第2章计算机系统基础

1、总目录总目录第第2 2章章 计算机系统计算机系统总目录总目录22.1 2.1 计算机的基本工作原理及结构计算机的基本工作原理及结构计算机的基本结构计算机的基本结构 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 总目录总目录3引入：人是如何处理事务的呢？引入：人是如何处理事务的呢？接收信息接收信息完成结果完成结果计算计算控制眼睛、手控制眼睛、手记忆数据记忆数据计算机也是模仿人来处理事务的。计算机也是模仿人来处理事务的。2 2. .1 1.1 .1 计算机的基本结构计算机的基本结构总目录总目录4总目录总目录52 2. .1 1.1 .1 计算机的基本结构计算机的基本结构1冯冯诺伊曼诺伊曼计算机结构计算

2、机结构模型模型2采用二进制采用二进制形式表示数形式表示数据和指令据和指令3存储程序存储程序这一原理确定了计算机的基本组成和工作方式。这一原理确定了计算机的基本组成和工作方式。 计算机是自动化的信息处理装置，它采用了计算机是自动化的信息处理装置，它采用了“存储程序存储程序”原理。这一原理是原理。这一原理是1946年由美籍匈年由美籍匈牙利数学家冯牙利数学家冯诺依曼提出的，其主要思想如下：诺依曼提出的，其主要思想如下：总目录总目录62 2. .1 1.1 .1 计算机的基本结构计算机的基本结构 冯冯诺伊曼计算机结构模型诺伊曼计算机结构模型 l控制器控制器l运算器运算器l存储器存储器l输入设备输入设备

3、l输出设备输出设备着重理解各部分的功能！着重理解各部分的功能！总目录总目录7运算器与控制器运算器与控制器(1)(1)l运算器运算器（Arithmetic Logic Unit，简记为，简记为ALU）的主要功能是的主要功能是进行算术及逻辑运算进行算术及逻辑运算，是计算机的，是计算机的核心部件，核心部件，运算器每次能处理的最大的二进制数运算器每次能处理的最大的二进制数长度称为该计算机的长度称为该计算机的字长字长（一般为（一般为8的整倍数）；的整倍数）；l控制器控制器（Controller）是计算机的）是计算机的“神经中枢神经中枢”，用于分析指令，根据指令要求产生各种协调各部用于分析指令，根据指令要

4、求产生各种协调各部件工作的控制信号件工作的控制信号.总目录总目录8运算器与控制器运算器与控制器(2)(2)在现代计算机中，往往将运算器和控制器集成在一个集成在现代计算机中，往往将运算器和控制器集成在一个集成电路芯片内，这个芯片称为电路芯片内，这个芯片称为CPU(CPU(中央处理单元中央处理单元) )。CPUCPU性能的高低，往往决定了一台计算机性能的高低。性能的高低，往往决定了一台计算机性能的高低。控制器控制器CPU 运算器运算器总目录总目录9 内存地址内存地址存储器存储器l存储器存储器（Memory）用来存放控制计算机）用来存放控制计算机工作过程的指令序列（程序）和数据（包工作过程的指令序列

5、（程序）和数据（包括计算过程中的中间结果和最终结果）括计算过程中的中间结果和最终结果）l注：在冯注：在冯诺伊曼计算机模型中，存储器是指内诺伊曼计算机模型中，存储器是指内存单元。对存储器的基本操作是数据的写入或存单元。对存储器的基本操作是数据的写入或读出，这个过程称为读出，这个过程称为“内存访问内存访问”。CPUCPU如何找到对应的存储单元进行访问呢？如何找到对应的存储单元进行访问呢？总目录总目录10输入和输出设备输入和输出设备l输入设备输入设备（Inpute equipment）l用来将现实世界中的数据输入到计算机，并且转换用来将现实世界中的数据输入到计算机，并且转换成为计算机熟悉的二进制码。

6、成为计算机熟悉的二进制码。l常见的输入设备有：键盘、鼠标、数码相机等设备。常见的输入设备有：键盘、鼠标、数码相机等设备。l输出设备输出设备（Output equipment）l将计算机处理的结果转换成为用户熟悉的形式。将计算机处理的结果转换成为用户熟悉的形式。l常见的输出设备有：显示器、打印机、音箱、网卡常见的输出设备有：显示器、打印机、音箱、网卡等。等。 总目录总目录113+23和25+加动作各部分的协作流程各部分的协作流程总目录总目录12 在计算机中采用二进制，使信息数字化容易实现，并在计算机中采用二进制，使信息数字化容易实现，并可以用二值逻辑元件进行表示和处理。可以用二值逻辑元件进行表示

