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1、第2章 计算机系统,2.1 计算机硬件的组成 2.2 软件系统 2.3 操作系统 2.4 习题,2.1 计算机硬件的组成,系统软件 应用软件,计算机系统分为：硬件系统+软件系统,硬 件：看得见，摸得着,软件 ：看得见，摸不着,计算机系统,硬件系统,软件系统,主机,外部设备,内存储器,CPU,运算器,随机存储器(RAM),只读存储器(ROM),外存储器,输入/输出设备（I/O设备）,系统软件(操作系统、 语言处理程序等),应用软件(字处理、计算机辅助设计等),控制器,存储器,一、 计算机硬件系统,计算机硬件基本组成,（外）存储器,（内）存储器,中央处理器（CPU）,控制器,输入 设备,输出 设备
2、,运算器,2.1 计算机硬件的组成,2.1.1 运算器 2.1.2 控制器 2.1.3 存储器 1.内存： 2.外存： 2.1.4输入/输出设备,2.1 计算机硬件的组成,2.1.1 运算器,运算器主要负责对信息加工处理。 通常由算数逻辑单元、通用寄存器、多路转换器和数据总线组成。 与运算器相关的性能指标是字长和运算速度。 字长：依次能同时处理的二进制数据的位数。 运算速度：计算机每秒钟所能执行的加法指令的数目。,2.1 计算机硬件的组成,2.1.2 控制器,控制器是中央处理器的核心部件。 由4个部分组成：指令寄存器、指令译码器、程序计数器、操作控制器。 过程 （1）取指令； （2）分析指令：
3、 （3）执行指令。,2.1 计算机硬件的组成,2.1.3 存储器 存储器：计算机的记忆装置，存储当前要执行的程序、数据及结果。 存数：往存储器里“写入”数据； 取数：从存储器里“读取”数据； 分为两大类 1.内存： 主要用于存放当前正在运行的程序、用到的数据和运算结果等。 可分为：随机存取器（RAM）和只读存取器（ROM） 2.外存：存放联机存储但暂时不运行的程序和数据，常用的有：硬盘、U盘和光盘等。,2.1 计算机硬件的组成,（1）硬盘 （2）USB优盘 （3）光盘,2.1 计算机硬件的组成,（3）光盘 第一类：只读型光盘：CD-ROM和DVD-ROM 第二类：可记录型光盘：CD-R、CD-
4、RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW。,2.1 计算机硬件的组成,（3）光盘 光盘的特点： 存储容量大、价格低 不拍磁性干扰 存取速度快 光盘容量：4.7GB、9.4GB、8.5GB、17.0GB 蓝光光盘单面单层25GB、双面为50GB,2.1 计算机硬件的组成,3.存储器的主要技术指标 存储时间 存储周期 存储器带宽,2.1 计算机硬件的组成,2.1.4输入/输出设备 输入设备：将外界的程序数据、文字、图形、图像等信息送入到计算机内部的设备。 如：键盘鼠标扫描仪条形码度如期手写笔麦克风等。 输出设备：将计算机处理后的信息以人们能够识别的形式（文字、图形、数制、声音等）进行显示和输出的
5、设备。 如：显示器打印机绘图仪等。,2.1 计算机硬件的组成,2.1.5 计算机的结构 1.直接连接 2.总线结构,.计算机软件系统,DOS,操作系统是最基本的系统软件，其他的所有软件都是建立在操作系统的基础上。 硬件第一级扩充； 软件系统中最基础、最核心的部分； 控制、管理全部资源； 支持应用软件的开发和运行。,计算机软件是灵魂。,2.2.1程序设计语言,语言处理系统：包括汇编、编译和解释程序。 计算机语言 （1）第一代：机器语言是一种二进制语言，每条语句都是二进制数码表示的指令。 优点：计算机能直接识别，运行速度快。 缺点：难懂、难写、难记，难以修改和维护。 （2）第二代：汇编语言是一种和
