微型计算机原理及应用自学（全程软件测试一零一）

计算机发展史

1、第一台电子计算机的诞生

ENIAC(电子数字积分计算机)安尼亚克：1946 年 2 月 14 日，于美国宾夕法尼亚大学研制成功，次日宣布。被美国国防部用来进行弹道计算。

特点：

1. ENIAC 共使用了 18000 个电子管，1500 个继电器，10000 多只电容器和7000 多只电阻，50 万条线，总体积约 90 立方米，重达 30 吨，占地 170平方米，耗电量为 140 千瓦。
2. 运算速度为每秒 5000 次加法，比机械式的继电器计算机快 1000 倍。
3. 使用纸带存储程序和数据。
4. 使用机器语言编程。程序自给自足。

中国：1958 年，中国科学院计算所研制成功中国第一台小型电子管通用计算机。

2、计算机的发展历程

第一代 (1946-1956)： 电子管计算机。

• 体积大、机身重、性能低（最高达每秒几万次）、耗电多、易发热、工作时间短。
• 计算机主要应用于军事、科学计算。
• 没有操作系统、没有硬盘。使用磁带或卡片存储程序和数据。
• 50 年代初产生的汇编语言。
• 测试等价于调试。

第二代 (1956-1964)：晶体管计算机。

• 体积、重量、耗电量降低。运算速度可达每秒 300 万次。
• 应用于科学计算和事务处理，开始进入工业控制领域。
• 出现的商用计算机，分为通用机、专用机。
• 出现了操作系统、高级语言、磁盘。

1956 年，IBM 研制出的硬盘，比冰箱大，容量 5M。

1964 年，IBM 推出 OS/360 的操作系统。

软件开始使用面向过程的程序设计高级语言，如 fortran、algol 等。

• 1957 年，测试和调试被区分，测试主要是验证软件的正确性，验证程序是否做了该做的事。

第三代 (1965-1970)：中小规模集成电路计算机。

• 将电子元件结合在一片芯片上。
• 体积、耗电量降低，运算速度达到了每秒 4000 万次。
• 开始应用于文字处理和图形图像处理。
• 操作系统完善，有巨型、大型等分类。
• 1969 年，Unix 操作系统诞生。

软件危机出现，软件工程被提出，软件测试重要性上升，但仍然主要是验证程序的正确性。

第四代（1970 至今）：大规模、超大规模集成电路计算机。

• 具有高速运算能力（巨型机的运算速度已达到每秒几亿次）和较强的自动控制能力，计算精度高、通用性和逻辑判断能力强。
• 1979 年，微软公司为 IBM 个人电脑开发 MS-DOS。
• 1985 年，Microsoft Windows 1.0 问世。
• 1972 年前，首届软件测试会议正式提出软件测试的概念。

计算机的工作原理

• 计算机是根据用户的命令来工作的，用户的命令一般通过程序来下达。

指令：用来指挥硬件动作的基本命令，是包含了操作码和操作数的一串二进制编码。

程序：为解决某问题的一系列有序的指令集合。

软件：程序、数据及其相应的文档说明。

• 没有安装任何软件的计算机称之为裸机。

BIOS 芯片中有程序。

计算机系统的组成

1、计算机的硬件系统

1.1 冯•诺依曼模式

通用计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等组成

1.2 中央处理器

中央处理器的含义

• 简称 CPU（central processing unit）。
• 是计算机的大脑和心脏，主要由运算器、控制器等组成。
• CPU 主要生产厂商有 Intel、AMD 等公司，目前比较常见的有 Intel 公司的PentiumⅣ(P4)、Celeron（赛扬）、Core（酷睿）、Core2（酷睿 2 代）和 AMD公司的 Athlon64、Opteron、Sempron 等型号。

CPU 的性能指标

• 主频：时钟频率，常见 2-3GHz。
• 外频：主板的时钟频率，常见 533-1066MHz，高者可提高系统的数据传输速度。
• 高速缓冲存储器 cache：提高读取速度。
• 同步数据处理能力：32 位、64 位。

