【文章內容簡介】 理、控制和維護計算機的各種程序、數據以及相關資料的總稱，它決定了計算機可以進行的工作。只有將這兩者有效的結合起來，才能組成計算機系統(tǒng)。只有硬件而沒有軟件的計算機通常稱為裸機，裸機是無法實現任何信息處理任務的。1946年，著名美籍匈牙利數學家馮?諾依曼(JohnVon Neumann)提出并論證了計算機體系結構的基本思想。目前的電子計算機都在沿用馮?諾依曼思想，概括起來有以下三大要點。1. 在計算機中采用二進制形式表示數據和程序。2. 將程序(包括數據和指令序列)事先存放在存儲器中，當計算機工作時，能夠自動、高效地從存儲器中取出指令并執(zhí)行指令。3. 計算機【硬件】系統(tǒng)由【運算器】、【控制器】、【存儲器】(包括內存儲器和外存儲器)、【輸入】設備和【輸出】設備等五大基本部件組成。上述觀點被稱為著名的【馮?諾依曼思想】，其中最重要的可總結為“存儲程序”和“程序控制”。馮?諾依曼思想標志著計算機時代的開始，而馮?諾依曼體系結構的計算機則一直延用至今。原始數據和程序通過輸入設備送入存儲器，在運算處理過程中，數據從存儲器讀入運算器進行運算，運算的結果存于存儲器中，必要時再經輸出設備輸出。指令也以數據形式存于存儲器中，運算時指令由存儲器送入控制器，由控制器控制各部件的工作。一、運算器。運算器是用于加工，處理數據的部件，主要完成對數據的【算術運算和邏輯運算】（即對數據進行加工處理），是計算機系統(tǒng)的核心部件之一?！具\算器】是由【算述邏輯單元】（ALU)，【累加器】，【狀態(tài)】寄存器，【通用】寄存器【組】等組成。二、控制器?！究刂啤科魇怯布到y(tǒng)的控制部件，能自動【逐條】地從【內存】儲器中取出指令，并將其翻譯成控制信號，按時間順序和節(jié)拍發(fā)往各部件，它是整個計算機的【神經中樞】和【指揮中心】?！究刂破鳌控撠煂Α境绦颉克?guī)定的【指令】進行【分析】，【控制】并【協(xié)調輸入、輸出】操作或對【內存】的訪問。中央處理器(CPU)。運算器和控制器構成了中央處理器(CPU)。CPU是計算機的核心部件，它的性能高低直接決定了一個計算機系統(tǒng)的檔次。Pentium III和Pentium IV是目前市場上主流CPU的型號。CPU有兩個重要的技術指標：字長和主頻。三、存儲器。存儲器是存放程序和數據的部件。它的基本功能是在【控制器】的控制下按照指定的地址存入和取出各種信息。存儲器中最小的存儲單元是字節(jié)(簡稱B)，存儲器中所有存儲單元的總和稱為這個存儲器的存儲容量。存儲器根據功能不同，可分為兩大類型：內存儲器和外存儲器。【內存儲器】也稱【主存儲器】，簡稱內存，它直接與【CPU】交換信息，存儲可供CPU【直接】讀取的程序和數據。在計算機系統(tǒng)內部是僅次于CPU的重要器件之一。內存儲器由隨機存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)組成。內存儲器存取速度比外存儲器要快，但存儲量不夠大。中央處理器加上內存就是通常所稱的計算機主機。(1)隨機存儲器(Random Access Memory，RAM)可以隨時讀出和寫入，用來存放計算機工作時所需要的程序和各類數據，RAM依靠計算機電源供電，當切斷計算機電源之后，RAM中的信息就完全消失。通常情況下，人們所說的微機內存指的是隨機存儲器(RAM)，它有較高的讀寫速度，但存儲容量小且價格較貴，不能永久地保存程序和數據。(2)只讀存儲器(Read Only Memory，ROM)存放重要的、固定的并且反復使用的程序和數據。