1.3 相关知识
1.3.1 计算机系统的组成
1.计算机系统概述
现代计算机工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”,就是通常所说的“顺序存储程序”概念,把按照这一原理设计的计算机称为“冯·诺依曼型计算机”。一般地,
某个完整的计算机系统是由硬件系统和软件系统两部分组成的,其组成情况如图1.1所示。
图1.1 计算机系统的组成
(1)硬件系统
硬件系统简称硬件,是指构成计算机系统的物理实体,主要由各种电子元件、部件和机电装置组成。硬件系统的基本功能是接受计算机程序,并在程序的控制下完成数据输入、数据处理和输出处理结果等任务。
(2)软件系统
软件系统简称软件,是指为计算机运行提供服务的各种计算机程序和相关的文档资料。软件系统的任务是保证计算机硬件的功能得以充分发挥,并为用户提供一个直观、方便的工作环境。
(3)软硬件之间的关系
二者的关系可以这样理解:计算机硬件是物质基础,而计算机软件是灵魂,对于一个完整可用的计算机系统而言二者相辅相成,缺一不可。
2.计算机硬件系统的组成
自世界上第一台电子计算机(ENIAC,音译做“埃尼阿克”,1946年诞生于美国)出现以来,计算机硬件系统的发展就非常迅速。直至今天,计算机的运算速度、存储容量、外部设备配备情况等都发生了翻天覆地的变化,但唯有其原理结构没有发生质的变化,仍然采用冯·诺依曼结构。
这种结构的计算机,其硬件系统主要由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成,这五部分的关系如图1.2所示。其中实线是数据信息的流向,虚线是控制信息的流向。
图1.2 硬件系统的关系
(1)运算器
运算器是计算机中对数据进行处理的核心部件,而运算器的主要组成部件是算术逻辑单元(Arithmetic Logical Unit,ALU),此外还包括若干寄存器和辅助部件。它的基本功能是进行算术和逻辑运算,这两种运算也正是计算机进行信息处理的基础。
(2)控制器
控制器的主要功能是指挥计算机各部件协调地工作,它是整个计算机的指挥中心。在控制器的调度控制下,将从输入设备输入的程序和数据存入存储器,并按照程序指令的要求指挥运算器进行相应的运算和处理,然后把运算和处理的结果再存入存储器,最后将处理结果传送到输出设备上供查看和使用。
控制器一般由程序计数器、指令寄存器、指令译码器和操作控制器等组成。
通常把运算器和控制器合称为中央处理器,即CPU(Center Processing Unit),目前常用的CPU都是一个单体的超大规模集成电路芯片。
(3)存储器
存储器是计算机的记忆装置,用来存储程序和数据文件等。存储器分主存储器(也叫内部存储器,简称内存)和辅助存储器(也叫外部存储器,简称外存)两种。主存储器一般看做是属于主机的一部分,用来存储当前要执行的程序、待处理的数据以及处理的中间结果和最终结果;辅助存储器主要用来存储暂时不参与运算的数据和程序以及处理结果。
(4)输入设备
输入设备是用来向计算机输入原始数据和计算机程序的设备。输入设备的种类很多,根据不同的应用需求,可选择不同的输入设备。常用的输入设备主要有键盘、鼠标、光笔、声音输入装置及图形扫描装置等。
(5)输出设备
输出设备是用来输出计算机的执行结果或其他信息的设备。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、声音输出装置等。
1.3.2 鼠标
鼠标的标准称呼应为“鼠标器”,英文名为“Mouse”,是计算机的一种输入设备。常见的鼠标如图1.3所示,一般有左右两个按钮和一个中间滚轮,其用途分别为:
图1.3 常见的鼠标
■ 左键:用于选择或打开对象;
■ 右键:单击可打开当前位置的快捷菜单;
■ 滚轮:可滚动显示文档、网页,帮助用户阅读。
