输计算机的处理结果，也是计算机系统的重要组成部分。
1.显示器
显示器是计算机的主要输出设备，通常由显示器和显示适配卡一起组成计算机的显示子系统。
按照显示器的显示管分类，可分为传统的显示器，也就采用电子枪产生图像的CRT（Cathode-Ray-Tube阴极显示管）显示器和液晶显示器LCD（Liquid Crystal Display）。按显示色彩分类分为单色显示器和彩色显示器；单色显示器已经成为历史。按显示屏幕大小分类以英寸为单位(1英寸=2.54cm)，通常有14寸、15寸、17寸和20寸，或者更大。按显示器屏幕的表面分类可分为球面的和平面直角的。早期14寸的显示屏幕多是球面的，图像在屏幕的边缘就会变形，现在已被淘汰。现在显示器大部分采用平面直角，图像十分的逼真，还有一部分显示器采用柱面显示管，屏幕的表面就像一个巨大圆柱体的一部分，看上去立体感比较强，可视面积也比较大。在VGA显示器出现之前，曾有过CGA、EGA等类型的显示器，它们采用数字系统，显示的颜色种类很有限，分辨率也较低。现在普遍使用SVGA显示器，采用模拟系统，分辨率和显示的颜色种类大大提高。 目前计算机使用的显示器主要是CRT显示器和液晶显示器（LCD）
CRT显示器(学名为"阴极射线显像管")就是这样一种装置，它主要由电子枪(Electron gun)、偏转线圈(Deflection coils)、荫罩(Shadow mask)、荧光粉层(phosphor)和玻璃外壳五部分组成。其中玻璃外壳也可以叫做荧光屏。由电子枪发出电子射线轰击荧光粉层上的某一点，从而呈现出彩色的光点。电子束从左到右，从上到下，逐点轰击，大量的光点组成一帧图像。 图3.13 CRT显示器 LCD（液晶显示器）按照物理结构，可以分为双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。而快速DSTN（HPA），性能界于两者之间。它的原理是利用液晶的物理特性，即当通电时导通，分子排列变为有秩序，使光线容易通过；不通电时分子排列混乱，阻止光线通过。这样通过液晶分子对光线的阻隔或允许穿透，使屏幕上显示出图像。
目前，大多台式机也配备了LCD显示器，笔记本电脑都是采用LCD 显示器。与CRT显示器相比，LCD显示器工作电压低、功耗小，没有丝毫辐射，完全平面，无闪烁、无失真，可视面积大，又轻又薄。
LCD的性能指标主要有分辨率、刷新率、防眩光防反射、观察屏幕视角、可视角度、亮度、对比度、响应时间和显示色素等几方面来决定。 图3.14 液晶显示器 显示器的主要性能指标：
(1)点距：显示器上的文本或图像是由点组成的，屏幕上点越多越密，则分辨率越高。屏幕上相邻两个同色点（比如两个红色点）的距离称为点距，常见点距规格有0.31mm、0.28mm、0.25mm等。显示器点距越小，显示图像越清晰。
(2)像素和分辨率：分辨率指屏幕上像素的数目，像素是指组成图像的最小单位，也即上面提到的发光“点”。比如，640×480的分辨率是说在水平方向上有640个像素，在垂直方向上有480个像素。为了控制像素的亮度和彩色深度，每个像素需要很多个二进制位来表示，如果要显示256种颜色，则每个像素至少需要8位(一个字节)来表示，即2的8次方等于256；当显示真彩色时，每个像素要用3个字节的存储量。每种显示器均有多种供选择的分辨率模式，能达到较高分辨率的显示器的性能较好。目前15寸的显示器最高分辨率一般可以达到1280×1024。
(3)扫描频率：电子束采用光栅扫描方式，从屏幕左上角一点开始，向右逐点进行扫描，形成一条水平线；到达最右端后，又回到下一条水平线的左端，重复上面的过程；当电子束完成右下角一点的扫描后，形成一帧。此后，电子束又回到屏幕左上方起点，开始下一帧的扫描。这种方法也就是常说的逐行扫描显示。而隔行扫描是指电子束在扫描时每隔一行扫一线，完成一屏后再返回来扫描剩下的线，这与电视机的原理一样。隔行扫描的显示器比逐行扫描闪烁得更厉害，也会让使用者的眼睛更疲劳。完成一帧所花时间的倒数叫垂直扫描频率，也叫刷新频率，比如60Hz、75Hz等等。 (4)带宽：带宽是指每秒钟电子枪扫描过的图像点的个数，以MHz(兆赫兹)为单位，表明了显示器电路可以处理的频率范围。让我们举例说明。比如，在标准VGA方式下，如果刷新频率为60Hz，则需要的带宽为640×480×60＝18.4MHz；在1024×768的分辨率下，若刷新频率为70Hz，则需要的带宽为55.1MHz。以上的数据是理论值，实际所需的带宽要高一些。早期的显示器是固定频率的，现在的多频显示器采用自动跟踪技术，使显示器的扫描频率自动与显示卡的输出同步，从而实现了较宽的适用范围。带宽的值越大，显示器性能越好。
(5)显示器的色温：在一些高档的显示器上一般都会提供色温调节的功能，由于不同地区和不同种族人的眼睛对颜色的识别略有差别，所以销售在不同地区的显示器都要将颜色调节得非常合适这一地区人的使用，调节色温就是为了完成这些功能，不过具有这种调节功能的显示器价格都非常高。 2.打印机
打印输出是计算机最基本的输出形式之一，与显示器输出相比，打印输出可产生永久性记录，因此打印设备又称为硬拷贝设备。
图3.15 针式平推打印机 按工作原理分，打印机又可分为：
(1)针式打印机：针式打印机利用机械传动机构驱动细针阵列打击色带，从而在色带背后的介质上留下打印轨迹，分辨率不高，噪音大，最大缺陷是不能输出精美彩色文件。
(2)激光打印机：激光打印机的核心技术就是所谓的电子成像技术。利用光栅图形处理器产生页面位图，并传到感光鼓上，当纸张经过感光鼓时，就会有不同剂量的着色剂被涂在纸张上，再经过加热器时，着色剂熔化成 色。激光打印机打印速度较快，每张纸的打印成本相对于其他打印机要便宜得多，但机器价格高，适合大量打印任务的企业和商业用户。 (3)喷墨打印机：喷墨打印机是利用对墨水的不同控制作用，在纸张上打印出不同的文件。其中：
气泡式打印机：当墨水传输到喷头时，在喷头管壁上设置的加热电极在加上一定的高度和宽度的电脉冲加热时，管壁的一侧生成气泡，进墨水处加一负压，借气泡的膨胀，将墨滴喷射到纸上。