ROM中的內容只能讀出、不能寫入。ROM依靠電池供電，關閉計算機電源后，其中的信息并不會丟失。(3)高速緩沖存儲器(Cache)是介于CPU與內存之間，是用于解決CPU和內存儲器之間速度的差異，它比內存儲器有更高的速度。一般高速緩沖存儲器與CPU結合在一起。【外存儲器】，也稱【輔助存儲器】，簡稱外存。它是主存的補充和后援，用來存儲【不】在當前【中央處理器中】處理的【程序和數據】。當要用到外存中的程序和數據時，才將它們從外存中調入內存。所以【只】與【內存】交換信息。分磁表面存儲器和光存儲器。常用的外存儲器有磁盤存儲器、光盤存儲器、磁帶存儲器、移動存儲設備與活動硬盤等。四、輸入設備。輸入設備是外部向計算機傳送信息的裝置，其功能是將數據、程序及其他信息，從人們熟悉的形式轉制成計算機能夠接受的信息形式，輸入到計算機內部。常用的輸入設備有：鍵盤、鼠標、掃描儀、條形碼輸入器、光筆、觸摸屏等。五、輸出設備。輸出設備是指將計算機的數據信息傳送到外部媒價，并轉化成某種為人們所認識的表示形式的裝置。最常用的輸出設備有：顯示器、打印機、繪圖儀等。計算機的外存儲器、輸入設備、輸出設備，成為計算機的外圍設備。而外存儲器和觸摸屏既是計算機的輸入設備，又是計算機的輸出設備。第三節(jié) 計算機軟件?！居嬎銠C軟件】是指在計算機上運行的【各種程序】和【數據】的統(tǒng)稱。計算機軟件分為【系統(tǒng)軟件】，【計算機程序設計語言】，【應用軟件】三大類。一、系統(tǒng)軟件。【系統(tǒng)軟件】是用來【管理】，【監(jiān)控】，【維護】計算機【資源】的軟件，是人們使用計算機的基礎。其主要功能是幫助用戶【管理】計算機【硬件】、【調度程序】、【執(zhí)行用戶命令】、方便用戶使用計算機。系統(tǒng)軟件包括【操作系統(tǒng)】，【數據庫管理系統(tǒng)】，【語言編譯系統(tǒng)和解釋系統(tǒng)】，【系統(tǒng)服務程序】等。最為常見的是【操作系統(tǒng)】，【數據庫管理系統(tǒng)】。1. 操作系統(tǒng)（OS)。最【重要】的系統(tǒng)軟件是【操作系統(tǒng)】。它能用于用戶管理計算機的全部軟硬件資源，是系統(tǒng)軟件的核心。沒配制任何軟件的計算機稱為“裸機”，在裸機上只能運行機器語言程序。常見的操作系統(tǒng)有DOS、Windows95/98/2000/XP、UNIX、Linux等?！緮祿芾硐到y(tǒng)】是計算科學中發(fā)展【最快】的領域之一。主要用于檔案管理，財務管理，圖書資料管理，倉庫管理等的數據處理。這類數據的特點是數據量比較大，數據處理的主要內容為數據的存儲、查詢、修改、排序、分類等。目前常用的數據庫管理系統(tǒng)為以包括：SQL service、 Visual FoxPro、Access、Sybase等。二、計算機程序設計語言。程序設計語言是編寫計算機程序所用的語言，它是軟件系統(tǒng)的重要組成部分。它由符號和語法規(guī)則組成。計算機之所以能夠具有邏輯判斷力，自動化程度高和強大的信息處理能力等特點，就是因為人們把實現各種功能的操作，以命令的形式編成程序，預先存放在計算機存儲器中，并交由計算機按照代碼的要求完成各種工作。計算機語言又稱程序設計語言，是計算機為解決某個實際問題而編寫程序時所使用的語言，是人和計算機之間實現信息交換的一種工具。程序設計語言一般分為三大類，即機器語言、匯編語言和高級語言。（一）機器語言。機器語言是以計算機CPU能識別的二進制代碼作為基本符號，通過不同的排列組合來表示指令。它屬于第一代程序設計語言。