电子计算机的产生和发展是人类历史上最重要的科学技术成就之一。计算机系统是一种高技术产品,是人类获得高效率劳动成果、实现现代化科学管理、提高领导经营决策能力、提高生产水平及降低劳动强度的有力工具,正深刻地影响着人类的物质生产和精神生活。因此,计算机技术及其应用水平常被视为衡量一个国家、一个地区现代化程度的标志之一。
世界上第一台电子计算机(第一代)诞生于1946年,距今只有不到半个世纪的历史。计算机一经问世,即显示了其强大威力,发展极其迅速。三年后出现了采用晶体管的第二代电子计算机,使其体积大大缩小。1964年产生了使用集成电路和多功能电子元件组装成的第三代电子计算机。1971年,大规模集成电路研制成功后,产生了第四代电子计算机,构成了当今电子计算机的主流。
在电子计算机的庞大家族中,一般分为巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机几大类。微型电子计算机简称微型机或微机,俗称微电脑,是20世纪70年代初期才出现的一种新型电子数字计算机,是计算机技术和大规模集成电路技术发展的产物。由于微机具有体积小。重量轻、价格低及可靠性高等显著优点,所以应用范围极为广泛,发展速度也很快,是目前国际上发展最迅速的高新技术之一,平均每两年换一代。
一、微机系统的构成
微机是采用大规模集成电路作中央处理器(CPU)的电子数字计算机。与其它类型的电子计算机相同,也是由硬件和软件两部分构成的。硬件构成计算机系统的身体,软件是计算机系统的头脑和灵魂。只有这两者紧密地结合在一起,才可能形成功能齐备的计算机系统。
硬件由主机、外部设备和外围设备组成,主机包括由运算器和控制器组成的中央处理器和由ROM(只读存储器)和RAM(读写存储器)组成的内存储器;外部设备包括由磁盘(软、硬)和磁带组成的外存储器、输入设备(键盘、光笔等)和输出设备(显示器、打印机等);外围设备包括数模/模数转换器、数据终端。
软件由系统软件和应用软件、应用程序包组成;系统软件包括监控程序、操作系统、语言编译程序(初、高级语言)和服务性程序。
二、微机的特点
(一)体积小、重量轻
尽管微机的硬件构成比较复杂,但由于集成电路技术的发展,主要部件均密集在一个小巧的主机箱内,加上外接的显示屏、键盘和打印机,整个系统可放置在一个办公桌上。而且,微机系统还在不断向微型化方向发展,已有重量不到5千克的笔记本式计算机问世,为使用者提供了极大的方便。
(二)功能强
尽管微机的体积小、重量轻,但其功能十分强大。目前任何一台微机的功能上都比世界上第一台电子管计算机ENIAC强上万倍。由于超大规模集成电路的出现和发展,出现了功能相当于小型机的32位微机。在微机上,人们可以根据需要完成科学计算、数据管理、文字处理、信息管理、智能模拟、自动控制、工程设计等繁杂的工作。
(三)可靠性高
经测试,合格微机的平均无故障连续工作时间可以达到上万小时,可以让用户在使用时放心。微机极高的可靠性改变了人们想用而不敢用的传统思想顾虑。
(四)通用性强
微机的通用性很高,这一特点体现在两方面:
1.同一台微机,配置相应的软件,即可完成性质截然不同的多项工作。如计算、文字处理或自动控制;
2.在一台微机上开发的软件,基本上都可以在兼容机上使用。而且微机在发展系列上,新一代微机总是要保证对上代微机兼容,从而保证了微机升级换代后软件的可利用性。
(五)学习容易、使用方便
微机作为一个大众化的工具,为广大非计算机专业出身的使用者提供了极大的方便。在了解微机基本操作方法和接受短期培训后,便可以独立使用微机。特别是涌现出了大量用户界面十分友好的软件,可以通过人机对话的方式帮助使用者完成工作,而不必深入了解微机具体专业内容。
(六)对工作环境要求不高
在人们的一般印象中,计算机的工作环境必须是很讲究的密闭空调工作间,要求恒定的温度和适当的温度,而且有除尘设备。事实上,由于微机大量采用了大规模集成电路,因此对工作环境的要求并不很高。可以这样认为,在所有人们能正常地工作的环境(办公室、会议室及至车间)中微机均可正常运行。不过,如果微机能够在较理想的环境条件(温度20℃左右,相对湿度50%左右,除尘效率85%)下工作,不但可以延长使用寿命,而且还可以提高工作的持续性和可靠性。
(七)价格低廉
微机是最便宜的计算机,少则几千元,多则数万元就可以买到一套齐备的微机系统。目前想用计算机而用不起的局面已经改变。而且,随着技术的发展和产品的更新换代,微机的价格仍在不断降低之中。