压电式喷墨打印机：在喷头内部，上、下两侧各有一块压电晶体，压电晶体受打印信号的控制，产生变形，挤压喷头中的墨水，从而控制墨水的喷射，用这种工作方式工作的打印机体积小重量轻，噪声低，易于实现彩色打印。
3.绘图仪
绘图仪也是常用的输出设备，绘图仪在绘图软件的支持下可以在绘图纸上绘制精确度较高的图形，是各种计算机辅助设计（CAD）与计算机辅助制造（CAM）不可缺少的工具。笔架绘图仪、喷墨绘图仪和激光绘图仪是目前常见的3种绘图仪。 4.声卡
多媒体电脑中用来处理声音的接口卡。声卡可以把来自话筒、收录音机、激光唱机等设备的语音、音乐等声音变成数字信号交给电脑处理,并以文件形式存盘,还可以把数字信号还原成为真实的声音输出。
声卡主要有两种：内置独立硬声卡和内置集成在主板上的软声卡。软声卡与硬件声卡最大的区别就在于缺少数字音频处理单元，数字音频解码工作都完全依靠CPU用类似软件运算一样的方式完成。所以使用软声卡在CPU占用率方面明显要比独立的硬件声卡占用率高，随着CPU主频的不断攀升，现在P4-M以上级别的机器中软声卡造成的CPU负担已经不是什么非常重要的问题了。由于声卡的集成有效地减少了主板的面积，为移动PC的外观设计更加小巧轻薄创造了条件。由于将硬件集成在芯片组内可以采用更少的电路，从而减少信号传导时的功率损失，所以采用集成声卡要比采用独立声卡更加的省电。 3.2.5主板、总线和接口
一、主板
主板又称母板（Mother Board）或系统底板（System Board），是固定在主机箱体上的一块矩形的电路板，主板上有大量的有源电子元件，如图3.16所示。主板在计算机当中起到十分关键的作用，它是承载并沟通CPU、内存和各种板卡的载体，是数据流通的通道。
1.芯片组：是整块主板的心脏，起着决定主板性能的关键作用。芯片组通常包括由超大规模集成电路制成的南桥、北桥两块芯片。北桥芯片负责CPU与外界的数据交换和对内存、AGP设备的管理。南桥芯片负责和外部输入输出设备之间的数据交换，管理着ISA、IDE、USB、键盘、鼠标等接口。 2.CPU插座：是专门用于安置CPU的引脚接口。随着集成化程度和制造工艺的不断提高，CPU中集成了越来越多的功能，CPU的管脚也越来越多，插座也越来越大。主要有Socket和Slot两大工业标准的安装形式。
3.内存插槽：用来安装内存条，用插槽两端的卡子将内存条固定，在插槽中插入内存条，就可方便地扩充系统所需容量的内存。系统内存的扩展能力及扩展方式与内存插槽的数量和类型有关，插槽的线数通常有30线、72线、168线和184线等。目前大多采用184线插槽。 图3.16 主板4.PCI插槽：用于安装PCI接口类型的设备。如声卡、网卡等。
5.AGP插槽：是专门用于连接显卡的插槽。AGP即加速图形端口,它是一种为缓解视频带宽紧张而制定的总线结构。AGP插槽将显示卡与主板的芯片组直接相连，进行点对点传输，但只能和AGP显卡相连，故不具通用和扩展性。
6.系统BIOS：“BIOS”是Basic Input-Output System(基本输入输出系统)的缩写，实际上是一组被固化在只读存储器EEPROM中的软件，是PC中不可或缺的组成部分，它负责开机时对系统的各项硬件进行初始化设置、测试和管理计算机操作系统与外设之间的数据传输。BIOS包含了系统加电自检（POST）程序模块、系统启动自检程序模块，这些程序模块主要负责主板与其它计算机硬件设备间的通讯。二、总线结构
前面已经讲过，总线是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线。是多个部件间的公共连线，用于各个部件之间传输信息。在计算机系统中,总线被视为一个独立部件看待。
按总线连接对象划分，总线类型可分为：
(1)处理器级总线，也叫前端总线FSB（Front Side Bus），是将CPU连接到北桥芯片的总线。包括地址总线（Address Bus，AB）、数据总线（Data Bus，DB）和控制总线（Control Bus，CB）。
(2)系统级总线，也称为I/O通道总线。用于CPU与接口卡的连接，同样包括地址总线、数据总线和控制总线。系统总线有自己统一的标准，而与CPU型号无关，在各种系统中实现“即插即用”。常见的总线标准有ISA总线、PCI总线和AGP总线等。 ISA（Industry Standard Architecture）总线是工业标准体系结构总线的简称，是由美国IBM公司推出的8/16梯形标准总线、数据传输率为8MBps，主要用于早期的IBM-PC/XT、AT及其兼容机上。
PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是外设部件互连总线的简称，也称局部总线，是由美国Intel公司推出的32/64位标准总路线。PCI总线是一种与CPU隔离的总线结构，并能与CPU同时工作。这种总线适应性强、速度快、数据传输率为133MBps。适用于Pentium以上的微型计算机。
AGP（Accelerated Graphics Port）总线，即加速图形端口。它是一种专为提高视频带宽而设计的总线规范。它使用普通个人电脑的主内存来刷新显示器显示的图像，支持纹理贴图，零缓冲和阿尔法混合等3D图形技术，使图形显示更快、更平稳。(3)外设总线，实际上是一种外设的接口标准，是指计算机主机与外部设备接口的总线。当前在微型计算机上常用的接口标准有：IDE（Integrated Drive Electronics，集成驱动器电子标准）、EIDE(Enhanced Integrated Drive Electronics，增强型集成驱动器电子标准)、SCSI(Small Computer System Interface，小型计算机系统接口)、USB（Universal Serial Bus，通用串行总线）和IEEE1394五种。前三种主要用于硬盘、光驱等IDE设备接口，后面两种新型外部总线可以用来连接多种外部设备。
按总线传输对象划分，总线类型可分为：