機器語言的優(yōu)點是不用翻譯就能被計算機直接理解和執(zhí)行，因此執(zhí)行速度快，效率高。但它的主要缺點是不便于人們記憶和使用，編程費時、費力，難以記憶，不便閱讀，而且不同類型的機器有不同的機器語言指令系統(tǒng)，互相不通用。機器語是計算機唯一能直接識別并執(zhí)行的語言。（二）匯編語言。匯編語言是一種把機器語言符號化的語言，也稱為符號語言，屬于第二代程序設計語言。它在形式上用英文助記符和十進制數代替二進制碼。匯編語言方便了人們的記憶和使用，但它更接近機器語言，所以仍是一種面向機器的語言。匯編語言常用于編寫系統(tǒng)軟件，編寫實時控制程序和經常使用的標準子程序，也常用于編寫直接控制計算機的外部設備或端口數據輸入輸出的程序。（三）高級語言。高級語言是第三代語言，也就是算法語言。于二十世紀五十年代中期開始使用。它可讀性強，從根本上擺脫了語言對機器的依靠，高級語言獨立于機器，由面向機器改為面向過程。由于不依賴于機器的指令系統(tǒng)，因此使用者可以不必過問計算機硬件的邏輯結構，而直接使用便于人們理解的英文、運算符號、實際數字來編寫程序 。高級語言設計的程序簡短、易修改、編寫程序的效率高。常用的高級語言有如下。，適合編寫高效率的程序，尤其有利于專業(yè)人員開發(fā)系統(tǒng)軟件和應用軟件。，是一種傳統(tǒng)的初學者語言，簡單易學，人機對話功能強。，一種新型的跨平臺分布式程序設計語言。，適用于大型科技，工程計算程序。，適用于數據結構的分析，主要用于教學和構造大型程序。，是一種智能程序設計語言。，適用于商業(yè)，銀行，交通等行業(yè)。三、應用軟件。用戶為解決某些具體問題而開發(fā)和研制或外購的各種程序。包括：WORD,EXCEL,SPSS(統(tǒng)計軟件包）,SAS（統(tǒng)計分析包）等，會計核算軟件也屬于應用軟件。第四節(jié) 計算機網絡。一、計算機網絡概念及功能。計算機網絡是現代計算機技術與通信技術相結合的產物，通過計算機來處理各種數據，再通過各種通信線路實現數據的傳輸。從組織結構來講，計算機網絡是通過外圍設備和連線，將分布在相同或不同地域的多臺計算機連接在一起所形成的集合。從應用角度講，只要將具有獨立功能的多臺計算機連接在一起，能夠實現各計算機之間信息的互相交換，并形成可共享計算機資料的系統(tǒng)便可稱為網絡。【計算機網絡的定義】是：計算機網絡將分布于不同地理位置的多臺具有獨立功能的計算機通過外圍設置和通信線路互聯起來，在功能完善的管理軟件的支持下實現相互資源共享的系統(tǒng)。最簡單的網絡就是將兩臺計算機連接起來，而復雜的網絡可以把全世界的計算機聯結起來。計算機網絡可以提供以下主要功能。(一)資源共享。共享的資源包括硬件、軟件、數據。共享硬件資源是共享其它資源的物質基礎。軟件資源有各種語言處理程序，服務程序和各種應用程序。共享數據源是計算機網絡最重要的目的。(二)文件傳輸。是計算機網絡的一種基本服務內容。它提供了一種新的，快捷的信息交換方式。(三)電子郵件。(四)分布式數據庫。計算機網絡最重要的應用之一就是把數據庫區(qū)域性地分布于網絡各個結點上。采用分布式數據庫技術，能實現比傳統(tǒng)的，集中的數據庫管理系統(tǒng)更迅速，更簡便的數據訪問。主要好處是終端用戶可更易于得到數據，而且可以減小由于軟件故障而導致整個系統(tǒng)癱瘓的危險性。(五)網絡管理。單機的特點是封閉性，即所有的資源都是一個用戶獨占；而計算機網絡的特點則恰恰相反，具有【開放性】，這適應網絡中多個用戶之間的交往。主要是從【通信接口】和【通信控制】兩方面對網絡進行管理。