鼠标的使用是为了使操作计算机的图形化界面更加简便,以代替键盘那些烦琐难记的命令。
鼠标按接口类型可分为串行鼠标、PS/2鼠标、总线鼠标、USB鼠标(多为光电式鼠标)四种。串行鼠标是通过串行口与计算机相连,有9针接口和25针接口两种;PS/2鼠标通过一个6针微型DIN接口与计算机相连,它与键盘的接口非常相似,使用时注意区分;总线鼠标的接口在总线接口卡上;USB鼠标通过一个USB接口,直接插在计算机的USB接口上,这是目前最常见的类型。
鼠标的主要作用是控制鼠标指针。通常情况下鼠标指针呈箭头状,但它又经常随鼠标位置和操作的不同有所改变。图1.4列出了Windows操作系统中默认情况下,最常见的几种鼠标指针形状所代表的意义。
图1.4 Windows操作系统中鼠标指针常见形状
键盘是计算机的最传统、最常用输入设备之一,标准的计算机键盘有101个键位和104个键位等之分。下面以101键位键盘为例介绍键盘的布局和各按键的功能。如图1.5所示,键盘按功能分为四个区。
1.3.3 键盘
图1.5 键盘分布图
1.主键盘区功能
主键盘区是键盘上最常用的区域(图1.5),主要包括:
■ 数字键:0~9共10个数字键,主键盘区上的数字键都为双字符键。
■ 字母键:“A”~“Z”共26个英文字母。
■ 符号键:包括了一些常用的符号,如>、?、}、+等。
■ 回车键“Enter”:在文档编辑状态,按下此键一般表示换行或分段;在命令输入状态,按下此键的功能是通知计算机接收并执行命令。
■ 大小写切换键“CapsLock”:按下此键,键盘右上方对应指示灯亮,表示当前为大写字母输入状态;反之为小写字母输入状态。
■ 空格键:键盘下方最长的按键,按一次表示输入一个空格。
■ 上档键“Shift”:对双字符按键,直接按这些按键表示选择下档功能,按住“Shift”键不松开,再接着按双字符键,表示选择双字符按键的上档功能。
■ 退格键“←”:按一次,光标左移一格,可删除光标左边的字符。
■ 控制键“Ctrl”:单独使用不起作用,需与其他按键组合使用。
■ 转换键“Alt”:单独使用不起作用,需与其他按键组合使用。
2.功能键区功能
功能键区位于键盘的最上方,由“Esc”和“F1”~“F12”共13个按键组成,主要用来完成某种功能,它们在不同的应用软件中有不同的设置和用法。
3.编辑键区的功能
编辑键也称屏幕编辑键,主要用于移动光标。
■ “←”:将光标左移一位。
■ “↑”:将光标上移一行。
■ “↓”:将光标下移一行。
■ “→”:将光标右移一位。
■ “Insert”:(设定/取消)字符的插入状态,是一个二值开关键。
■ “Delete”:光标不动,删除光标所在位置后边一个字符,后边字符前移一位。
■ “Home”:将光标移到行首。
■ “End”:将光标移到行尾。
■ “PageUp”:屏幕显示向前翻页(即显示屏幕前一页的信息)。
■ “PageDown”:屏幕显示向后翻页(即显示屏幕后一页的信息)。
■ “PrintScreen”:屏幕复制键,可进行屏幕硬复制。
■ “ScrollLock”:屏幕滚动锁定键。
■ “Pause/Break”:暂停/中断键,可暂停运行的程序。
4.数字键区功能
键盘右侧的小键盘是数字键区。在数字键区有11个双字符键,上档键是数字和小数点,下档键是光标移动符和编辑键符。这些键的使用要由数字锁定键“NumLock”来实现,当NumLock指示灯不亮时,这些键处于光标控制状态,其用法与光标控制键“←、→、↑、↓、Home、End、PageUp、PageDown”用法相同。这时,如果想使用数字键区中的数字,则要由“Shift”键控制。当NumLock指示灯亮时,这些键则处于数字状态,连同数字键区中的“+、-、*、/”键及“Enter”键,就可以进行数字输入。这样,可以使操作人员用单手(只用右手)进行数值数据的输入,从而空出左手去翻动数据报表及单据,这对财会及银行计算机工作人员是很方便的。