(1)地址总线：也称为AB，是一条单向传输CPU发出的地址信号的总线。即给出CPU所读取或发送数据的存储单元地址或Ｉ/Ｏ设备地址。不同的微处理器，其地址总线的位数（或称总线的宽度）是不一样。现代微机CPU的地址总线宽度一般为36位。 (2)数据总线：也称DB，是一条用来双向置办数据信息的总线。CPU既可通过DB从存储器或输入设备读入数据，又可通过DB将内部数据送到存储器或输出设备。目前常用的“奔腾4”CPU的数据总线宽度为64位，即一次可同时传送64位二进制码。
(3)控制总线：也称CB，是一条用来传送控制信号、时序信号各状态等信息的总线。其中有的是CPU向内存和外设发出的控制信号，有的则是内存或外设向CPU传递的状态信息。控制总线通过各种信号传送使计算机系统各个部件有条不紊、协调工作。
按总线的通信方式划分，总线类型可分为：
(1)并行总线：在同一时刻可以传输多位数据。它的特点是通信速度快、实时性好。
(2)串行总线：它在同一时刻只能传输一位数据，数据必须一位接一位传输。它的特点是简易、方便、灵活。 三、接口
接口的种类很多。从传送信息的方式上分，可分为并行接口和串行接口。并行接口按并行方式传送数据，即数据总线有多少位，可同时传送的数据就有多少位，通常用于连接近距离的外设，如打印机等；而串行接口则按串行方式传送数据，一次只能传送一位二进制码，常用于远距离的数据传输。串行口目前应用得非常广，如最常见的异步串行接口、USB接口、红外线接口等。接口还可分为输入接口（连接输入设备，将数据传入主机）和输出接口（将数据输出到输出设备），数字接口（传送数字量即二进制数）与模拟接口（实现数/模转换，连接产生连续变化的模拟信号的设备）。外设必须通过I/O（输入输出）接口才能与CPU或内存之间进行信息交换。如图 3.17所示： 图3.17 外设与CPU的信息交换 USB（Universal Serial Bus通用串行总线）是IBM,Inter,Microsoft,Compaq,NEC等几大世界著名厂商联合制订的一种新型串行接口。也是计算机与外部设备（如：键盘，磁带机，打印机，可写入光盘机等）之间的接口标准。该接口不但负载能力好，而且易用性也好，具有"即插即用"的功能，最多可串接127个外设，支持即时声音播放及影像压缩。
USB有两个规范，即USB 1.1和USB 2.0。USB 1.1是目前较为普遍的USB规范，其高速方式的传输速率为12Mbps，低速方式的传输速率为1.5Mbps（b是bit的意思），1MB/s（兆字节/秒）=8Mbps（兆位/秒），12Mbps=1.5MB/s。USB 2.0规范是由USB 1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps，折算为MB为60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”（EHCI）定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备。也就是说，所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB线、插头等等附件也都可以直接使用。3.2.6计算机的主要性能指标
评价计算机功能的强弱或性能的好坏需要考虑多种指标，是由计算机的系统结构、指令系统、硬件组成、软件配置等诸多方面的因素综合决定的。对于大多数普通用户来说，主要可从以下几个指标来评价计算机的性能。
１.运算速度
计算机的运算速度是指计算机每秒钟执行的指令数，单位为每秒百万条指令（MIPS）或每秒百万条浮点指令（MFPOPS）。影响运算速度的有如下几个主要因素：
（1）CPU的主频。CPU的主频是指CPU在单位时间内发出的脉冲个数，一般以兆赫（MHz）为单位。一般来说，计算机的主频越高，运行的速度越快。如Pentium芯片的主频为66~750MHz，Pentium的主频带现已达到3GHz。
（2）字长。字长是指计算机一次能处理的数据的位数，它通常是一个字节的整数倍，如8位、16位、32位等。一般来说，字长越长，计算机精度越高，运算速度也越快。（3）指令系统的合理性。CPU都设计了一套指令，一般均有数十条到上百条，例如：加、浮点加、逻辑与、跳转等组成了指令系统。指令系统功能和强弱直接影响系统的性能，比如具有多媒体扩展指令在集（MMX）的CPU在处理复杂的图形与影像时，效果特别明显。
2.存储器的指标
(1)存取速度。将信息存入计算机存储器中，称为“写”操作；将信息从存储器中取出，称为“读”操作。内存储器完成一次读（取）或写（存）操作所需的时间称为存储器的存取时间或访问时间，而连续启动两次独立的“读”或“写”操作（如连续的两次“读”操作）所需的最短时间，称为存取周期。对于半导体存储器来说，存取周期约为几十到几百ns(10-9s)。内存储器的存取速度将直接影响指令和数据的读写速度，从而影响计算机的整体性能。
(2)存储容量。内存容量反映了主存储器能够容纳的数据总量，通常以KB（千字节）或MB（兆字节）为单位。内存容量越大，计算机运行时可支配的空间越大，运算的速度就越高。内存容量还可以根据需要进行扩充，计算机的档次越高，允许扩充的容量越大。目前微机的内存容量已达到128~512MB，甚至1GB以上。
3.I/O的速度
I/O的速度是指CPU与外部设备设备数据交换的速度。随着CPU主频速度的提升，存储器容量的扩大，系统性能的瓶颈越来越多地体现在I/O的速度上。主机I/O的速度取决于I/O总线的设计。I/O速度的提高对于慢速设备（如键盘、打印机）关系不大，但对于调整设备如硬盘、显卡等则效果十分明显。*3.2.7指令系统与计算机的工作原理
一、指令和指令系统
指令就是使计算机完成一个操作所发出的命令，由于计算机只识别二进制编码，因此，指令总是以二进制数码来表示。指令通过输入设备进入计算机系统。虽然不同指令所能完成的动作各不相同，但它们基本格式是一致的。指令由操作码和操作数两个部分组成，分别指明了指令所要完成的操作和参加操作的数据或数据存放地址，如图3.18所示。 图3.18 指令格式 如指令：ADD R2，R4 其中ADD是这条指令中的操作码，指出了指令的功能是加法运算，R2和R4为操作数，表示将R2和R4两寄存器中的内容进行相加的操作，并将相加的结果放于R4寄存器中。