(六)提供非常靈活的工作環(huán)境。二、計算機網絡的分類。（一）按【地理有效范圍】劃分，可分為【廣域網】、【局域網】、【城域網】。（WAN)，也叫遠程網，所回覆蓋的范圍比城域網更廣，它一般是不同城市之間的LAN或MAN網絡互聯。是由相距較遠的計算機系統(tǒng)或局域網互聯而成的計算機網絡。地理范圍：從幾百公里到幾千公里。這種網絡一般是要租用專線，通過IMP（接口信息處理）協(xié)議和線路連接起來，構成網絡結構。如郵電部的CHINANET,CHINAPAC和CHINADDN網。（LAN),是我們最常見，應用最廣的一種網絡。所謂局域網，是在局部區(qū)域范圍內的網絡，它所覆蓋的范圍。是一種在小區(qū)域內使用的由多臺計算機組成的網絡。地理距離可以是幾米到10公里以內。局域網一般位于一個建筑物或一個單位內，不存在尋徑問題，不包括網絡層的應用。它的特點是：連接范圍窄，用戶數少，配置容易，連接速率高。目前局域網最快的速率要算現今的10G以太網了。（MAN),一般來說是在一個城市，但不在同一地理小區(qū)范圍內的計算機互聯。比LAN擴展的距離更長，連接的計算機數量更多，在地理范圍上可以說是LAN的延伸。地理距離為10～100公里。在一個大型城市或都市地區(qū)，一個MAN網絡通常連接著多個LAN網。如連接政府機構的、醫(yī)院的、電信的、公司企業(yè)的LAN等。由于光纖連接的引入，使MAN中高速的LAN互連成為可能。（二）按【通信媒體】劃分，可分為有線網、無線網。：通信媒體采用有線介質連接的網絡稱為有線網，常用的傳輸有線傳介有雙絞線，同軸電纜，光導纖維。（1）雙絞線的點到點的通信距離一般不能超過100m。目前計算機網絡上使用的雙絞線按其傳輸速度分為三類線，五類線，六類線，七類線，傳輸速率在10Mbps到600Mbps之間。（2）同軸電纜由內、外兩個導體組成。分為粗纜和細纜。（3）光纜由兩層折射率不同的材料組成。內層是具有高折射率的玻璃單根纖維體組成，外層包一層折射率較低的材料。光纜的傳輸形式分為單模傳輸和多模傳輸，單模傳輸性優(yōu)于多模傳輸。光纜的優(yōu)點是不會受到電磁的干擾，傳輸的距離比電纜遠，傳輸速率高。但光纜的安裝和維護比較困難，需要專用的設備。：主要采用三種技術，微波通信，紅外線通信和激光通信。這三種技術都是以大氣為通信媒體的。其中微波通信用途最廣，目前衛(wèi)星網就是一種特殊形式的微波通信。（三）按【使用范圍】劃分，可分為公用網、專用網。(public network)。是為公眾提供各種信息服務的網絡系統(tǒng)。如我國的分組交換公用數據網（CHINAPAC)、公用數字數據網(CHINADDN)等。我國的公用網通常由電信部門負責建設和營運，許多國家則是由政府和私營企業(yè)建設和營運。(private network)。由組織，系統(tǒng)或部門根據實際需要自己投資建立，只為網絡擁有者提供服務不允許其它部門或單位使用。（四）按【配置】劃分，可分為同類網、單服務器網、混合網。網絡中的【服務器】是指【向其他計算機提供服務】的計算機，【工作站】是【接收服務器提供服務】的計算機。如果在網絡系統(tǒng)中，每臺機器既是服務器，又是工作站，那這個網絡系統(tǒng)就是同類網，也稱對等網絡。在同類網中，每臺機器都可以共享其他任何機器的資源。缺點：在其文件管理、存儲器管理和多任務處理方面有著固有的弱點。優(yōu)點：初建簡單，費用低可以隨著機構的需求的增長，擴展對等網絡系統(tǒng)，必要時加入專用服務器。指只有一臺機器作為整個網的服務器，其他機器全部都是工作