7、和处理。 思考：我们日常生活中的进制思考：我们日常生活中的进制 最常用的十进制最常用的十进制 星期：七进制星期：七进制 小时：小时：2424进制，分钟：进制，分钟：6060进制，秒：进制，秒：6060进制进制 2 2. .1 1.1 .1 计算机的基本结构计算机的基本结构 采用二进制形式表示数据和指令采用二进制形式表示数据和指令 为什么要用二进制呢？为什么要用二进制呢？总目录总目录132 2. .1 1.1 .1 计算机的基本结构计算机的基本结构 存储程序存储程序 存储程序意味着事先将编制好的程序存储程序意味着事先将编制好的程序( (包含指令和数包含指令和数据据) )存入计算机存储器中，计算机

8、在运行程序时就能存入计算机存储器中，计算机在运行程序时就能自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行。自动地、连续地从存储器中依次取出指令并执行。“指令指令”是什么呢是什么呢? ? 计算机计算机是一种能够自动高速而精确的进行信是一种能够自动高速而精确的进行信息处理的现代化的电子设备。息处理的现代化的电子设备。总目录总目录142.1 2.1 计算机的基本工作原理及结构计算机的基本工作原理及结构计算机的基本结构计算机的基本结构 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 总目录总目录152.1.2 2.1.2 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 指令和程序指令和程序 l指令指令l指令是能被计算

9、机识别并执行的指令是能被计算机识别并执行的二进制代码二进制代码，它规定了计算机能完成的某一种操作。它规定了计算机能完成的某一种操作。l指令由两部分组成：指令由两部分组成： 程序由一系列指令组成，这些指令在内存中是有序存放程序由一系列指令组成，这些指令在内存中是有序存放的，而指令号表明了它的执行顺序。的，而指令号表明了它的执行顺序。 程序、指令、指令号程序、指令、指令号是什么呢是什么呢? ?总目录总目录162.1.2 2.1.2 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 指令系统指令系统l指令系统是指一台计算机的所有指令的集合。指令系统是指一台计算机的所有指令的集合。l指令系统都应具有以下功能的

10、指令：指令系统都应具有以下功能的指令：总目录总目录172.1.2 2.1.2 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 计算机的工作原理计算机的工作原理(1) (1) 计算机中一条指令的执行过程计算机中一条指令的执行过程取指令取指令分析指令分析指令执行指令执行指令总目录总目录182.1.2 2.1.2 计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理 计算机的工作原理计算机的工作原理(2)(2)总目录总目录19l 计算机系统计算机系统是由是由硬件系统硬件系统和和软件系统软件系统两两大部分组成。大部分组成。 硬硬 件件软软 件件2.2 2.2 计算机系统组成计算机系统组成总目录总目录20硬件系统硬件系统

11、是构成计算机系统的各种物理设备的总称。是构成计算机系统的各种物理设备的总称。裸机裸机:没有安装任何软件的计算机。没有安装任何软件的计算机。软件系统软件系统是为了运行、管理和维护计算机而编制的是为了运行、管理和维护计算机而编制的程序程序和和各种文档各种文档的总和的总和硬件系统和软件系统两大部分缺一不可。硬件系统和软件系统两大部分缺一不可。2.2 2.2 计算机系统组成计算机系统组成总目录总目录21计算机系统计算机系统硬件硬件系统系统主机主机中央处理器中央处理器(CPU)(CPU)运算器运算器控制器控制器内存储器内存储器只读存储器只读存储器(ROM)(ROM)随机存储器随机存储器(RAM)(RAM

12、)外存储器外存储器硬盘、软盘、光盘硬盘、软盘、光盘外部设备外部设备输入设备输入设备键盘、鼠标、光笔、扫描仪键盘、鼠标、光笔、扫描仪输出设备输出设备显示器、打印机、绘图仪显示器、打印机、绘图仪软件软件系统系统系统软件系统软件操作系统操作系统语言处理系统语言处理系统数据库管理系统数据库管理系统系统服务程序系统服务程序应用软件应用软件文字处理软件文字处理软件信息管理软件信息管理软件图形软件图形软件辅助设计软件辅助设计软件各种程序包各种程序包2.2 2.2 计算机系统组成计算机系统组成总目录总目录22CPUCPU系统系统存储器系统存储器系统微机接口微机接口输入输入/ /输出设备输出设备微机的主要技术指

13、标微机的主要技术指标主板系统主板系统2.3 2.3 计算机硬件系统计算机硬件系统总目录总目录232.3.1 CPU(1)2.3.1 CPU(1)CPUCPU：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集成电路芯片的核心，它是一个大规模集成电路芯片CPUCPU有什么功能？由哪些部件组成？有什么功能？由哪些部件组成？中央处理器中央处理器CPU(Central Processing Unit)处处理理器器控制器控制器运算器运算器控制整个计算机所控制整个计算机所有部件的工作有部件的工作执行算术运算执行算术运算和逻辑运算和逻辑运算总目录总目录24