一台计算机所拥有的指令集合叫做计算机的指令系统。不同的CPU的指令系统是不同的，为了增强CPU系统功能，新一代CPU产品中，在原有的基本功能基础上，或多或少都要增加新指令。目前主流的CPU指令集有Intel的MMX、SSE、SSE2及AMD的3D Now?扩展指令集。
二、计算机的工作原理
计算机采取“存储指令与指令控制”的工作方式，即事先把指令加载到计算机的存储器中，当启动运行后，计算机便会自动按指令序列的要求进行工作。尽管计算机可以完成人们所要求的各种复杂任务，但最终这些任务都是通过CPU一条一条地执行机器指令来完成的。 CPU每执行一条指令一般要经历若干个步骤，每一步骤完成一个操作。整个指令执行过程可以描述为：
①取指令 按照程序计数器PC中的地址，从内存储器中取出指令，并送往指令寄存器IR。
②分析指令 由译码器ID对存放在指令寄存器中的指令进行分析，分析指令的操作性质，对操作码进行译码，将操作码转换成相应的控制电位信号。
③执行指令 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列控制信息，完成该指令操作码所要求的操作。
当需要由存储器向运算器提供数据时，控制器根据指令的地址部分，形成数据所在的存储单元地址，并送往存储器地址寄存器AR，然后向存储器发出读命令，从存储器中读出的数据经由存储器和数据寄存器DR送往运算器。 当需要由运算器向存储器写入数据时，控制器根据指令的地址部分，形成数据所在的存储单元地址，并送往存储器地址寄存器AR，再将欲写的数据存入存储器数据寄存器DR，最后向存储器发出写命令，DR中的数据即被写入由AR指示地址的存储单元中。
④准备取下一条指令 一条指令执行完成，程序计数器加1或将转移地址码送入程序计数器，然后再回到①继续进行。
例如，如图3.19所示，假设待执行指令序列已经装入内存。其中第一条指令在内存中的地址为0100H。假设该指令用以完成一次加法运算，指令的执行过程为：
第一步，根据程序计数器PC内容，在内存中找到地址0100Ｈ的存储单元，从中取出指令070270H送入指令寄存器；
第二步，对指令寄存器中存放的指令070270H进行分析，由译码器对操作码07Ｈ进行译码，将指令的操作码转换为相应的控制电位信号； 图3.19指令指令执行过程第三步，根据指令地址码0270H确定操作数据在内存中的存储单元地址，在操作控制线路发出控制信号控制下，经由地址寄存器AR和数据寄存器DR而取出0270H对应存储单元中的“数据”，将数据送入运算器执行累加运算；
第四步，程序计数器自动加1成为0101Ｈ或将转移地址装入程序计数器，准备执行下一条指令。
在实际设计中，往往指令的执行并不完全按照上述步骤逐步进行的，而是以更高的效率进行。这是因为设计人员常以不同措施来提高指令处理速度。比如当对前一指令进行译码的同时，已经将后一指令预取入内存，就象一条流水线一样，让多条指令同时处理取指令、译码和运算的不同阶段。甚至进一步，可以采用多条流水线设计，让指令执行效率更高。 3.3 计算机软件系统3.3.1 程序、软件的定义
3.3.2 软件系统及其分类
3.3.3 系统软件
3.3.4 应用软件3.3.1 程序、软件的定义
计算机程序通常简称程序（Program），是指一组指挥计算机每一步动作的指令，通常用某种程序设计语言编写，运行于某种目标计算机体系结构上。打个比方，一个程序就像一个用汉语（程序设计语言）写下的红烧肉菜谱（程序），用于指导懂汉语的人（计算机体系结构）来做这个菜。因此，程序就是用程序设计语言描述的、适合于计算机处理并完成既定任务的一组指令序列。程序设计的最终结果是软件。
计算机软件(Computer Software，也称软件，软体)是与计算机系统操作有关的程序、规程、规则及任何与之有关文档及数据。它由两部分组成：一是机器可执行的程序及有关数据；二是机器不可执行的、与软件开发、运行、维护、使用和培训相关的文档。程序必须装入机器内部才能工作，文档一般是给人看的，不一定装入机器。
软件是计算机系统设计的重要依据。为了方便用户，为了使计算机系统具有较高的总体效用，在设计计算机系统时，必须通盘考虑软件与硬件的结合，以及用户的需求和软件的要求。 3.3.2 软件系统及其分类
软件系统(Software Systems)是指计算机系统中由软件组成的部分。
软件系统是计算机系统的一个重要组成部分，它是计算机的灵魂，也是用户与硬件之间的接口界面。用户主要是通过软件与计算机进行交流。没有任何软件支持的计算机称为“裸机”，裸机几乎是不能工作的。因此，计算机功能的强弱不仅取决于硬件系统的配置，同时，也取决于所配备软件的情况。
软件系统一般由系统软件和应用软件组成。系统软件更为通用，通常是独立于应用的，支持基本的计算机功能以及所有的应用领域(而非特殊的应用)，如操作系统。而应用软件主要用来完成面向用户的某些特定应用，诸如收帐和工资系统等。 3.3.3系统软件
系统软件是负责管理、控制、维护、开发计算机的硬软件资源的软件。系统软件使得计算机系统中各种独立的硬件可以协调工作。系统软件还使计算机使用者和其他软件，将计算机当作一个整体而不需要顾及到底层每个硬件是如何工作的。
一般来讲，系统软件包括操作系统、工具软件（比如数据库管理，存储器格式化，文件系统管理，用户身份验证，驱动管理，网络连接等方面的工具）、语言处理系统、数据库系统和人机交互系统等。其中，操作系统是系统软件的核心。
一、操作系统
操作系统(Operating System，简称OS)是对计算机系统中所有硬件与软件资源进行统一管理、调度及分配的核心软件。
用户在操作计算机时实际上是通过使用操作系统来实现对计算机的操作，操作系统是用户和计算机之间的一个接口。操作系统也是所有软件的基础和核心，是它们正常工作的基础平台。因此，如果计算机系统中操作系统被损坏了，那么，整个计算机系统将无法工作。
二、工具软件
