进制数字或位的数据。8
个位为一组，称为一个字节；每个字节包含256个开与关（或0与1）的可能模式。每个模式
相当于一条指令、一条指令的一部分或者一个特定的数据类型，如一个数字、一个字符或一
个图形符号。例如，11010010这个模式可能是二进制数据——在此情况下代表210这个十进
制数字，或者它可能是一条指令，告诉计算机将存储在其交换设备中的数据与存储在存储芯 片某个位置的数据进行比较。
一次能处理16、32和64位数据的处理器的研制，提高了计算机的速度。一台计算机能够
处理的全部可识别模式——操作总清单——称为其指令集。随着现代数字计算机的不断发
展，这两个因素——能够同时处理的位数和指令集的大小——在继续增长。 三、硬件
不论尺寸大小，现代数字计算机在概念上都是类似的。然而，根据成本与性能，它们可
分为几类：个人计算机或微型计算机，一种成本较低的机器，通常只有桌面大小（尽管“膝
上型计算机”小到能够放入公文包，而“掌上型计算机”能够放入口
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袋）；工作站，一种具
有增强型图形与通信能力、从而使其对于办公室工作特别有用的微型计算机；小型计算机，
一般就个人使用而言太昂贵，其性能适合于工商企业、学校或实验室；以及大型机，一种大
型的昂贵机器，具有满足大规模工商企业、政府部门、科研机构或者诸如此类机构需要的能
力（其中体积最大、速度最快的称为巨型计算机）。
一台数字计算机不是单一的机器。确切地说，它是由5个不同的要素组成的系统：（1）
中央处理器；（2）输入设备；（3）存储设备；（4）输出设备；以及（5）被称作总线的通信
网络，它将系统的所有要素连接起来并将系统与外界连接起来。 四、编程
一个程序就是一系列指令，告诉计算机硬件对数据执行什么样的操作。程序可以内嵌在
硬件本身里，或以软件的形式独立存在。在一些专门或“专用”计算机中，操作指令被嵌入
其电路里；常见的例子有计算器、手表、汽车发动机和微波炉中的微型计算机。另一方面，
通用计算机尽管含有一些内置的程序（在只读存储器中）或者指令（在处理器芯片中），但
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依靠外部程序来执行有用的任务。计算机一旦被编程，就只能做在任何特定时刻控制它的软
件所允许它做的事情。广泛使用的软件包括一系列各种各样的应用程序——告诉计算机如何 执行各种任务的指令。 五、未来的发展
计算机发展的一个持续不断的趋势是微小型化，亦即将越来越多的电路元件压缩在越来
越小的芯片空间内的努力。研究人员也在设法利用超导性来提高电路的功能速度。超导性是
在超低温条件下在某些材料中观察到的电阻减小现象。
计算机发展的另一个趋势是“第五代”计算机的研制工作，亦即研制可以解决复杂问题
而且其解决方法用“创造性的”这个词来形容或许最终名副其实的计算机，理想的目标是真
正的人工智能。正在积极探索的一条道路是并行处理计算，亦即利用许多芯片来同时执行数
个不同的任务。一种重要的并行处理方法是模仿神经系统结构的神经网络。另一个持续不断
的趋势是计算机联网的增加。计算机联网现在使用由卫星和电缆链路构成的世界范围的数据
通信系统，来将全球的计算机连在一起。此外，大量的研究工作还投
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入在探索“光”计算机
的可能性上——这种硬件处理的不是电脉冲而是快得多的光脉冲。 第二单元：计算机体系结构 课文A：计算机硬件 一、引言
计算机硬件是计算机运行所需要的设备，由可被物理操纵的部件组成。这些部件的功能
一般分为3个主要类别：输入、输出和存储。这些类别的部件与微处理器相连接，特别是与
计算机的中央处理器相连接。中央处理器系电子线路，它通过称为总线的线路或电路来提供 计算能力和对计算机进行控制。
另一方面，软件是计算机用来处理数据的一套指令，如文字处理程序或电子游戏。这些
程序通常被存储起来，并由计算机硬件调入和调出中央处理器。软件也控制着硬件如何利用：
例如，如何从存储设备中检索信息。输入与输出硬件的交互是由基本输入/输出系统（BIOS） 软件控制的。
尽管微处理器在技术上仍被认为是硬件，但其部分功能也与计算机软件有关系。既然微
处理器同时具有硬件与软件的特征，它们因此经常被称作固件。
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二、输入硬件
输入硬件由给计算机提供信息和指令的外部设备——亦即计算机中央处理器以外的部
件——组成。光笔是带有光敏端头的输入笔，用来在计算机显示屏上直接写画，或者通过按
光笔上的夹子或用光笔接触屏幕来在屏幕上选择信息。这种笔含有光传感器，用于识别笔所
经过的屏幕部分。鼠标是为一只手抓握而设计的指示设备。它在底部有一个检测装置（通常
是一个圆球），使用户能够通过在一个平面上移动鼠标来控制屏幕上指针或光标的运动。该
装置滑过平面时，光标随着在屏幕上移动。要在屏幕上选择项目或命令，用户就点击鼠标上
的按钮。操纵杆是由一根杆子组成的指示设备，该杆以向多个方向移动来操纵计算机屏幕上
的光标或者其他图形对象。键盘是一个像打字机的设备，它使用户得以向计算机键入文本和
命令。有些键盘有特殊功能键或集成指示设备，如轨迹球或者可以让用户通过手指的移动来 移动屏幕上光标的触敏区。
光扫描仪利用光感应设备将图片或文本等形式的图像转换成计算机能够处理的电子信
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