14、 中央处理器中央处理器 目前广泛使用的微处理器有目前广泛使用的微处理器有Intel公司的公司的Pentium(奔腾奔腾)、Pentium Pro(高强奔腾高强奔腾)、 Pentium MMX (多能奔腾多能奔腾)、 Pentium IV，AMD公司的公司的AMD K5、 AMD K6 、 AMD K7等。等。总目录总目录25CPUCPU系统系统存储器系统存储器系统微机总线和接口微机总线和接口输入输入/ /输出设备输出设备微机的主要技术指标微机的主要技术指标主板系统主板系统2.3 2.3 微型计算机硬件系统组成微型计算机硬件系统组成总目录总目录262.3.2 2.3.2 主板主板(1)(1)主板

15、由哪些部分组成主板由哪些部分组成？它有什么功能？它有什么功能？-主板由主板由集成电路芯片集成电路芯片、电子元器件电子元器件、电路系统电路系统、各种总线插座各种总线插座和和接口接口组成。组成。-传输各种电子信号，部分芯片也负责初步处理传输各种电子信号，部分芯片也负责初步处理一些外围数据。一些外围数据。总目录总目录27总目录总目录28 主板（主板（Main Board）也叫母板（）也叫母板（Mother Board ）总目录总目录29总目录总目录302.3.2 2.3.2 主板主板(2)(2)l主板中最关键的部件：主板中最关键的部件：lCPUCPU插座插座l采用采用SocketSocket插座，其

16、中最常用的是插座，其中最常用的是 Socket 775Socket 775。l芯片组芯片组l北桥芯片北桥芯片(MCH) (MCH) ：负责内存、显示数据与：负责内存、显示数据与CPUCPU的数据的数据交换。交换。l南桥芯片南桥芯片(ICH) (ICH) ：负责数据的上传与下送。：负责数据的上传与下送。lBIOSBIOS芯片芯片(FWH)(FWH)：BIOS主要功能主要功能:识别各种硬件识别各种硬件(包括型号包括型号)引导操作系统引导操作系统进行硬件最直接的操作，如读进行硬件最直接的操作，如读文件等。文件等。总目录总目录312.3.2 2.3.2 主板主板(3)(3) 北桥芯片的好坏，决定了主板

17、性能的高低。北桥芯片的好坏，决定了主板性能的高低。 南桥芯片连接着多种低速外部设备，它提供的南桥芯片连接着多种低速外部设备，它提供的接口越多，微机的功能扩展性越强。接口越多，微机的功能扩展性越强。总目录总目录32CPUCPU系统系统存储器系统存储器系统微机总线和接口微机总线和接口输入输入/ /输出设备输出设备微机的主要技术指标微机的主要技术指标主板系统主板系统2.3 2.3 微型计算机硬件系统微型计算机硬件系统总目录总目录332.3.3 2.3.3 存储器系统存储器系统存储器用来存放程序和数据。存储器用来存放程序和数据。随机存储器随机存储器 RAMRAM只读存储器只读存储器 ROMROM可编程

18、只读存储器可编程只读存储器 PROMPROM可改写只读存储器可改写只读存储器 EPROMEPROM磁盘存储器：磁盘存储器：、存存储储器器主存储器主存储器（内（内 存）存）软磁盘软磁盘硬磁盘硬磁盘 光盘存储器光盘存储器外存储器外存储器（辅助存储器）（辅助存储器）存储器存储器有什么功能？它可以分成哪些类？有什么功能？它可以分成哪些类？总目录总目录34l关于存储器，常用到以下两个术语：关于存储器，常用到以下两个术语： (1) 位（位（Bit） 每一个能存储每一个能存储0或或1的物理单元称为一个二进制位，的物理单元称为一个二进制位，它是数据的最小单位。它是数据的最小单位。 (2) 字节（字节（Byte

19、） 简写为简写为B，通常每，通常每8个二进制位组成一个字节。存个二进制位组成一个字节。存储器的容量一般用储器的容量一般用KB、MB、GB、TB来表示。来表示。字节字节BYTEBYTE7 6 5 4 3 2 1 0位位BitBit1KB=210B=1024B1MB= 210KB= 1024KB1GB= 210MB= 1024MB1TB= 210GB= 1024GB(3) 字（字（Word）在计算机中，一串数码作为一个整体）在计算机中，一串数码作为一个整体来处理或运算的，称为一个计算机字，简称字来处理或运算的，称为一个计算机字，简称字 总目录总目录35中文单位中文单位中文简称中文简称英文单位英文单

20、位英文简称英文简称 进进率率位位比特比特bitb1/8字节字节字节字节ByteB1千字节千字节千字节千字节KiloByteKB210兆字节兆字节兆兆MegaByteMB220吉字节吉字节吉吉GigaByteGB230太字节太字节太太TrillionByteTB240拍字节拍字节拍拍PetaBytePB250艾字节艾字节艾艾ExaByteEB260泽字节泽字节泽泽ZettaByteZB270尧字节尧字节尧尧YottaByteYB280千亿亿亿字节千亿亿亿字节 千亿亿亿字节千亿亿亿字节BrontByteBB2902.3.3 2.3.3 存储器系统存储器系统总目录总目录3.3存储器