工具软件属于系统软件的一个子集，为计算机用户提供各种控制分配和使用计算机资源的方法。工具软件有两种形式，一种就是包含在操作系统之中，如Windows磁盘管理工具等；另一种是软件开发商开发的独立软件包，如各种数据压缩软件、磁盘分区软件、数据备份与恢复工具及各种防病毒软件等。下面简单列举几种常用的工具。
1．数据压缩软件(WinRAR)
WinRAR是目前非常流行和通用的压缩软件，全面支持zip和ace，支持多种格式的压缩文件，可以创建固定压缩，分卷压缩，自释放压缩等多种方式，可以选择不同的压缩比例，实现最大程度的减少占用体积。目前较的版本是WinRAR3.50 final简体中文版。 WinRAR具有支持 ARJ、CAB、LZH、ACE、TAR、GZ、UUE、BZ2、JAR、ISO 类型文件的解压、支持分卷压缩功能、支持创建自解压文件、可以制作简单的安装程序、强大的压缩文件修复功能，最大限度恢复损坏的 rar 和 zip 压缩文件中的数据等功能。在其最新版中还新增了扫描压缩文件内病毒等功能。
另外，WinZIP也是一种支持多种文件压缩方法的压缩解压缩工具。WinZIP还全面支持Windows中的鼠标拖放操作，用户用鼠标将压缩文件拖拽到WinZip程序窗口，即可快速打开该压缩文件。同样,将欲压缩的文件拖曳到WinZIP窗口,便可对此文件压缩。
2．数据备份与恢复软件(Ghost)
Ghost（General Hardware Oriented System Transfer），可译为“面向通用型硬件系统传送器”，通常称为“克隆幽灵”。1998年6月开发了Ghost的Binary公司被赛门铁克公司（Symantec）购并了，之后Ghost的后续版本就改称为Norton Ghost，成为Nordon系列工具软件中的一员。Ghost目前常用的版本是V10.0 。 像Windows系统之类的软件本身系统庞大，如果要重装一次，再加上显卡、声卡、网卡等各硬件驱动程序，还有Office等其他应用软件，需要花费大量时间。要是用备份软件Ghost，则可以实现快速备份和还原系统（还原一般是10分钟左右）。
3．防病毒软件
近年来，随着计算机的日益普及，计算机病毒的种类也不断增多，其破坏性也越来越大，严重威胁着计算机系统及数据的安全。除了必要的病毒防范意识与防范策略，对付计算机病毒的有效方法就是利用流行的防病毒软件。如国内著名的瑞星查杀毒软件、KV3000、金山毒霸、KILL等进行检查和杀毒软件。国外著名的Norton、Scan等。
防病毒软件的研制成功有效地遏制了计算机病毒的泛滥，但新的计算机病毒还在不断地制造出来，所以，反病毒软件就需要不断更新、升级。 三、语言编译器
机器语言是计算机唯一能接受和执行的语言，即计算机只能执行机器语言程序，本章后面将要讲到的汇编语言或高级程序设计语言编写的源程序，必须翻译成机器可执行的机器语言程序。把用汇编语言或高级语言编写的源程序翻译成机器可执行的机器语言程序的工具称为"语言处理程序"或“语言编译器”。语言处理程序包括汇编程序、解释程序和翻译程序。
1. 汇编程序：把用汇编语言写的汇编语言源程序翻译成机器可执行的由机器语言表示的目标程序的翻译程序，其翻译过程叫汇编。
2. 解释程序：接受用某种程序设计语言（如Basic语言）编写的源程序，然后对源程序的每个语句逐句进行解释并执行，最后得出结果。
3. 编译程序：将用高级语言所编写的源程序翻译成与之等价的用机器语言表示的目标程序的翻译程序，其翻译过程称为编译。
四、数据库系统
数据库系统的主要功能包括数据库的定义、操纵、共享数据的并发控制、数据的安全和保密等。按数据定义模型划分，数据库系统可分为关系数据库、层次数据库和网状数据库。按控制方式划分，可分为集中式数据库系统、分布式数据库系统和并行数据库系统。数据库系统研究的主要内容包括：数据库设计、数据模式、数据定义和操作语言、关系数据库理论、数据完整性和相容性、数据库恢复与容错、死锁控制和防止、数据安全性等。3.3.4 应用软件
应用软件是为了解决各类实际问题而设计的程序，它可以是一个特定的程序，比如一个图像浏览器。也可以是一组功能联系紧密，可以互相协作的程序的集合，比如微软的Office软件。也可以是一个由众多独立程序组成的庞大的软件系统，比如数据库管理系统。应用软件中有通用的应用软件，也有用于特定行业或工作中的特殊应用软件。
一、通用应用软件
这类应用软件往往有较好的通用性，可广泛应用于不同行业和部门。如字处理软件、表处理软件和个人理财类软件等。
Microsoft 的Office和国内金山公司的WPS包含有专门的字处理软件Word和表处理软件Excel。Word是运行于Windows环境下的典型的字处理软件，它不仅可以进行文字处理，还可以将文字、图像、图形、表格、图表等混排于一个文档中，并打印出符合用户需要的效果来。Excel常被用于数据处理，它对由行和列构成的二维表格中的数据进行管理，能运算、分析、输出结果，并能制作出图文并茂的工作表格。
另外，个人财务软件通过帮助用户掌握银行账目、信用卡、投资和账单的各种情况来安排私人财务。常见的如国产的Happy Home个人财务助理、个人财务小管家以及用友财务软件等。 二、特殊应用软件
这类应用软件一般是专业性较强、适用于特定行业与工作岗位的软件。下面对其中的部分软件作简要介绍。
1. 桌面出版系统
桌面出版软件比字处理软件更深入一步。帮助用户使用图形设计技术来增强一个文档的格式和外观。比一般的字处理技术提供了更复杂的、专业质量的打印效果。例如：Adobe Pagemaker 、Corel VENTURA和 Microsoft Publisher等。
2. 项目管理软件
项目管理是基于现代管理学基础之上的一种新兴的管理学科，它把企业管理中的财务控制、人才资源管理、风险控制、质量管理、信息技术管理（沟通管理）、采购管理等有效地进行整合，以达到高效、高质、低成本地完成企业内部各项工作或项目的目的。越来越多的项目管理人士正尝试使用项目管理软件对自己的项目进行辅助管理，