(八)广泛使用了汉字系统
计算机相应的主要技术均出现在美国,因此工作指令均采用英语,这给我国广大使用者带来了不便。为了使微机能方便地处理汉字信息,我国科技工作者开发了多种汉字系统,并对许多重要的系统软件作了汉化处理。目前在先进的中文输入系统支持下,优秀的操作员每分钟可输入200多个汉字,大大超过西文文字的输入速度。目前几乎所有的微机都能配置汉字系统,可以方便地输入、编辑、显示和打印汉字信息,为在我国普及微机创造了良好条件。
三、微机的分类
(一)个人微机
即我们通常所讲的微机,例如IBM系列,其CPU有Intel8086、80286、80386、80486及pentium等,分别构成IBMPC/XT、286、386、486及奔腾(586)等类型的16位或32位个人微机系统。这类微机一般均配有硬盘,有较大的内存储容量和外存储容量,运算速度快。这类微机功能强,应用范围广,使用灵活、方便,可以用于办公室自动化、科学和工程的一般计算和较复杂的微机管理系统等。
(二)微机局部网络
个人微机独自构成一个系统,相互之间没有直接联络,一般只能通过软盘来传递信息,因而在信息共享方面有较大局限性。而将多台微机联络结合在一起,构成微机局部网络系统,是当今微机技术的一项重要发展。局部网络又称局部地区网络(缩写为LAN),实际上是一种廉价的计算机高速通信网络。通常是指在一确定地区内的多台计算机(允许不同类型的机型),由一个通讯接口就可以入网,在网络软件支持下工作。操作比较方便,只需要插上或拨掉网络插头就可以完成入网或脱网。微机局部网络特别适合于大型管理系统,如大型肉鸡联合企业的管理等。
四、微机性能的评价
要在实际工作中应用好微机,必须了解其主要性能指标。评价一台微机不能单纯地看它的硬件和软件等因素的某一方面,而应该从系统、整体的观点出发进行评价。应该着重以下方面:硬件功能、软件功能和供应商对用户的服务和保证。
(一)硬件功能
硬件设备是计算机系统性能的物质保证,此首先应从硬件上评价微机。
1.中央处理器(CPU)
中央处理器是微机硬件的核心。CPU的类型决定着微机整体性能水平,在IBM系列微机中,CPU型号基本是沿着8080,8086,80186,80286,80386SX,80386DX,80486,Pentium等方面发展。越新的型号,其指令系统、寻址方式、输入输出能力、内寄存器数目方面都越先进。
在评价CPU的性能时,时钟频率(也称主频)是最常用的指标,一般用它来表示微机的速度。严格地说这并不十分准确,但作一般的比较还是可以的。目前常用的微机中,286型的主频在6~10MHz之间,个别可达16MHz;386SX型在16~20MHz,386型在20~33MHz之间,486型的在25~40MHz之间,个别可达50MHz。相同的CPU型号出现不同的主频,主要是因为生产工艺不同及不同厂家生产的差异造成的。因此,在评价CPU时的一个基本原则为,CPU的型号越高,CPU的功能越强;在相同的CPU型号中,主频越大越好。
2.内存储器
从原则上讲,内存储器的容量越大越好,这样便于运算大题目或处理较为复杂的问题。目前生产的286以上的微机,内存均可达1M以上,超过了DOS操作系统可控制的基本内存640K的要求。因此,在采用DOS操作系统时,对内存储器方面的考虑相对不是太重要。
3.输入输出接口
在微机的系统配置中,首先必须保证具有基本固定的输入输出接口,即键盘接口、显示器(CRT)接口、打印机接口,此外还应有多个标准扩展槽(如RS232接口)。如果具备标准的总线接口,应用起来将是十分方便的。
4.外部设备
从原则讲,外部设备的配置越全越好,但应当考虑投资及需要。必需的外部设备有:
显示器:分单色显示器和彩色显示器;在彩色显示器中,分辨率越高,画面越清晰、逼真。显示方式从低级向高级依次为:CGA,EGA,VGA,TVGA等。
打印机:以针式撞击打印机为主,其价格较低,性能可靠,但噪音较大。比较高级的有热敏打印机、喷墨打印机和激光打印机,但价格昂贵,使用成本也高。在针式打印机中,早期产品为9针和16针产品,现在普遍为24针打印机,打印字体美观,速度较快。