6、机器语言一一对应的符号化的语言，由机器语言符号化而来，用助记符和符号地址来表示指令。 如：ADD表示加法，MOVE表示传送。 优点：较直观、易懂、易用、执行速度快，占用内存空间少。 缺点：各种机器不通用。,第三代：高级语言是一种与硬件结构及指令系统无关，表达方式较接近自然语言的程序设计语言。如FORTRAN 、PASCAL、C 、BASIC等 优点：描述问题能力强，通用性、可读性、可维护性都较好。 缺点：执行速度较慢，编制访问硬件资源的系统软件较难。,2.2.2 计算机软件系统及其组成,三、微型计算机硬件系统,微机硬件系统,微机硬件组成与结构 组成 主机：微处理器、主存储器、I/O电路。 外设
7、：辅助存储器、I/O设备。 结构 三总线：地址总线(AB)、数据总线(DB)、控制总线(CB)。,1. 中央处理器(CPU) CPU是微机硬件系统的核心，主要包括运算器和控制器，以及某些通用寄存器。,CPU的主要性能指标： 字与字长：计算机内部作为一个整体参与运算、处理和传输的一串二进制数，称为一个“字”。字是计算机内CPU处理的基本单位。计算机数据总线所包含的二进制数称为字长。字长反映计算机处理数据的能力。 主频： CPU内部时钟频率，单位是MHZ，主频越高，CPU运算速度越快,CPU一般由高速电子线路组成。由于CPU在微机中的关键作用，人们往往将CPU的型号作为衡量和购买计算机的标准。,赛
8、扬-CPU,K6III-CPU,PIII-CPU,P4-CPU,2. 存储器,内存储器：存放当前参与运行的程序和数据 RAM：可读写，容量小，速度快，断电丢失信息 ROM：只读，断电不丢信息 高速缓冲存储器Cache 是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它们之间的速度冲突问题。 外存储器：存放当前暂不参与运行的程序和数据；与内存交换信息，容量大，速度慢 软盘 硬盘 光盘,插在主板扩展槽中的RAM 内存条,主板上的ROM BIOS芯片,信息存储单位： 位(bit):存放一位二进制数0或1，用b表示 字节(byte)：由8个二进制位组成，是存储信息的基本单位。用B表示（1B=
9、8bit),1 TB = 210 GB = 220 MB = 230 KB = 240 B,太字节 吉字节 兆字节 千字节 字节,相邻单位之间是210倍关系，即：1 KB1024 B 1 MB 1024 KB 1 GB 1024 MB 1 TB 1024 GB,各种外存设备,外存储器又称辅助存储器，用来长期保存数据、信息。 1.软盘存储器：由盘片、盘套、读写窗口和写保护口组成。,1.软盘,用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成 读写软盘时，磁头直接接触盘面。常用软盘容量为1.44MB 新型磁盘具有100MB250MB容量,2.光盘,衡量光盘驱动器传输数据速率的指标叫做倍速，一倍速率= 150KB
10、/秒 常用： 只读型光盘CD-ROM 一次性可写入光盘CD-R，需要光盘刻录机完成数据的写入 后继产品DVD-ROM，DVD-ROM一倍速率是1.3MB/秒,3.5寸磁盘外形及内部结构示意图,硬盘的磁道、扇区、柱面,硬盘片是由涂有磁性材料的铝合金构成 读写硬盘时，磁性圆盘高速旋转产生的托力使磁头悬浮在盘面上而不接触盘面 硬盘容量视具体类型而定,硬盘,光盘存储器：包括光盘、驱动器和接口 光盘分类：CD-ROM(只读型)、CD-WO(一次写入型)、CD-RW(可重写型)、DVD(数字视频) 几种外存的比较,移动存储产品,磁光技术移动存储产品 磁盘技术与光技术结合,Flash存储设备 闪存芯片为存储
