计算机的软件系统(总结).docx

计算机的硬件系统冯.若依曼型计算机的硬件是计算机的基础，基本结构符合冯.若依曼的体系结构，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。运算器-ALU(Arithmetic Unit )功能：对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。算术运:即数的加减乘除，乘方开方等。逻辑运算：即逻辑变量，与或非等基本操作。构成：由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。核心是加法器(Adder)，每次运算的中间结果暂时保留，所以需要若干个积存数据的据存器(Register)。运算器的性能指标是计算机的字长和运算速度。控制器-CU(Contorl Unit)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。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。操作码 源操作数(或地址) 目的操作数机器指令构成：操作码+操作数，操作码指明指令索要完成的操作的性质与功能。操作数指明操作吗执行时的操作对象。指令基本格式：(2)指令的执行过程1)取指令，根据程序计数器里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)分析指令，译码器开始译码，取出要执行的指令，并放到指令寄存器 IR中。3)生成控制信号，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)执行指令，在控制信号的作用下，计算机各个部件完成相应的工作。5)，重复执行：计算机根据PC中新的指令地址，重复执行上述4个过程，直至执行到指令结束。CPU：(Central Processing Unit)中央处理器，由控制器和运算器组成，构成计算机的核心部件。存储器(Memoty)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。是计算机的记忆设备。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，分为内存与外存储器两种。1，内存储器(内存)：CPU 可以直接访问其里的数据。内存按功能分为RAM和ROM。1)随机存取存储器RAM，特点是可读/写性。读操作与写操作。RAM 有课分为静态与动态两种。计算机内采用的是动态随机存储器(DRAM)，表面每个一段时间必须对存储数据刷新一次。易失性，即异常断电时RAM中的内容立即丢失。2)只读存储器ROM。特点是只取不存，信息是事先就写好在存储器内的，无法改变或加保护，只有将保护去掉草可以重新改写内部信息。可编程只读存储器PROM可擦除可编程只读存储器EPROM电可擦除可编程只读存储器EEPROM3)高速缓冲存储器(Cache)为提高存储器二设计的解决CPU和主存速度不匹配而设计的。4)内存储器的性能指标：容量、速度。2，外存外存储器(外存)：CPU 不可直接访问其里的数据，只有先调入内存方可使用。1) 硬盘(Hard Disk)计算机的外部主要存储器，容量大、存取速度快、操作简便等优点，操作系统与运行程序、用户数据等都保存在硬盘上。内部结构：盘片，每个盘片划分为磁道和扇区，磁盘的读写物理单位是按扇区进行读写的。主要指标：硬盘容量，硬盘接口，硬盘转速，硬盘容量：=磁头数(H)X柱面数(C)X每扇区字节数(B)硬盘接口：ATA,SATA,常用于个人电脑上，SCSI主要用于该机服务器和高档工作站。2)闪速存储器(Flash)非易失性半导体存储器，通常称U盘，是EEPROM的变种，可以快速方便的读写。U盘的传输速率有：USB1.1,12Mb/s; USB2.0,480Mb/s;USB3.0, 5Gb/s.3)光盘(Optical Disk)以光信息作为存储信息的载体来存储数据的物品。只读光盘(CD-ROM)，一光盘上的蚀刻“凹坑”及为被蚀刻的“平地”记录“0”与“1”。只能写入一次数据。可擦写光盘CD-RW，可多次擦写光盘内的数据信息。光盘的容量：CD-700MB，DVD-4.7GB光盘的转速:以150kb/S为基准，可以有4贝，16倍，32倍等。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：键盘Key Board、鼠标Mouse、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。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。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、音响等。显示器：1)显示器的分类：显像管显示器CRT，液晶显示器LCD，LED显示器。2)显示器主要性能：像素，分辨率，显示器存储器(显存)，显示器尺寸，14”,19”,21”等3)显卡，2，打印机：点阵式打印机，喷墨式打印机，激光打印机。3，绘图仪，音频输出设备，视频投影仪等。4，调制解调器，可以刻录的光盘刻录机等。计算机的结构(1)直接连接：最直接的连接方式，ISA结构。1952年，冯诺依曼 IAS(2)总线结构(Bus)总线：是一组连接各个部件的公共通信线。三种总线：1)数据总线：传输数据信号的公共通路2)地址总线：传输地址信号的公共通路3)控制总线：传输控制信号的公共通路(3)，常见的总线类型(已经标准化)1) ISA2) PCI3) AGP4) EISA微型计算机的组成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(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。2)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;是非易失性存储器。3)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)辅助存储器(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。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)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及分类(1)点阵打印机(2)喷墨打印机(3)激光打印机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。(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。计算机的软件系统操作系统是人与计算机之间通信的桥梁，用户通过操作系统提供的命令和交互功能实现各种访问计算机的操作。【非数值数据】，任何形式的数据进入计算机都必须进行二进制编码转换，计算机内部均用二进制数来表示各种信息。定义：软件系统是为运行、管理、和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。 软件概念1，程序：按照一定顺序执行的、能够完成某仪任务的指令的集合，程序的运行要求有时有序，按部就班，需要程序控制计算机的工作流程，实现一定的逻辑功能，完成特定的实际任务。“程序=算法+数据结构”。2，程序设计语言概念：人与计算机“沟通”使用的语言种类1)机器语言：指挥计算机完成某个基本操作的命令。所有指令的集合为指令系统，直接用二进制代码表示指令系统的语言及机器语言。指令：命令指令系统：指令的集合2)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：用引文单词或缩写代替二进制代码进行编程二产生的程序，吧机器语言符号化，如用ADD表示加法指令，用MOV表示传送指令。计算机无法识别汇编语言目标程序：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3)高级语言：最接近人类自然语言和数学公式的程序设计语言，基本脱离了硬件系统，常用的有C语言，C+,Java、Basic等，具有严格的语法和语义规则。两种翻译方式：编译：将高级语言源程序一次翻译成目标程序的软件为编译源程序。经过链接程序便为可执行程序。解释：将源程序逐句翻译、逐句执行的。软件系统及其组成1，系统软件概念：控制和协调计算机外部设备，支持应用软件开发和运行的软件。主要功能是调度、监控和维护计算机系统;负责管理计算机系统中各个独立硬件，使得它们协调工作。