目前市场上项目管理软件种类较多，具有代表性的为国内的PM6工程项目管理系统、微软家族一员的Microsoft Project、Computer Associates International公司的CA-SuperProject等。3. 计算机辅助设计与制造软件
主要有计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助测试(CAT)、计算机集成制造(CIMS)等系统。这些软件主要是辅助专业人员进行产品设计、产品生产设备的管理、控制与操作、多生产环节的自动化等，从而提高产品质量及生产效率、降低成本、缩短开发与生产周期。
4. 图形与图像处理软件
图形图像软件用来产生、编辑和操作曲线和图片。现在市场上的常见的图形图像软件有AutoCAD、3DMAX、CorelDraw、Adobe PhotoShop等。选择什么样的图形图像软件，取决于用户要制作的图片类型。各种图形图像软件各有其优缺点。
（1）照片 把照片放在文档、小册子、贺卡、海服或简历表上时，图形图像软件的照片编辑属性可以用来修剪照片、调整对比度和亮度、更换颜色、根据照片上的不同要素可以制作特殊的效果。（2）绘画 用计算机进行速写和绘画，就要使用位图图片(BMP)。图形图像软件中的绘画属性用来生成和编辑像水彩画、油画、粉笔画、墨画和炭画的位图图片。
（3）制图和三维物体 图形文件可大致分为点阵图形和矢量图形两大类，点阵图形也叫位图，其中存储的是图形中每个点的信息，即该点的颜色。由线条和填充形状组成的图片叫做矢量图形，其优点是占用的存储空间小，图形放大时不变形。
（4）动画和视频 动画软件使一组静态图片按顺序运动起来，形成动画。用户可以使用图形图像软件从电视机、摄像机和录像机来获得视频，图形图像软件可以编辑这些视频，例如，剪辑视频，给录像配音等。将视频转换成计算机磁盘可以存储的格式的过程叫做数字化。
5. 多媒体制作软件
多媒体制作软件介于多媒体操作系统与应用软件之间，是支持应用开发人员进行多媒体应用软件创作的工具，又称为多媒体创作工具。它是能够用来集成各种媒体，并可设计阅读信息内容方式的软件。借助这种工具，应用人员可以不用编程也能做出很优秀的多媒体软件产品，极大的方便了用户。如典型的Authorware和IconAuther，以及Macromedia公司的Extreme 3D、Flash。另外还有各种多媒体出版系统工具软件、多媒体CAI制作工具等。3.4 操作系统
3.4.1 操作系统概述
3.4.2 操作系统基本功能
3.4.1 操作系统概述
一、操作系统的基本概念
操作系统是用来管理计算机系统的全部资源（包括硬件、软件资源及数据资源）、控制程序运行、改善人机界面、为其它应用软件提供支持等的系统软件。它使计算机系统所有资源最大限度地发挥作用，为用户提供方便的、有效的服务和友善的人机交互界面。
操作系统是配置在计算机系统中最靠近硬件的第一层软件，是对硬件系统的第一次扩充。它在计算机系统中占据了特殊重要的地位，其它所有的软件都将依赖于操作系统的支持、服务。因而，操作系统从大型机直至微机都必须配置的软件。 图3.20 计算机系统硬软件层次结构图二、操作系统的发展历史
操作系统从形成至今已有约50年的历史。从20世纪50年代中期形成，它经过60年代、70年代的大发展时期，到80年代已经趋于成熟。但随着VLSI(Very Large Scale Integration，超大规模集成电路)和计算机体系结构的发展，它也仍在继续发展。由此而先后进一步形成了微机操作系统、网络操作系统和分布式操作系统。 1.单道批处理操作系统
在单道批处理操作系统出现前，计算机系统并没有专门的操作系统。这时的计算机操作是由用户（即程序员）采用人工操作方式直接使用计算机硬件系统，即由程序员将事先已穿孔（对应于程序和数据）的纸带或卡片装入纸带输入机或卡片输入机再启动它们将程序和数据输入计算机，然后启动计算机运行。当程序运行完毕并取走计算机结果后，才让下一个用户上机。显然，这种操作方式使计算机全部资源只能由一个用户独占。同时，由于CPU常常要等待人工操作而使其大部分时候是处于空闲状态。因而，严重降低了计算机资源的利用率。虽然随着后来的脱机输入输出技术的出现在一定程度上提高了计算机资源的利用率，但相对于早期非常昂贵的计算机资源来讲，计算机系统的利用率还是远远没有达到人们所期望的要求。
单道批处理操作系统是最早出现的一种操作系统。严格地讲，它只能算作是操作系统的前身而并非现在人们所理解的操作系统。尽管如此，它比起人工操作方式来讲已经有很大的进步。因为，它引入了批处理技术，即用户通常把一批作业(工作任务)以脱机输入方式输入到磁带上，并在系统监督程序的控制下一个接一个地连续处理。 2.多道批处理操作系统
作业是指用户在一次计算或一个事务处理中，要求计算机系统所做的全部工作的集合。简单地讲，作业也就是计算机所完成的某项具体的任务。
在早期单道批处理操作系统中，内存中仅有一道作业。这使系统中仍有较多的空闲资源，致使系统的性能较差。为了进一步提高资源的利用率和系统吞吐量，在20世纪60年代中期又引入了多道程序设计技术。由此形成了多道批处理操作系统。
在多道批处理系统中，用户所提交的作业都先存放在外存上并排成一个队列，该队列被称为“后备队列”。然后，由作业调度程序按一定的算法从后备队列中选择若干个作业调入内存，使它们共享CPU和系统中的各种资源，以达到提高资源的利用率和系统吞吐量的目的。
多道批处理系统具有多道性、无序性和调度性等特征。其中的调度是指作业调度和进程调度。3.分时操作系统
由于提高计算机资源的利用率和系统吞吐量等的主要动力促成了多道批处理系统形成并得到了发展。相对于单道批处理系统，多道批处理系统具有资源利用率高和系统吞吐量大的优点，但由于作业在进入“后备队列”后到真正被调入内存运行需要较长时间，有时需要数小时、甚至长达几天都有。另外，用户一旦把作业提交给系统后直至作业完成，用户就不能与自己的作业进行交互，修改和调试程序是极不方便的。多道批处理系统的这些缺点的存在，还不能完全满足人们对计算机系统的要求。特别是当时计算机十分的昂贵，不可能像现在这样一人独占一台计算机。因此，分时操作系统便应运而生了。