21、系统存储器系统内存内存(1)(1)l又称为主存储器，能够直接与又称为主存储器，能够直接与CPU进行数据交换进行数据交换 。l主要技术指标主要技术指标l内存容量内存容量：存储单元中的字节数。：存储单元中的字节数。l内存读写时间内存读写时间：从内存中读一个字或向内存写入一个字所：从内存中读一个字或向内存写入一个字所需的时间。需的时间。l存取周期存取周期：两次独立的读写操作之间所需的最短时间称为：两次独立的读写操作之间所需的最短时间称为存取周期。存取周期。 区别位、字节、字三个概念。区别位、字节、字三个概念。总目录总目录37存储器基本认识存储器基本认识l存储一个英文字符需要存储一个英文字符需要1By

22、tel存储一个汉字需要存储一个汉字需要2Bytesl从网络下载的图片大约从网络下载的图片大约50KBl一张数码相机照的照片大约一张数码相机照的照片大约4MBl一张一张VCD光盘上的电影大约光盘上的电影大约650MB总目录总目录38l现在主流的微机的内存一般为现在主流的微机的内存一般为2GB-8GB，微型计算机中的内存条如图微型计算机中的内存条如图1-3所示。所示。图图1-3 微型计算机中的内存条微型计算机中的内存条总目录总目录3.3存储器系统存储器系统内存内存(2)(2)l内存的类型内存的类型以上不同类型的存储器有什么特点？以上不同类型的存储器有什么特点？ 随机存储器随机存储

23、器RAM (random access memory) 只读存储器只读存储器ROM(read only memory) 内存内存ROM 存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中存放固定不变的程序、数据和系统软件；其中的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。的信息只能读出不能写入；断电后信息不会丢失。RAM 是一种读写存储器，其内容可以随时根据需要是一种读写存储器，其内容可以随时根据需要读出或写入；断电后信息丢失。读出或写入；断电后信息丢失。总目录总目录40.3存储器系统存储器系统软盘（外存）软盘（外存）当移动拨块露出方孔时，软盘处于写保护状态，当移动拨块露出方孔时，软盘处于

24、写保护状态， 此此时只能读出盘上信息，不能写入新信息。时只能读出盘上信息，不能写入新信息。 读写窗口读写窗口标签标签写保护块写保护块盘套盘套金属滑片金属滑片/快门快门总目录总目录41磁盘格式化磁盘格式化磁盘结构及磁道扇区划分磁盘结构及磁道扇区划分 书柜都有层次便于存放书籍，那么软盘存放书柜都有层次便于存放书籍，那么软盘存放数据是不是也有一定的规则呢？数据是不是也有一定的规则呢？总目录总目录4.3存储器系统存储器系统硬盘（外存）硬盘（外存）硬盘是如何工作的？硬盘是如何工作的？磁头盘片总目录总目录43磁盘容量的计算公式为：磁盘容量磁盘容量= =记录面数记录面数磁道磁道扇区数扇区数

25、每扇区的字节数每扇区的字节数硬盘逻辑结构硬盘逻辑结构外部存储器外部存储器总目录总目录4.3存储器系统存储器系统硬盘（外存）硬盘（外存）l平均寻道时间平均寻道时间 l内部数据传输速率内部数据传输速率 l外部数据传输速率外部数据传输速率 l电机转速电机转速 l高速缓存高速缓存(Cache) (Cache) l硬盘容量硬盘容量如何判断硬盘性能？如何判断硬盘性能？总目录总目录45 2.3.3 2.3.3存储器系统存储器系统 光盘和光盘驱动器光盘和光盘驱动器（外存）（外存）光盘是怎样存储数据的呢？它存储数据有什光盘是怎样存储数据的呢？它存储数据有什么特点呢？么特点呢？光盘的特点是记录数

26、光盘的特点是记录数据密度高，存储容量据密度高，存储容量大，数据保存时间长。大，数据保存时间长。 总目录总目录46lCD-ROMCD-ROM、 DVD-ROMDVD-ROM：只读型光盘。：只读型光盘。lCD-RCD-R、 DVD-RDVD-R：是一次性刻录光盘，可以利用光刻：是一次性刻录光盘，可以利用光刻录机将数据写入，数据写入后不能修改。录机将数据写入，数据写入后不能修改。lCD-RW CD-RW 、DVD-RWDVD-RW：一种可擦写光盘，可以反复读：一种可擦写光盘，可以反复读写，但需要专用软件进行操作。写，但需要专用软件进行操作。 2.3.3 2.3.3存储器系统存储器系统 光盘和光盘驱动