11、介质 采用USB的接口 可擦写100万次以上,3. 主板,主板是将CPU、内存及外部设备连成一体的桥梁,系统总线 总线：连接各部件的公共通道 分类 内部总线、系统总线、外部总线 常用总线标准 ISA：时频8MHz；位宽16bit；带宽16MB/s EISA：时频8.33MHz；位宽32bit；带宽33MB/s VESA：时频33MHz；位宽3264bit；带宽132 PCI：位宽3264bit；带宽132264MB/s,4. 接口电路,微机硬件组成,5. 输入输出设备 简称I/O设备，实现外部世界与主机之间的信息交换，提供了人机交互的硬件环境。由于通常设置在主机之外，故称之为外部设备。,输出设
12、备：负责从计算机中取出程序执行结果或 其它信息，供用户查看。常用的输出设备 包括显示器、打印机、绘图仪等。,输入设备：负责把用户的程序和数据输入到计算 机的存储器中。常用的输入设备有键盘、 鼠标、扫描仪等。,输入设备,鼠标分类： 机械式、光电式、无线遥控式,键盘,主键盘区,数字小键盘,功能键,编辑键,显示器,打印机,输出设备,显示器 分类：单/彩色；CRT/LCD/LED；字符/图形 主要性能指标 尺寸：对角线长度。有：15、17、19、21 分辨率：表示为“水平点数垂直点数”，如：800600、1024768 灰度或颜色深度：像素点的亮度等级或颜色数。有：8、16、24、32位色 刷新频率：
13、每秒屏幕画面刷新次数。通常75200Hz 扫描方式：分隔行扫描和逐行扫描。常用后者,显示卡 组成：显示控制芯片、显存RAM 、DAC芯片、BIOS 分类：单色/彩色/2D/3D；ISA/VESA/PCI/AGP；伪彩/高彩/真彩 打印机 分类 按输出方式：逐行、逐字 按打印颜色：单色和彩色 按工作方式：击打式和非击打式（激光和喷墨） 主要性能参数 打印分辨率（DPI）、打印速度（CPS）、纸张大小,击打式打印机：利用机械原理由打印头通过色带把字体或图形打印在打印纸上。 点阵针式打印机(例如EPSON LQ-1600K) 非击打式印字机：利用光、电、磁、喷墨等物理和化学的方法把字印出来。主要有激
14、光打印机和喷墨打印机。 喷墨打印机 激光打印机：激光打印机是激光扫描技术和电子照相技术相结合的产物。它具有很好的印刷质量和打印速度。,2.3操作系统,操作系统是软件系统的核心。 2.3.1操作系统的概念 1.进程： 2.线程： 3.内核态和用户态,2.3操作系统,操作系统是软件系统的核心。 2.3.2操作系统的概念 5大功能： 1.进程与处理机调度； 2.作业管理； 3.存储管理； 4.设备管理； 5.文件管理,2.3操作系统,操作系统是软件系统的核心。 2.3.3 操作系统的发展 6个阶段： 1.第一阶段：人工操作方式； 2.第二阶段：单道批处理方式； 3.第三阶段：多道批处理方式； 4.第
15、四阶段：分时操作系统； 5.第五阶段：实时操作系统； 6.第六阶段：现代操作系统。,2.3操作系统,操作系统是软件系统的核心。 2.3.4 操作系统的种类 5大类： 1.单用户操作系统； 2.批处理操作系统； 3.分时操作系统； 4.实时操作系统； 5.网络操作系统；,2.3操作系统,操作系统是软件系统的核心。 2.3.5 典型操作系统 4大类： 1.DOS操作系统； 2.Windows操作系统； 3.UNIX操作系统； 4.Linux操作系统.,小练习,1. 计算机的内存储器是指（ ）。 A. RAM和C磁盘 B. ROM C. ROM和RAM D. 硬盘和控制器 2. CPU包括控制器和（ ）。 A. 输入设备 B. 输出设备 C.运算器 D.计算器 3. 计算机能够直接识别和执行的语言是（ ）。 A. 汇编语言 B. 机器语言 C. 高级语言 D.自然语言,