分时操作系统使多个用户同时在各自的终端上联机使用同一台计算机，CPU按优先级给各个终端分配时间片，轮流为各个终端服务，对用户而言，有“独占”这一台计算机的感觉。分时操作系统侧重于及时性和交互性，使用户的请求尽量在较短的时间内得到响应。常用的分时操作系统有：UNIX、VMS等。
分时系统具有多路性、独立性、及时性和交互性等特征。4.实时操作系统
虽然多道批处理操作系统和分时系统已经能获得较为令人满意的计算机资源利用率和响应时间，使计算机的应用范围日益扩大。但它们仍然不能满足人们对计算机在实时控制和实时信息处理两个领域应用的需求。因为，在这两个领域中，对计算机响应的要求几乎是实时。这里的“实时”是指系统能及时或即时响应外部事件的请求，在规定的时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时任务协调一致地运行。实时操作系统较好地满足了人们对更高可靠性和更快响应速度的要求。
实时操作系统是对随机发生的外部事件在限定时间范围内作出响应并对其进行处理的系统。外部事件一般指来自与计算机系统相联系的设备的服务要求和数据采集。实时操作系统广泛用于工业生产过程的控制和事务数据处理中，常用的系统有RDOS等。
当然，批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统只是三种基本操作系统类型。一种实际的操作系统，往往可能兼有三者或其中两者的功能。5.网络操作系统
为计算机网络配置的操作系统称为网络操作系统。它负责网络管理、网络通信、资源共享和系统安全等工作。常用的网络操作系统有NetWare和Windows NT。NetWare是Novell公司的产品，Windows NT是Microsoft公司的产品。
6.分布式操作系统
分布式操作系统是用于分布式计算机系统的操作系统。分布式计算机系统是由多个并行工作的处理机组成的系统，提供高度的并行性和有效的同步算法和通讯机制，自动实行全系统范围的任务分配并自动调节各处理机的工作负载。如MDS、CDCS等。 三、微机操作系统
配置在微机上的操作系统称为微机操作系统。最早再现的微机操作系统是8位微机上的CP/M。后来出现了16位微机，相应地也就出现了16位的微机操作系统。当微机发展到32位时，又出现了32位的微机操作系统。可见，微机操作系统可按微机的字长而分成8位、16位甚至64位的微机操作系统。当然，也可以把微机操作系统分为单用户单任务、单用户多任务和多用户多任务操作系统。
典型的微机操作系统有MS-DOS、Windows、UNIX、Linux等。
１. MS-DOS操作系统
MS-DOS操作系统是最早的操作系统，它是由美国Microsoft(微软)公司为IBM PC机开发的单用户、单任务的磁盘操作系统。MS-DOS诞生于1981年，此后，不断改进，直至最后的DOS6.22版。MS-DOS始终是最简捷、易用的单机操作系统，具有众多灵活的系统调用和中断功能，用户接口方便、有大量的实用程序和工具软件，具有很强的文件管理功能，因此深受广大PC用户的欢迎。但是，MS-DOS缺乏安全机制。 2. Ｗindows操作系统
Windows是美国Microsoft公司继MS-DOS后推出的图形用户界面(Graphical User Interfaces， GUI)的PC机操作系统。它全面改变了以往的键盘操模式，取而代之的是鼠标、菜单和窗口操作，使得计算机操作方法和软件开发技术都发生了根本的变化。由于Windows的出现使用户使用计算机变得直观方便，因此受到了广大用户的喜爱，并得到迅速的普及。从最初的Windows 3.1至今已经发展到WindowsNT、Windows XP、Windows 2003等版本。
3. UNIX操作系统
UNIX是一个分时多用户多任务的操作系统。最早由美国电话与电报公司(AT&T)贝尔实验室的Ken Thompson和Dennis Ritchie两人设计的。从20世纪60年代末期至今，它不断地发展、演变并被广泛地配置在大、中、小型计算机以及工作站上。 4. Linux操作系统
(1) 什么是Linux
简单地说， Linux就是一套免费使用和自由传播的类 Unix 操作系统，它主要用于基于 Intel x86 系列 CPU 的计算机上。这个系统是由全世界各地的成千上万的程序员设计和实现的。其目的是建立不受任何商品化软件的版权制约的、全世界都能自由使用的 Unix 兼容产品。
最早的Linux操作系统是在1991年由荷兰赫尔辛基大学学生Linus Torvalds发布的。当时一个名叫Andrew Tannebaum的计算机教授编写了一个操作系统示教程序Minix，Linus Torvalds设计Linux的目的是代替Minix。当Linux发布在Internet上时，得到了积极的回应，很快就有数百名程序员和计算机爱好者通过Internet加入到Linux的行列，他们不断为Linux增加新的功能，经过不断修改和完善，使得Linux在全球范围内得到普及，成为当今最为流行的微机操作系统之一。 Linux也是一个多用户多任务的操作系统，它是UNIX的一个变种，尽管它问世仅有十余年的时间，但是由于它安装简单、短小精悍、代码开放等特点而深受广大计算机用户的欢迎。在局域网解决方案上有较强的竞争力，它可以作为Web服务器、FTP服务器、防火墙、电子邮件服务器、DNS服务器等的支撑环境。
(2) Linux的特点
Linux操作系统在短短的十余年之内得到了非常迅猛的发展，这与Linux具有的良好特性是分不开的。简单的说，Linux具有以下主要特性：
开放性
开放性是指系统遵循世界标准规范，特别是遵循开放系统互连（OSI）国际标准。凡遵循国际标准所开发的硬件和软件，都能彼此兼容，可方便地实现互连。
多用户
多用户是指系统资源可以被不同用户各自拥有使用，即每个用户对自己的资源（例如：文件、设备）有特定的权限，互不影响。Linux和Unix都具有多用户的特性。 多任务