27、器光盘和光盘驱动器（外存）（外存）目前，市面上的光盘种类很多，它们各自有目前，市面上的光盘种类很多，它们各自有什么样的特点？什么样的特点？总目录总目录4.3存储器系统存储器系统U U盘（外存）盘（外存）l 优盘又名优盘又名“闪存盘闪存盘”，是一种采用快闪存，是一种采用快闪存储器储器(Flash Memory)(Flash Memory)为存储介质，通过为存储介质，通过USBUSB接口与计算机交换数据的可移动存储设备。接口与计算机交换数据的可移动存储设备。 总目录总目录4.3存储器系统存储器系统移动硬盘（外存）移动硬盘（外存）l容量大，单位储存成本低。容量大，

28、单位储存成本低。l速度快。速度快。移动硬盘有什么特点？移动硬盘有什么特点？总目录总目录49CPUCPU存储器系统存储器系统微机总线和接口微机总线和接口输入输入/ /输出设备输出设备微机的主要技术指标微机的主要技术指标主板系统主板系统2.3 2.3 计算机硬件系统计算机硬件系统总目录总目录502.3.4 2.3.4 微型计算机的总线结构微型计算机的总线结构 (1) (1)l 总线总线( (Bus)Bus)是微型计算机中用于连接是微型计算机中用于连接CPUCPU、存储器、输入存储器、输入/ /输出接口等部件的一组信号输出接口等部件的一组信号线和控制电路，是系统内各种部件之间共线和控制电路，是系统内

29、各种部件之间共享的一组享的一组公共数据传输线路公共数据传输线路。总目录总目录51 总线是各部件（或设备）之间传输数据的公用通道 共享总线带宽共享总线带宽如：如：USB总线总线 PCI总线总线独享总线带宽独享总线带宽如：如：AGP总线总线 PCI-e总线总线总线总线南桥芯片设备1设备3设备2总线总目录总目录522.3.4 2.3.4 微型计算机的总线结构微型计算机的总线结构(2)(2)l微型计算机中的总线一般分为：微型计算机中的总线一般分为：l内部总线内部总线l系统总线系统总线l外部总线外部总线 总目录总目录5.4微型计算机的总线结构微型计算机的总线结构内部总线内部总线l内部总

30、线内部总线位于微处理器的内部位于微处理器的内部，也称芯片，也称芯片内部总线，用于在运算器内部总线，用于在运算器( (ALU)ALU)、控制器和控制器和各种寄存器之间的相互连接及信息传送。各种寄存器之间的相互连接及信息传送。 总目录总目录5.4微型计算机的总线结构微型计算机的总线结构系统总线系统总线(1) (1) l系统总线是指主板上连接微型计算机中各功能部件之间系统总线是指主板上连接微型计算机中各功能部件之间的总线的总线 。l系统总线分为系统总线分为3 3个功能组：个功能组：l地址总线地址总线AB(Address Bus)AB(Address Bus)l数据总线数据总线DB(

31、Data Bus)DB(Data Bus)l控制总线控制总线CB(Control Bus) CB(Control Bus) 总目录总目录55l地址总线地址总线ABAB：用于传送由用于传送由CPUCPU发出的地址信发出的地址信息，地址总线是单向总线，其位数决定了息，地址总线是单向总线，其位数决定了CPUCPU可直接寻址的内存空间大小可直接寻址的内存空间大小l数据总线数据总线DBDB：用于传送数据信息，是双向总用于传送数据信息，是双向总线。数据总线的位数通常与线。数据总线的位数通常与CPUCPU的字长一致，的字长一致，是微型计算机的一个重要的性能指标。是微型计算机的一个重要的性能指标。l控制总线控

32、制总线CBCB：用于传送控制信息和时序信息。用于传送控制信息和时序信息。一般是双向的。一般是双向的。这三种总线各自干什么呢？这三种总线各自干什么呢？.4微型计算机的总线结构微型计算机的总线结构系统总线系统总线(2) (2) 总目录总目录5.4微型计算机的总线结构微型计算机的总线结构外部总线外部总线 l 外部总线是微型计算机和外部设备之间的外部总线是微型计算机和外部设备之间的总线，微型计算机作为一种设备，通过该总线，微型计算机作为一种设备，通过该总线和其它设备进行信息与数据交换。总线和其它设备进行信息与数据交换。 总目录总目录5.4微机总线和接

33、口微机总线和接口 接口是指计算接口是指计算机系统中，在两机系统中，在两个硬件设备之间个硬件设备之间起连接作用的逻起连接作用的逻辑电路和通信的辑电路和通信的软件。软件。 接口的功能是接口的功能是在各个组成部件在各个组成部件之间进行数据交之间进行数据交换。换。什么是接口？有什么功能？什么是接口？有什么功能？总目录总目录58 接口接口是一套规范，满足这个规范的设备，就可以把它们是一套规范，满足这个规范的设备，就可以把它们组装到一起，从而实现该设备的功能。分为组装到一起，从而实现该设备的功能。分为硬件接口硬件接口和和软件接软件接口口，常见的计算机硬件接口包括：，常见的计算机硬件接口包括：1).1).通

