计算机基础知识
自从1946年第一台电子计算机问世以来,计算机科学与技术已成为20世纪发展最快的一门学科,尤其是微型计算机的出现和计算机网络的发展,使计算机的应用渗透到社会的各个领域,正在改变着人们的生产和生活方式,推动着社会的发展。
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。软件也称“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。
(1)计算机中的硬件。计算机的硬件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,主要分为主机和外部设备。
1)主机。主机是计算机的核心部件,承担运算、控制和存储等重要任务,决定着计算机的性能。它主要由中央处理器和内存储器组成。
(a)中央处理器。计算机的中央处理器,又称CPU (Central Processing Unit),习惯上称为微处理器,主要任务是执行各种命令,完成各种运算和控制功能,是计算机的心脏,决定着系统的类型、性能和速度。平常所说的386、486、Pentium 等,都是指CPU。CPU 由运算器和控制器两部分组成:运算器 (也称执行单元)是微机的运算部件;控制器是微机的指挥控制中心。
(b)内存储器 (主存)。具有临时存储数据的功能。它由只读存储器 (Read Only Memory,简称ROM)、随机(存取)存储器(Random Access Memory,简称RAM)和高速缓存(Cache)组成。ROM 的特点是,存储的信息只能读出 (取出),不能改写 (存入),断电后信息不会丢失。一般用来存放专用的或固定的程序和数据。RAM 的特点是:可以读出,也可以改写,又称读写存储器。读取时不损坏原有存储的内容,只有写入时才修改原来所存储的内容。断电后,存储的内容立即消失。
2)外部设备。外部设备是计算机的重要组成部分,由输入/输出设备和外存储器构成。
(a)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、打印机、绘图仪等。
(b)外存储器。又称辅助存储器 (简称辅存),它是内存的扩充。外存储器容量大,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他部件直接访问。常用的外存有磁盘、磁带、光盘等。
(c)路由器。路由器是网络互联不可缺少的设备,它像交通警察维持交通秩序一样,负责数据包转发的最佳路径选择、调节数据流量、防止线路拥挤的发生。路由器可以连接多个逻辑上分开的网络或子网络设备。一般来说,互联网上的任何一个节点都能与其他节点进行通信。在多数情况下,客户机只有一条链路与其他节点链接,但是服务器和路由器可以拥有多条链路。
(d)交换机。交换机也叫做交换式集线器,它的主要功能是将通过的数据经过内部处理后转发给指定端口,并具备自动寻址能力和交换作用。
(e)网桥、网关。网桥又称为桥接器,可以在数据链路层实现局域网的互联。网关又称为网间连接器、协议转换器,仅用于两个高层协议不同的网络互联。网关的结构和路由器类似,它既可以用于局域网互联,也可以用于广域网互联。
(f)防火墙。防火墙是在两个网络之间实施安全策略要求的访问控制系统,它类似于房屋之间的一道砖墙,当发生火灾时,能够防止火势蔓延到其他房屋。在电子政务网、企业内部网络平台中,它实际上作为外网与互联网之间的安全屏障,一般存放敏感数据的服务器应该放在防火墙的后面。
(2)计算机的软件系统。光有硬件还不能说拥有一台计算机,好比人的手脚必须在大脑的指挥下才能灵活地行事,硬件就像人的手脚,而各种各样的计算机软件则是计算机的大脑。有了这些软件,计算机就拥有了灵活的 “双手”,做我们想要它们做的事。这些软件分为系统软件和应用软件两类。
1)系统软件。系统软件是处于应用软件和硬件中间的一个层次,起着监控系统资源的合理分配、支撑应用软件的高效运行、提供人机交互的友好界面等作用,一般包括操作系统、数据库管理系统等。其中操作系统OS (Operating System)是系统软件的核心。它负责管理计算机系统的全部软件资源和硬件资源,合理地组织计算机各部分协调工作,为用户提供交互式操作界面。随着计算机技术的迅速发展和计算机的广泛应用,用户对操作系统的功能、应用环境、使用方式不断提出了新的要求,因而逐步形成了不同类型的操作系统,如Windows、Unix、Linix等。
2)应用软件。应用软件是指在系统软件支持下,计算机用户为某一特定应用而开发的软件。例如办公软件,包括文字处理软件、表格处理软件、绘图软件、财务软件、过程控制软件等。文字处理软件主要用于用户对输入到计算机的文字进行编辑并能将输入的文字以多种字形、字体及格式打印出来,目前常用的办公软件Microsoft Office、WPS等;还有用户程序软件,如工资管理软件、财务管理软件、项目进度管理软件等。