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1、第二章第二章 计算机系统计算机系统五个功能部件：输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备其中运算器和控制器，合称中央处理器，简称 CPU。1、运算器AU 功能：对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。 构成：由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。 衡量性能指标：字长和速度。2、控制器CU 功能：指挥整个机器各个部件自动、协调工作。 构成：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指 令计数器。2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成 机器指令的执行过程： （1）机器指令：计算机可以真正“执行”的命令。 机器指令构成：操作码+操作数 （2）指令的执行过程： 1）根据程序计数器里
2、的内容到存储器中读取当前要执行的指令， 同时把他放到指令寄存器中。 2）译码器开始译码 3）控制器根据译码器的输出，按一定顺序产生执行该指令的所有 控制信号。 4）在控制信号的作用下，使各个部件完成相应的工作。操作码操作码源操作数（或地址）源操作数（或地址）目的操作数目的操作数2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成3、存储器 功能：用来存储当前要执行的程序、数据及结果，具有存数和取数功能。 存数：指向存储器里“写入”数据 取数：指从存储器里“读取”数据 访问：读写操作统称对存储器访问 分类： 内存储器（内存）：CPU 可以直接访问其里的数据。 外存储器（外存）：CPU 不可直接访问其里的
3、数据，只有先调入 内存方可使用。2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成 （1）主存储器（放在主机内部的，用于存放当前运行的程序和数据。） 1）内存储器 随机访问存储器（RAM） RAM 是 PC 的主要存储区域；它允许读写数据； 它是易失性存储器。 只读存储器（ROM） 它包含可以访问和读取但不能修改的程序与数据； 它是非易失性存储器。 2）高速缓存（Cache） 用于临时存储频繁使用的信息以加快访问速度； 一级 Cache：CPU 内部的 Cache 二级 Cache：CPU 外部的 Cache 三级 Cache：主板使用的2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成 （2）辅助存储器
4、（外存储器） 1）硬盘 2）移动存储产品 USB 移动硬盘 USB 优盘 光盘 只读型光盘 CD-ROM 一次性写入光盘 CD-R 可擦除型光盘 CD-RW DVD 光盘 2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成4、输入/输入设备（I/0 设备） （1）输入设备 功能：向计算机输入命令、程序、数据等信息。把这些信息转换为 计算机能识别的二进制代码。 例子：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、麦克、照相机、摄像机、游 戏操作杆、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、光笔 等。 （2）输出设备 功能：将计算机处理后的各种内部格式信息转换为人们能识别的形 式表达出来。 例子：显示器、打印机、绘图仪、音响
5、等。2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成5、计算机的结构各部件的连接方式 （1）直接连接 1952年 冯诺依曼 IAS （2）总线结构 总线：是一组连接各个部件的公共通信线。 三种总线： 数据总线：传输数据信号的公共通路 地址总线：传输地址信号的公共通路 控制总线：除数控制信号的公共通路2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成 ISA 总线 PCI 总线 AGP 总线 EISA 总线1、中央处理器 构成：运算器、控制器、若干个寄存器和高速缓存。 性能指标：直接决定了整台机器的性能、字长和时钟主频。2、存储器 分类：主存储器和辅助存储器2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成总结
6、总结3、总线 ISA 总线 PCI 总线 AGP 总线 EISA 总线4、输入设备 鼠标、键盘等5、输出设备 显示器 （1）分类：阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成总结总结 （2）性能： 像素与点距 分辨率：整个屏幕上像素的数目=列*行 显存 显示器的尺寸：用显示屏的对角线来衡量 打印机打印机 分类 （1）点阵打印机 （2）喷墨打印机 （3）激光打印机2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成总结总结6、微型计算机的主要技术指标 （1）字长：CPU 一次能同时处理二进制数据的位数。 （2）时钟主频：指 CPU 的时钟频率，单位 GHz
7、。 （3）运算速度：指每秒钟所能执行加法指令数目，常用 MIPS 表示。 （4）存储容量：主要指内存的存储容量。 （5）存取周期：指 CPU 从内存储器中存取数据所需要的时间。2.1 2.1 计算机硬件组成计算机硬件组成总结总结计算机系统的硬件组成计算机系统的硬件组成输入设备输入设备输出设备输出设备 主主 机机 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备CPU控制器控制器运算器运算器存储器存储器 ROM、RAM、软盘、 硬盘、光盘键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏显示器、打印机、绘图仪、音箱1、概念 为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。2、软件系统及其组成 软件系统系统
8、软件应用软件操作系统语言处理程序系统服务程序应用软件包用户程序其它领域应用软件辅助设计/制造科学计算办公自动化数据库/信息管理2.2 2.2 软件系统软件系统3、计算机语言 （1）概念：人与计算机“沟通”使用的语言 （2）种类 机器语言：直接用二进制代码表示指令系统的语言 指令：命令 指令系统：指令的集合 汇编语言：是一种把机器语言“符号化”的语言 汇编语言源程序：用汇编语言写的程序 目标程序：翻译后的机器语言程序 汇编程序：将源程序翻译成目标程序的软件2.2 2.2 软件系统软件系统3、计算机语言(续)高级语言（算法语言）：具有严格的语法和语义规则。 两种翻译方式： 编译：将源程序一次翻译成
9、目标程序。在经过链接便可执行 解释：将源程序逐句翻译、逐句执行的。2.2 2.2 软件系统软件系统TIOBE 2013年年8月编程语言排行榜月编程语言排行榜4、系统软件 （1）概念：控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件 （2）分类： 操作系统 语言处理系统 数据库管理系统系统辅助处理软件2.2 2.2 软件系统软件系统5、应用软件 （1）概念：为解决特定问题而开发的软件 （2）分类： 办公软件和办公套件 多媒体处理软件 Internet 工具软件2.2 2.2 软件系统软件系统 功能功能：管理计算机上所有资源（硬件资源和软件资源） 1）处理机管理使程序更有效的执行 2）内存
10、管理内存空间的分配、保护和扩充 3）信息管理主要是指组织和管理外存上的信息 4）设备管理 5）用户接口 程序级的接口系统调用 作业级的接口用户界面2.3 2.3 操作系统操作系统 核心概念核心概念： 1）进程 线程 2）内核态 用户态2.3 2.3 操作系统操作系统 分类分类： 1）按功能和特性： 批处理操作系统、分时操作系统（UNIX）、实时操作系统 2）按管理用户数：单用户操作系统（DOS）、多用户操作系统 3）适合管理网络：网络操作系统2.3 2.3 操作系统操作系统 典型典型OSOS： UnixLinuxWindowsVxWorksAndroidMac OSiOS 2.3 2.3 操作系统操作系统