34、信接口通信接口-I/OI/O接口接口用于实现主机和外部设备之间进行数据通信端口。用于实现主机和外部设备之间进行数据通信端口。并行通信端口：并行通信端口：串行通信端口：串行通信端口：USBUSB通信端口：通信端口：2.3.4 微机总线和接口微机总线和接口USB是英文是英文Universal Serial Bus的缩写，中文含义是的缩写，中文含义是“通用通用串行总线串行总线”。总目录总目录592.3.4 2.3.4 微机总线和接口微机总线和接口总目录总目录602). 主板扩展槽主板扩展槽 用于连接外接声用于连接外接声卡、网卡、显卡卡、网卡、显卡等设备的接口等设备的接口2.3.4微机总线和接口微机总

35、线和接口总目录总目录613). 显示适配器显示适配器 连接主板与显示器之连接主板与显示器之间的桥梁间的桥梁2.3.4微机总线和接口微机总线和接口总目录总目录624).音频适配器（声卡）音频适配器（声卡） 连接声音设备与主板之间连接声音设备与主板之间的桥梁。的桥梁。2.3.4微机总线和接口微机总线和接口总目录总目录635). 网络适配器（网卡）网络适配器（网卡）连接网线与主板之间的桥梁连接网线与主板之间的桥梁2.3.4微机总线和接口微机总线和接口总目录总目录64 软件接口软件接口是指不同设备（或软件模块）之间的通是指不同设备（或软件模块）之间的通信规则。信规则。 对于对于硬件设备硬件设备而言，除

36、了接口间的硬件匹配外，而言，除了接口间的硬件匹配外，还需要还需要驱动程序驱动程序，这个驱动程序就是硬件之间的软件，这个驱动程序就是硬件之间的软件接口。接口。 2.3.4微机总线和接口微机总线和接口总目录总目录65CPUCPU存储器系统存储器系统微机总线和接口微机总线和接口输入输入/ /输出设备输出设备微机的主要技术指标微机的主要技术指标主板系统主板系统2.3 2.3 计算机硬件系统计算机硬件系统总目录总目录662.3.5输入输入 / 输出设备输出设备(1)键盘鼠标扫描仪条形码扫描器触摸屏常见输入设备常见输入设备总目录总目录67108108键键盘图键键盘图1.键盘键盘状态指示区状态指示区功能键区

37、功能键区主键盘区主键盘区编辑键区编辑键区小键盘区小键盘区总目录总目录68小指小指 无名指无名指中指中指食指食指小指小指无名指无名指中指中指食指食指大拇指大拇指左手左手右手右手1.键盘键盘总目录总目录692.鼠标鼠标 鼠标通过串口或鼠标通过串口或USB口和主机相连接，按工作原理口和主机相连接，按工作原理鼠标可分为：机械式和光电式。鼠标可分为：机械式和光电式。 总目录总目录70l轨迹球轨迹球。l鼠标按键一般采用鼠标按键一般采用2键（左、右）键（左、右）或或3键（左、中、右）。各个按键键（左、中、右）。各个按键所起的作用完全依赖于用户所用的所起的作用完全依赖于用户所用的软件，在不同的软件环境下，相同

38、软件，在不同的软件环境下，相同的按键可能会产生不同的效果。的按键可能会产生不同的效果。触摸板触摸板轨迹球轨迹球总目录总目录713.其它一些输入设备其它一些输入设备 扫描仪：扫描仪： 汉字书写板：汉字书写板是一种可以用手写的方汉字书写板：汉字书写板是一种可以用手写的方式向计算机输入文字的设备。它由一支特殊的笔式向计算机输入文字的设备。它由一支特殊的笔和相应的硬件及软件配合，可以实现手写输入操和相应的硬件及软件配合，可以实现手写输入操作。作。 麦克风：麦克风： 数码相机：数码相机：总目录总目录72常见输出设备常见输出设备.5输入输入 / / 输出设备输出设备(2)(2)总目录总目录

39、73 打印机打印机针式打印机针式打印机击打式击打式非击打式非击打式喷墨打印机喷墨打印机激光打印机激光打印机2.3.5 2.3.5 输入输入/ /输出设备输出设备( (2)2)总目录总目录74CPU存储器系统微机总线和接口输入/输出设备微机的主要技术指标微机的主要技术指标主板系统2.3 2.3 计算机硬件系统计算机硬件系统总目录总目录7.6微型计算机的主要性能指标微型计算机的主要性能指标l字长：字长：CPU一次处理二进制的位数一次处理二进制的位数l主频：主频： CPU工作频率（工作频率（3.8GHz）l核心数量：单核、双核、四核核心数量：单核、双核、四核l前端总线：前端总线：C