磁盘:磁盘分硬盘和软盘,是储存信息的媒介。硬盘固定在主机箱内,更换不方便,因此在购机时要选择好。由于目前的系统软件很多、占容量大,因此应选择容量较大的硬盘,如80M或120M。此外,还应考虑硬盘读写的速度,最好选用高速硬盘,以提高整体微机系统的运行速度。软盘主要有5.25英寸和3.5英寸两种规格,容量分360K、1.2M和1.44M等,因此最好配备两个软盘驱动器,一个适用于5.25英寸高密软盘,另一个适用于3.5英寸软盘。
此外,还可根据需要选配其它需用的外部设备,如鼠标、电话耦合器(用于通讯传输)、光笔输入器、图形扫描仪等。
5.汉字功能的硬件支持
汉字功能的硬件支持主要是指能实现汉字的输入输出和处理的硬件部分上。显示器必须是高分辨(最好VGA),方可显示出美观的字型,且每屏显示内容更多。如果采用硬字库,即以ROM的方式存储汉字的码点,则可以使汉字的检索快捷而方便,使用起来得心应手。某些汉卡还带有多种先进的汉字输入方法(如五笔字型和拼音),以及中文编辑、打印系统,在处理中文信息方面更加便捷。如有配备硬字库的汉字打印机,则可快速打印出美观的汉字信息。
(二)软件功能
软件是构成微机系统的重要组成部分。在一个计算机系统中,硬件是基础,软件是灵魂。因此,软件在很大程度上决定着微机系统的总体性能和应用水平。在硬件配置已确定的前提下,软件越先进、越丰富,计算机的功能就越强。实际上,不同单位在应用计算机上的差异很大程度上是由软件的先进性和丰富程度等因素所造成的。
对于微机而言,最重要的软件是操作系统,这是保证微机正常运转的指挥系统。其它系统软件及应用软件者是建立在操作系统的基础之上。此外,还应与有汉字系统、多种高级语言、文字处理软件、数据库管理系统,以及大量面对用户具体问题开发的应用软件。
1.操作系统
操作系统是管理计算机的硬件及软件(CPU、内存、外部设备和各种文件等)使计算机能够自动、有效地工作的程序模块组合。操作系统一方面在用户面前架起了一座通向计算机内部各个部分的桥梁。用户向操作系统发出简单指令,操作系统则指挥计算机系统按照此命令工作,这就为更多的人使用计算机打开了方便之门。另一方面,操作系统指挥和协调计算机系统的各项工作,使各部分发挥出最大效能,从而提高整个计算机系统的功能。
目前微机上使用最广的操作系统是Microsoft公司开发的MS-DOS,适用于IBM系统微机及其兼容机。其版本从DOS1.0已发展到了DOS6.22,使操作系统的功能不断得到增强和扩充。在MS-DOS的支持下,形成了一系列系统软件和绝大多数应用软件。原则上讲,DOS版本越高,系统功能越强,但要注意升级后其它各个系统软件及应用软件的适用性是否受到影响。除了DOS操作系统外,有少量用户采用CP/M、OS、UNIX、XENIX等操作系统。
2.汉字系统
由于汉字和西文的巨大差别,必须处理好汉字信息的处理问题,才能保证微机在我国的普及应用。我国第一个完整的汉字系统是由电子工业部六所在PCDOS的基础上为IBMPC系列机开发的CCDOS。这一系统成功地解决了汉字的输入方式、显示、字库、打印等难题,为以后汉字系统的不断更新打下了基础。随后出现的汉字系统有长城汉字系统GWDIOS、希望汉字系统UCDOS、2.13汉字系统、超级汉字系统SPDOS及王码汉字系统等。这些汉字系统各有千秋,相互包容,均比较好地解决了汉字信息的处理问题。
3.计算机高级语言
计算机只能直接执行机器指令,而我们不希望直接使用既难懂、又难记的机器指令去编制应用程序。为了方便使用,专业人员设计出了多种计算机高级语言。一般用户只需用高级语言来编写程序,由机器按固定的规则将源程序自动编译为机器语言,然后自动执行。常用的计算机高级语言有:汇编语言、BASIC语言、FORTRAN语言、COBOL语言、PASCAL语方和C语言等。这些语言种类因开发者不同,又有不同变种,如C语言就有TurboC和QuickC等类型。计算机技术发展到现在,可在微机上选择使用的语言已有很多,每种语言都有各自的优点和最适合发挥作用的应用领域,所以在可能的前提下可以配备尽可能多的语言种类。由于各种语言的功能在不断发展、完善,所以应当选择尽可能新的版本。
要使高级语言发挥作用,必须依靠高水平的程序员来编制解决具体问题的程序。因此,计算机应用水平的高低在很大程度上取决于软件编制者的水平,同时也受软件使用者熟练程度的影响。
4.实用软件
微机可以为广大用户提供许多功能,如数据管理、文字处理及制图制表等。这些功能的实现,必须依赖于相应的实用软件。因此,微机系统应配备有丰富的实用软件。
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