1.3 存储器

1.3.1 分类

• 内部存储器(内存、主存)：CPU 可以直接访问的存储器。
• 外部存储器(外存、辅存)

1.3.2 内部存储器

• 只读存储器 ROM：如 BIOS。

• 随机存储器 RAM：目前主流 DDR，目前一般为 1GB～8GB。

1.3.3 外部存储器

• 软盘：3.5 英寸，1.44M，容量太小，盘片易损坏。

• 硬盘：目前 500GB～1TB，有高达 3TB。转速目前 5400～10000 转/分钟。缓存8-16MB。硬盘的使用环境应保持清洁，并避免震动。

• U 盘：采用闪存(flash memory)芯片为存储介质。

• 光盘：CD 容量 650-700MB，DVD4.7-17GB。分只读、一次性写入、可多次读写光盘。目前最常见只读光盘即 CD-ROM 和 DVD-ROM

1.4 输入设备

• 鼠标
• 键盘
• 摄像头

• 扫描仪

• 条形码阅读器：最早出现于 20 世纪 40 年代，得到实际应用和迅速发展是在近 20 年。

1.5 输出设备

• 打印机
• 显示器

2 微机的部件与连接

2.1 主机板

微机的主要外设有显示器、键盘、鼠标器、打印机和扫描仪等，这些外部设备承担了系统数据的输入输出工作。

外设通过各种接口与计算机主板相连，在启用时还需要安装相应的驱动程序。

主板（mainboard）是电脑中最大的一块电路板，上面布满了各种插槽、接口、电子元件。

主板就像电脑的神经系统。

现代的主板性能是由其芯片组确定的。

PCI（Peripheral Component Interconnect）：外设部件互连标准接口。

AGP（Accelerate Graphical Port）： 加速图形接口，专门为显卡设计。

2.2 芯片组(chipset)

由集成电路厂家生产的逻辑控制芯片，是构成主板电路的核心。它把复杂的电路和元件最大限度地集成在几颗芯片内。

芯片组从结构上分为南桥和北桥芯片，北桥负责与 CPU 的联系并控制内存、AGP、PCI 数据在北桥内部传输。南桥主要负责 I/O 接口以及 IDE 设备的控制等。

不同的芯片组支持不同的 CPU，性能也不同。

2.3 显卡、声卡、网卡

显卡又称显示器适配卡，是连接主机与显示器的接口卡。

声卡：要用计算机处理声音信号，让计算机发出各种声音。声卡把连续变化的声音波形信号（称为模拟信号）转换成为数字信号。

网卡：又称网络适配器。

BIOS 与 CMOS

1、BIOS 的含义

Basic Input & Output System（基本输入输出系统），或称 ROM-BIOS，意思是只读存储器基本输入输出系统。

BIOS 是主板上的一块 ROM 芯片，里面装有系统的重要信息和系统参数的设置程序(BIOS Setup 程序)。

2、CMOS 的含义

Complementary Metal-Oxide Semiconductor（互补金属氧化物半导体），是一种应用于大规模集成电路芯片制造的原料。

CMOS 是计算机主板上的一块可读写的 RAM 芯片，里面装有当前系统的硬件配置和用户对某些参数的设定。

计算机系统在加电开机时要读取 CMOS 信息，用来初始化机器各个部件的状态。

CMOS 由主板上的 CMOS 电池供电，因此无论是在关机状态，还是遇到系统掉电的情况，CMOS 信息都不会丢失。

3、BIOS 与 CMOS 的区别与联系

BIOS 中的系统设置程序是完成 CMOS 参数设置的手段；CMOS 既是 BIOS 设定系统参数的存放场所，又是 BIOS 设定系统参数的结果。

概括两者的关系："通过 BIOS 设置程序对 CMOS 参数进行设置"。

4、何时需要进行 BIOS 或 CMOS 设置

新机设置时间或配置计算机

设置操作系统启动顺序

,