40、PU与北桥芯片间的总线与北桥芯片间的总线（800MHz）l高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（Cache）：速度与容量）：速度与容量l外频：系统总线工作频率（外频：系统总线工作频率（400MHz）l内存容量：内存容量：2-4GB总目录总目录762.4 2.4 计算机软件系统计算机软件系统 l 计算机软件包括程序与程序运行时所计算机软件包括程序与程序运行时所需的数据，以及与这些程序和数据有关的需的数据，以及与这些程序和数据有关的文档资料。文档资料。 软件可以分为系统软件和应用软件。软件可以分为系统软件和应用软件。什么是计算机软件？什么是计算机软件？总目录总目录77 包括操作系统、计算机语言及其处理程

41、序、包括操作系统、计算机语言及其处理程序、数据库管理系统、网络系统和实用程序。数据库管理系统、网络系统和实用程序。 什么是系统软件？什么是系统软件？系统软件用于计算机管理、监控、维护和系统软件用于计算机管理、监控、维护和运行的软件。运行的软件。2.4.1系统软件系统软件总目录总目录78操操统统作作系系语言处理语言处理程序程序应用软件应用软件系统软件系统软件应用软件应用软件用户总目录总目录79(1)操作系统操作系统 l操作系统（操作系统（Operating System,简称简称OS）是用于管）是用于管理、操纵和维护计算机使其正常高效运行的软件，它理、操纵和维护计算机使其正常高效运行的软件，它是

42、计算机软硬件资源的管理者和软件系统的核心。是计算机软硬件资源的管理者和软件系统的核心。l从用户的角度看操作系统是用户与计算机之间的软接从用户的角度看操作系统是用户与计算机之间的软接口，任何其他程序只有通过操作系统获得必要的资源口，任何其他程序只有通过操作系统获得必要的资源后才能运行，因此计算机在启动时，必须首先将操作后才能运行，因此计算机在启动时，必须首先将操作系统调入内存，由它去控制和管理在系统中运行的其系统调入内存，由它去控制和管理在系统中运行的其他程序。他程序。l微型机上常用的操作系统有微型机上常用的操作系统有OS/2、UNIX、Windows 98、Windows 2000、Windo

43、ws XP 和和Windows 7等等。等等。总目录总目录80(2)计算机语言及其处理程序计算机语言及其处理程序 计算机语言计算机语言 要使计算机能按人的意图工作就必须使计要使计算机能按人的意图工作就必须使计算机接受人向它发出的命令和信息。算机接受人向它发出的命令和信息。 计算机并不懂得人类的语言（无论是中文计算机并不懂得人类的语言（无论是中文还是英文），还是英文），人机互动、进行信息交换所使用人机互动、进行信息交换所使用的语言是计算机语言。的语言是计算机语言。 计算机语言不断从低级向高级发展，其发计算机语言不断从低级向高级发展，其发展过程可分为三代展过程可分为三代:机器语言机器语言、汇编语言

44、汇编语言和和高级高级语言语言。 总目录总目录81机器语言机器语言机器语言是由机器语言是由“”、“”二进制代码按一定规则组成的、能二进制代码按一定规则组成的、能被机器直接理解、执行的指令集合。被机器直接理解、执行的指令集合。 例如，计算例如，计算A=15+10 A=15+10 的机器语言程序如下：的机器语言程序如下：10110000 0000111110110000 00001111： 把把1515放入累加器放入累加器A A中中00101100 0000101000101100 00001010： 1010与累加器与累加器A A的值相加，结的值相加，结果仍放入果仍放入A A中中111101001

45、1110100： 结束，停机结束，停机缺点：缺点：编程工作量大，难学、难记、难修改，只适合专业编程工作量大，难学、难记、难修改，只适合专业人员使用；由于不同的人员使用；由于不同的计算机，其指令系统不同，机器语计算机，其指令系统不同，机器语言随机而异，通用性差，是面向机器的语言。言随机而异，通用性差，是面向机器的语言。优点：优点：程序代码不需要翻译，所占空间少，执行速度快。程序代码不需要翻译，所占空间少，执行速度快。现在已经没有人用机器语言直接编程了。现在已经没有人用机器语言直接编程了。 总目录总目录82 汇编语言汇编语言将机器指令的代码用英文助记符来表示，代替机器语将机器指令的代码用英文助记符

