计算机学科导论课件：4.3 计算机系统

1、4.3 计算机系统的组成n计算机硬件系统的基本组成n计算机软件系统的组成计算机系统的基本组成计算机硬件系统的基本组成n运算器：负责各种算术运算和逻辑运算。n控制器：整个计算机的指挥中心，负责往其它部件发送控制命令，其它部件都是在它的指挥下动作。在微型计算机中，运算器与控制器被封装在一起，称为中央处理器（CPU）n存储器：计算机的记忆部件，分为内存和外存。CPU和内存在一起称为主机。n输入设备：负责将程序和数据输入计算机。n输出设备：负责将程序执行结果输出计算机。计算机的工作过程n指令的执行过程n取指令、译码、执行指令n计算机工作过程确定算法、编制程序流程图、编写程序、运行计算机软件系统SUDA

2、Ch1 操作系统引论操作系统引论/Slide 6操作系统*计算机系统计算机系统=硬件硬件+软件软件*操作系统操作系统OS (Operating System)是配置在计算机硬件上是配置在计算机硬件上的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。的第一层软件，是对硬件系统的首次扩充。*OS在计算机系统中占据了特别重要的地位；而其他的诸如在计算机系统中占据了特别重要的地位；而其他的诸如汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及汇编程序、编译程序、数据库管理系统等系统软件，以及大量的应用软件，都将依赖于大量的应用软件，都将依赖于OS的支持，取得它的服务。的支持，取得它的服务。*OS已成为现代计算机系

3、统、多处理机系统、计算机网络、已成为现代计算机系统、多处理机系统、计算机网络、多媒体系统以及嵌入式系统中都必须配置的、多媒体系统以及嵌入式系统中都必须配置的、最重要的系最重要的系统软件统软件。SUDACh1 操作系统引论操作系统引论/Slide 7 OS作用作用1. OS作为用户与计算机硬件之间的接口作为用户与计算机硬件之间的接口2. OS作为计算机系统资源的管理者作为计算机系统资源的管理者3. OS实现了对计算机资源的抽象实现了对计算机资源的抽象SUDACh1 操作系统引论操作系统引论/Slide 8无操作系统的计算机系统单道批处理系统多道批处理系统分时系统实时系统微机操作系统的发展OS的发

4、展过程的发展过程SUDACh1 操作系统引论操作系统引论/Slide 9脱机脱机I/O输入设备外围机磁带磁带主机磁带磁带外围机输出设备SUDACh1 操作系统引论操作系统引论/Slide 10 操作系统的基本特性操作系统的基本特性*并发性（concurrence）*共享性*虚拟技术*异步性SUDACh1 操作系统引论操作系统引论/Slide 11操作系统的主要功能操作系统的主要功能*处理机管理*存储器管理*设备管理*文件管理*用户接口*简单地讲，算法是解决问题的方法和步骤。（赵欢，人民邮电出版社p136）例如：某人要乘火车从丹东到拉萨，希望所花时间最少，他该如何安排他的出行计划？*算法是有限的

5、、有序的、有效的计算机指令集合。计算机按照规定的顺序来执行这些指令，可以解决某个问题。*算法的基本性质：算法名称、输入、输出、正确性、有限性*算法的基本结构：顺序结构、分支结构、循环结构、递归结构算法p算法的表示自然语言流程图伪代码p基本算法求和、求积、求最大值和最小值、排序（冒泡排序、插入排序）、查找（顺序查找、二分法）*算法效率：*解决不同的问题可以有不同的方法，因此可以有不同的算法，但它们之间有差别。*有的算法执行速度快、执行时间少，占用存储空间少，这样的算法称之为“好”算法。*算法分析算法分析是指通过分析得到算法所需时间和空间的估计量。*算法的复杂度算法的复杂度是指执行算法所的时间和空

6、间的量。*例：求多项式anxn+an-1xn-1+.+a0 等同于(an+an-1)x+an-2)x.+a1)x+a0算法设计技术(胡明，清华大学出版社p110):*穷举法、分治法*动态规划法*贪心算法*回溯法*程序设计语言分类*机器语言 繁琐、可靠性差、难以理解、可读性差、可移植性差。*汇编语言 使用助记符，机器不能识别，要由一种称之为汇编(Assember)程序将其翻译成机器语言才行执行。*高级语言 过程化语言：又称为命令式或强制性语言，它采用与计算机硬件执行程序相同的方法来执行程序，实际上是一套指令，这些指令从头到尾按照一定的顺序执行。如Fortran,COBOL,Pasal,Basic,Ada,C。程序设计语言*函数式语言如LISP*逻辑式语言 如Prolog*面向对象的语言 如C+,Java,C#等*专用语言 如HTML，SQL等*使用排名前20的语言*Java,C,C+,VB,PHP,Perl,C#,Python,JavaScript,Ruby,PL/SQL,SAS,Dephi,D,Lisp,ABAP,Ada,FoxPro,COBOL,Fortran*其他：MATLAB，Pascal,Prolog,VBScript等。数据结构*数据结构起源于程序设计，是随着程序设计的发