多任务是现代计算机的最主要的一个特点。它是指计算机同时执行多个程序，而且各个程序的运行互相独立。Linux系统调度每一个进程平等地访问微处理器。由于CPU的处理速度非常快，其结果是，启动的应用程序看起来好像在并行运行。事实上，从处理器执行一个应用程序中的一组指令到Linux调度微处理器再次运行这个程序之间只有很短的时间延迟，用户是感觉不到的。
良好的用户界面
Linux向用户提供了两种界面：用户界面和系统调用。Linux的传统用户界面是基于文本的命令行界面，即shell，它既可以联机使用，又可存在文件上脱机使用。系统调用给用户提供编程时使用的界面。用户可以在编程时直接使用系统提供的系统调用命令。系统通过这个界面为用户程序提供低级、高效率的服务。
Linux还为用户提供了图形用户界面。它利用鼠标、菜单、窗口、滚动条等设施，给用户呈现一个直观、易操作、交互性强的、友好的图形化界面。设备独立性
设备独立性是指操作系统把所有外部设备统一当作文件来看待，只要安装它们的驱动程序，任何用户都可以像使用文件一样，操纵、使用这些设备，而不必知道它们的具体存在形式。
提供了丰富的网络功能
完善的内置网络功能是Linux的一大特点。Linux在通信和网络功能方面优于其他操作系统。其他操作系统不包含如此紧密地和内核结合在一起的连接网络的能力，也没有内置这些联网特性的灵活性。而Linux为用户提供了完善的、强大的网络功能。
可靠的系统安全
Linux采取了许多安全技术措施，包括对读、写进行权限控制、带保护的子系统、审计跟踪、核心授权等，这为网络多用户环境中的用户提供了必要的安全保障。
良好的可移植性
可移植性是指将操作系统从一个平台转移到另一个平台使它仍然能按其自身的方式运行的能力。 (3) Linux的组成
Linux一般有四个主要部分：内核、Shell、文件结构和实用工具。
Linux内核
内核是系统的心脏，是运行程序和管理像磁盘和打印机等硬件设备的核心程序。它从用户那里接受命令并把命令送给内核去执行。
Linux Shell
Shell是系统的用户界面，提供了用户与内核进行交互操作的一种接口。它接收用户输入的命令并把它送入内核去执行。
实际上Shell是一个命令解释器，它解释由用户输入的命令并且把它们送到内核。不仅如此，Shell有自己的编程语言用于对命令的编辑，它允许用户编写由Shell命令组成的程序。Shell编程语言具有普通编程语言的很多特点，比如它也有循环结构和分支控制结构等，用这种编程语言编写的Shell程序与其他应用程序具有同样的效果。 Linux提供了像Microsoft Windows那样的可视的命令输入界面――X Window的图形用户界面（GUI）。它提供了很多窗口管理器，其操作就象Windows一样，有窗口、图标和菜单，所有的管理都是通过鼠标控制。现在比较流行的窗口管理器是KDE和GNOME。
每个Linux系统的用户可以拥有他自己的用户界面或Shell，用以满足他们自己专门的Shell需要。
同Linux本身一样，Shell也有多种不同的版本。目前主要有下列版本的Shell：
Bourne Shell：是贝尔实验室开发的。
BASH：是GNU的Bourne Again Shell，GNU操作系统上默认的Shell。
Korn Shell：是对Bourne SHell的发展，在大部分内容上与Bourne Shell兼容。
C Shell：是SUN公司Shell的BSD版本。Linux文件结构
文件结构是文件存放在磁盘等存储设备上的组织方法。主要体现在对文件和目录的组织上。目录提供了管理文件的一个方便而有效的途径。我们能够从一个目录切换到另一个目录，
而且可以设置目录和文件的权限，设置文件的共享程度。
使用Linux，用户可以设置目录和文件的权限，以便允许或拒绝其他人对其进行访问。Linux目录采用多级树形结构，图3.21表示了这种树形等级结构。用户可以浏览整个系统，可以进入任何一个已授权进入的目录，访问那里的文件。
文件结构的相互关联性使共享数据变得容易，几个用户可以访问同一个文件。Linux是一个多用户系统，操作系统本身的驻留程序存放在以根目录开始的专用目录中，有时被指定为系统目录。图3.21中那些根目录下的目录就是系统目录。 图3.21 目录树结构 内核，Shell和文件结构一起形成了基本的操作系统结构。它们使得用户可以运行程序，管理文件以及使用系统。此外，Linux操作系统还有许多被称为实用工具的程序，辅助用户完成一些特定的任务。
Linux实用工具
标准的Linux系统都有一套叫做实用工具的程序,它们是专门的程序，例如编辑器、执行标准的计算操作等。用户也可以产生自己的工具。
实用工具可分三类:
编辑器：用于编辑文件。
过滤器：用于接收数据并过滤数据。
交互程序：允许用户发送信息或接收来自其他用户的信息。 Linux的编辑器主要有：Ed、Ex、Vi和Emacs。Ed和Ex是行编辑器，Vi和Emacs是全屏幕编辑器。
Linux的过滤器（Filter）读取从用户文件或其他地方的输入，检查和处理数据，然后输出结果。从这个意义上说，它们过滤了经过它们的数据。Linux有不同类型的过滤器，一些过滤器用行编辑命令输出一个被编辑的文件。另外一些过滤器是按模式寻找文件并以这种模式输出部分数据。还有一些执行字处理操作，检测一个文件中的格式，输出一个格式化的文件。过滤器的输入可以是一个文件，也可以是用户从键盘键入的数据，还可以是另一个过滤器的输出。过滤器可以相互连接，因此，一个过滤器的输出可能是另一个过滤器的输入。在有些情况下，用户可以编写自己的过滤器程序。
交互程序是用户与机器的信息接口。Linux是一个多用户系统，它必须和所有用户保持联系。信息可以由系统上的不同用户发送或接收。信息的发送有两种方式，一种方式是与其他用户一对一地链接进行对话，另一种是一个用户对多个用户同时链接进行通讯，即所谓广播式通讯。 (4) TurboLinux简介
Linux常见的版本有RadHat、Debian、Caldera、ＴurboLinux、RedFlag等，其中，TurboLinux是拓林思公司发行的Linux
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