46、来表示，代替机器语言中的指令和数据。言中的指令和数据。例如用例如用ADDADD表示加、表示加、SUBSUB表示减、表示减、JMPJMP表示程序跳转等等，这种指令助记符的集合就是汇表示程序跳转等等，这种指令助记符的集合就是汇编语言。编语言。例如，计算例如，计算 A=15+10 A=15+10 的汇编语言程序：的汇编语言程序：MOVMOV A A，1515：把：把1515放入累加器放入累加器A A中中ADDADD A A，1010：1010与累加器与累加器A A相加，结果存入相加，结果存入A A中中HLTHLT：结束，停机：结束，停机优点：优点：汇编语言克服了机器语言难读等缺点，保持了汇编语言克服

47、了机器语言难读等缺点，保持了其编程质量高，占存储空间少，执行速度快的优点。其编程质量高，占存储空间少，执行速度快的优点。缺点：缺点：还是依赖于机器，通用性差。还是依赖于机器，通用性差。特点特点：源程序：源程序必须通过汇编程序翻译成机器语言。必须通过汇编程序翻译成机器语言。常用于：过程控制等编程。常用于：过程控制等编程。总目录总目录83高级语言高级语言高级语言是一种接近于自然语言和数学公式的程序设计高级语言是一种接近于自然语言和数学公式的程序设计语言。语言。例如，计算例如，计算 A=15+10 的的BASIC语言程序如下：语言程序如下：A=15+10 15与与10相加的结果放入相加的结果放入A中

48、中PRINT A 输出输出AEND 程序结束程序结束优点优点：通用性强，编程效率高。：通用性强，编程效率高。缺点：缺点：源程序要翻译成机器语言，代码不最优。源程序要翻译成机器语言，代码不最优。总目录总目录84常用高级语言常用高级语言u Fortran语言语言 1954年推出，适用于科学和工程计算。年推出，适用于科学和工程计算。u COBOL语言语言 是面向商业的通用语言，是面向商业的通用语言，1959年推出，主要用于数年推出，主要用于数 据处理，随着数据库管理系统的迅速发展，很少使用。据处理，随着数据库管理系统的迅速发展，很少使用。u Pascal语言语言 结构化程序设计语言，结构化程序设计语

49、言，1968年推出，适用于教学、科年推出，适用于教学、科学计算、数据处理和系统软件开发等，目前已被学计算、数据处理和系统软件开发等，目前已被C语言取代语言取代.u C、C+语言语言 1972年推出年推出C语言，语言，1983年加入面向对象的概念，年加入面向对象的概念， 改名为改名为C+。语言简练、功能强，适用面广。语言简练、功能强，适用面广。u BASIC语言语言 初学者语言，初学者语言，1964年推出；年推出；1991年微软推出可视化的年微软推出可视化的、基于对象的、基于对象的VisualBasic开发环境，发展到现在的开发环境，发展到现在的VB.NET开开 发环发环境，则是完全面向对象、功

50、能更强大。境，则是完全面向对象、功能更强大。u Java语言语言 一种新型的跨平台的面向对象设计语言，一种新型的跨平台的面向对象设计语言，1995年推出，年推出，适用于网络应用适用于网络应用 。总目录总目录85语言处理程序语言处理程序 在所有的程序设计语言中，除了用机器语言编制的程序能在所有的程序设计语言中，除了用机器语言编制的程序能够被计算机直接理解和执行外，其他的程序设计语言编写够被计算机直接理解和执行外，其他的程序设计语言编写的源程序都必须经过一个的源程序都必须经过一个翻译翻译过程才能转换为计算机所能过程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具是识别的机器语言程序，

51、实现这个翻译过程的工具是语言处语言处理程序理程序，即翻译程序。翻译程序也称为编译器。用非机器，即翻译程序。翻译程序也称为编译器。用非机器语言写的程序称为语言写的程序称为源程序源程序；通过翻译程序翻译后的程序称；通过翻译程序翻译后的程序称为为目标程序目标程序。针对不同的程序设计语言编写出的程序，有。针对不同的程序设计语言编写出的程序，有各自的翻译程序，互相不通用。各自的翻译程序，互相不通用。 总目录总目录86语言处理程序语言处理程序 汇编程序汇编程序 汇编程序汇编程序是将汇编语言编制的程序（是将汇编语言编制的程序（源程序源程序）翻译成）翻译成机器语言程序（机器语言程序（目标程序目标程序）的工具。

52、）的工具。 汇编语言汇编语言源程序源程序汇编汇编程序程序机器语机器语言程序言程序总目录总目录87语言处理程序语言处理程序 高级语言翻译程序高级语言翻译程序 1)解释方式解释方式 解释方式的翻译工作由解释程序来完成，这种方式如同解释方式的翻译工作由解释程序来完成，这种方式如同“口口译译” 。解释程序对源程序进行逐句分析，若没有错误，将该。解释程序对源程序进行逐句分析，若没有错误，将该语句翻译成一个或多个机器语言指令，然后立即执行这些指令；语句翻译成一个或多个机器语言指令，然后立即执行这些指令；若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。解释方式不生成目标程序。解