计算机系统

计算机的发展 计算机的创始与发展 1）从原始计数法到机械计算机 2）电子计算机时代 第一代是真空电子管计算机 第二代是晶体管电子计算机 第三代是集成电路电子计算机 第四代计算机成为大规模集成电路电子计算机

计算机的分类与发展趋势 计算机的分类： 计算机的发展趋势： 按照用户的需求及一些技术特征，我们可以把计算机分成微型计算机，小型计算机和主干计算机。 按照应用的分类可以是：主计算机，网络服务器和工作站。 计算机的发展趋势： 房间大小-储藏室大小-桌子大小-台式和便携式-信用卡大小

计算机系统的组成

计算机中数据的表示方式 1）进位计数制 2）二进制，八进制，十六进制

计算机硬件 硬件是计算机物理设备的总称，也叫做硬设备。他们通常是电子的、机械的、磁性的或光的元器件或装置。 微型计算机的系统结构图

中央处理器 CPU是计算机系统最主要的部件，它由两个主要部分组成：运算器和控制器。 运算器：

控制器：

存储系统 计算机信息系统基本是依靠一级存储器和二级存储设备来实现存储功能的。 计算机存储设备的变化

计算机存储介质的性能比较

主存储器 只读存储器（ROM）是指只能从中读出信息，不能写入信息的存储器。常用它存放计算机的启动程序、自检程序及磁盘弓导程序等。 随机存取存储器(RAM)是指任意时刻可以从任意存储单元读出信息，或将信息写入任意存储单元，而读写信息所需的时间与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器又名读写存储器(RWM)。常用它存放计算机运行过程申所需的程序和数据。当运行结束，程序和数据将保存在二级存储器内。机器断电后信息自动消失。

二级存储器 磁带、磁盘和光盘长期以来都是计算机主要的存储介质。磁带属于顺序存取介质，虽然容量大，价格低，但由于只能顺序存取，存取速度慢，已经逐步被淘汰。磁盘属于随机存取介质，也具备容量大、价格低的优点，并且可以直接存取，存取速度快。 光盘称为只读CD，由CD-ROM 驱动器用激光阅读器读出二进制代码。 可擦除光盘系统

输入/输出设备 计算机键盘与显示终端 点触式设备 计算机笔 视频输入/输出 打印输出 声音识别 光和磁识别

计算机软件

信息系统依靠软件资源帮助终端用户使用计算机硬件，将数据资源转换成各类信息产品，软件用于完成数据的输入、处理、输出、存储及控制信息系统的活动。 计算机软件总体上划分成两类，一类是系统软件，二类是应用软件。 系统软件 当计算机在执行各类信息处理任务，那些管理与支持计算机系统资源及操作的程序，称为系统软件。 应用软件 那些综合用户信息处理需求的，直接处理特定应用的程序称之为应用软件;

软件发展趋势

通 信 与 网 络 所谓计算机通信网络就是利用通信设备和线路将地理位置不同的，功能独立的多个计算机系统互联起来，以功能完善的网络软件(即网络通信协议，信息交换方式及网络操作系统等)实现网络中资源共享和信息传递的系统。 远程通信的基本组成

1）终端：例如终端显示器或其他用户工作站。当然任何一个输入/输出设备都可以作为终端使用远程通信网发送和接收数据，包括微型计算机、电话、电传等办公设备。 2）远程通信处理器：支持终端与计算机之间的数据传送与接收。这些设备有调制解调器、多路器、路由器及前端处理器，执行各种控制和支持通信的功能。例如对数据进行数字信号和模拟信号的相互转换，对数据进行编码和译码，并在远程网络的终端与计算机之间控制通信线路数据传输的准确性和效率。

3）远程通信通道和介质 数据是在通道和介质上进行传输的;远程通道是多种介质的组合。例如双绞线、同轴电缆、光纤电缆、微波系统及通信卫星，通过连接网络申的端点形成远程通信通道。 4）计算机 不同类型与规格的计算机经远程通信通道连接在一起完成指定的信息处理。例如一台主干计算机可以作为大型网络的主计算机;而一些小型计算机则作为网络的前端处理机;微型计算机则作为小型网络中的服务器。

5）网络通信控制软件 ，该软件由控制远程通信活动及管理远程通信功能的程序组成。例如用于主计算机的通信管理程序，用于微型计算机网络服务器的网络操作系统，用于微型机的通信软件包。 无论现实世界中的网络多么大、多么复杂，都是这五类基本元素在工作并支持组织的远程通信活动。

通信介质 计算机网络采用的传输媒体可分为有线和无线两大类。双绞线、同轴电缆和光纤是常用的三种有线传输媒体。卫星通信、无线通信、红外通信、激光通信以及微波通信的信息载体都属于无线传输媒体。 1、双绞线：由螺旋状扭在一起的两根绝缘导线组成。线对扭在一起可以减少互相辐射的电磁干扰。双绞线早就用在电话通信模拟信号的传输中，也可用于数字信号的传输，是最常用的传输媒体。双绞线既可以用于传输模拟信号也可以用于传输数字信号。双绞线普遍用于近距离的点对点连接。

2、同轴电缆：同轴电缆也像双绞线那样由一对导体组成，但它们是按“同轴”形式构成线对，最里层是内芯，外包一层屏蔽层，最外面是起保护作用的塑料外层。内芯和屏蔽层构成一对导体。同轴电缆适用于点对点和多点连接。典型基带电缆的最大距离限制在几公里，宽带电缆可以达几十公里。

3、光纤：光纤是光导纤维的简称，它由能传导光波的石英玻璃纤维，外加保护层构成。相对于属导线来说重量轻，体积小(细) 。用光纤来传输电信号时，在发送端先要将其转换成光号，而在接收端又要由光检波器还原成电信号。在计算机网络中采用两根光纤(一来一去)组成传输系统。光纤的数据传输率可达几Mbps，传输距离达几十公里。

4、无线传输媒体：无线传输媒体都不需要架设或铺埋电缆或光纤，而是通过大气进行传输，目前有三种:微波、红外线和激光。无线通信已广泛用于电话的领域构成蜂窝式无线电话网。 5、传输媒体的选择 在低通信容量的局域网申，双绞线的性能/价格比是最好的。对于大多数的局域网来说，需要连接较多设备而且通信容量相当大时可以选择同轴电缆。随着通信网络广泛采用数字传输技术，选用光纤作为传媒体更有一系列优点:频带宽，速度高，体积小，重量轻，衰减小，能与电磁隔离，误码率低。因此，光纤在国际和国内长话传输申的地位日趋重要，并已广泛用于高速数据通信网。

通信处理机及其功能 (1) 调制-解调器(MODEM) 如果运用现有的电话线系统来传送计算机发出数据，可以节省大笔远程网络的线路费用。然而现有的电话传输线路是为传送语音而铺设的，这种语音信号是一种模拟信号，而计算机发送或接收的信号却是一种脉冲数字信号。为了解决这一矛盾计算机信号应转换为模拟信号，实现信号转换的设备称为调制-解调器MODEM。将脉冲数字信号转换成模拟信号的过程称为调制，将模拟信号转换成脉冲数字信号的过程称为解调。MODEM 用于计算机之间的异步传输，传输速度以bps衡量，即每秒钟传出的位数(bits per second)，如微机使用的MODEM，标准速度为1200 bps, 2400bps 和9600 bps

（2）中继器：可在相互连接的两个局域网间进行双向的传送通信。中继器的功能扩展了网络电缆的长度。 （3）路由器：在OSI模型的网络层互连，它可使分组以最便宜、最快、最直接的路由通过网上的不同通道。由于路由器工作在网络层，所以原则上它只能连接相同协议的网络，或者能在网络层互操作的网络。 （4）网关或网间连接器： 运行在OSl模型的最高层，对物理层到应用层均能支持， 这是一种连接两个异构系统，特别是两个不同协议系统的设备。它可执行协议的转换，使不同协议的网络实现通信。

网络的拓扑结构 所谓拓扑是几何学的下个分支，是一种研究与大小、形式无关的线和面的特性的方法，运用拓扑学的观点来研究计算机网络的结构便称之为网络的拓扑结构，换句话说它是用以研究网络上各个点的物理布局的。所谓结点即网络中起到信息转换或信息访问作用的设备，起信息转换作用的结点如集中器、交换中心等;起信息访间作用的结点如终端、微机等。所谓链路指的是两个结点间的通信线路。(注意链路这一概念与路径、通路之间的区别，后者指的是报文从发送结点到接受结点中间经过的一串链路和构成的信道) 。网络的拓扑结构常分为两大类:点到点式及广播式。

点到点式网络拓扑结构 这种网络结构又被称之为存储转发通信子网。其结构方式为每根链路连接一对结点，这一对结点间彼此可以直接通信，但网络由多根链路组成，必然会产生结点间的非直接通信，即有的结点要通过某些中间结点才能和其他结点通信，这样在每一中间结点处，接口报文处理器都需要将报文整个接受下来，并存储起来，直到所要求的线路空闲时，再向前传输。按此原理构成的网络拓扑结构即是点到点结构。 这种结构又主要分为三种：星形结构、环形结构、树形结构

星型结构 网络上的多个结点均以自己单独的链路与处理中心相连，这种网络结构简单，便于管理，从终端到处理中心的时延小，缺点是通信线路总长度长，因而花费在线路上的成本较高。

环形结构 网络上各个结点连接成回路，信息流是单向的，而线路是公用的，路径是固定的。通信总线路短，但回路中任一结点有故障时则会影响整个回路的通信。

树形结构 网络上结点之间的连接像一颗倒挂着的树，同一结点可和多个结点相连。这种结构通信线路总长较短，但结构有一定复杂性，中心结点出故障时对整个网络有较大影响。

广播式拓扑结构 这种网络结构采用广播方式，即有一个由所有结点共享的通信线路;随之而来的问题即是任意一个结点发出的报文都会由于共享一条线路的原因而传送至其他结点，因而为避免这种混淆，报文中应当有一些说明信息，说明该报文的发往地，这时如果其他结点接到这些报文时就不予理睬。广播式网络拓扑结构有以下两种

总线式 在总线式电缆网络中，任何瞬间仅只有一台机器是主站，可以发送信息。如果有两台机器同时需要发送信息，则需要有某种仲裁机制来解决可能引起的冲突。现在许多网络皆采用这种总线式网络拓扑结构。

卫星和无线电式 每个结点都有自己的发送和接收信息的天线，用以接收来自卫星或其他无线电的信息，这种结构适用于地理范围广阔的部门之间通信。