计算机基础课件ppt-第2章

1、第2章 计算机系统第2章 计算机系统2.1 计算机硬件系统2.2 计算机软件系统2.3 计算机工作原理2.4 微型计算机系统3计算机的组成 硬件系统：指计算机的物理实体，是可以看的见，摸的着的部件的总称，包括计算机系统中由电子，机械和光电元件等组成的各种部件和设备。软件系统：计算机的逻辑实体，是控制计算机接受输入，产生输出，存储数据和处理数据的各种程序的总称。4计算机系统Windows硬件系统软件系统 基于冯诺依曼的“存储程序和程序控制”的理论，计算机的硬件系统都是由 运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 五大部份组成。计算机的基本组成运算器 输出设备控制器 存储器数据流控制流输入设备

2、61.概念：运算器是一个用于信息加工的部件。 运算器又称执行部件、算术逻辑单元。2.主要功能： 对二进制数据进行算术运算和逻辑运算； 暂存参加运算的数据和某些中间运算结果； 挑选参加运算的数据，选择要执行的运算功能，并把结果输到指定的部件中。 运算器（ALU）7算术逻辑单元累 加 器状态寄存器通用寄存器ALU运算暂存操作数和运算结果。存放算术逻辑单元在工作中产生的状态信息。暂存操作数或数据地址。运算器运算器（ALU）控制器（CU） 控制器按照计算机的工作节拍（主频），从存储器中取出指令，经过译码（分析指令），产生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊地、自动地执行程序。存储程序和数据的电子装

3、置。9存储器存储器内存储器外存储器外部存储器访问速度慢容量很大永久性价格低存储器是计算机的记忆装置我记住了！内部存储器访问速度快容量较小暂时性价格高.主存.内存.辅存.外存存储器的操作方式读和写11内存储器 位于微机主板上能与CPU直接相连，可以与CPU直接进行数据交换的存储器。内存储器随机存储（RAM)只读存储器(ROM)12随机存储器（RAM）RAM主要用来暂时保存程序和数据。 特点：信息可随时写入或读出，计算机一旦断电，其中的信息立即丢失。RAM静态RAM（SRAM）： SRAM一般用作小容量的存储器系统。如:高速缓冲存储器（Cache）采用SRAM，以实现内存的高速存取，以适应高速CP

4、U的需要。 动态RAM（DRAM）： DRAM适合于做大容量的存储器系统。13只读存储器（ROM） 特点：ROM的内容只能读出，用户不能写入。计算机断电后，信息仍能长期保存，不丢失。 用途：ROM用来保存系统引导程序、系统自检程序及系统初始化程序等。 分类：可编程的PROM、紫外光可擦除可编程 EPROM、电可擦除可编程EEPROM。14内存主要性能指标 读写速度:提高使用CPU资源使用效率用存取依次数据的时间来衡量。计量单位是ns。 内存容量:现在一般1GB Cache的大小:可以提高CPU的运算速度 15 外存储器：简称外存,为微机存储器的主要组成部分用以长期存储程序和数据。 特点：存储容

5、量大，存取速度慢。 常用外存：软盘、硬盘、光盘等 外存储器16 U盘是USB（Universal Serial Bus 通用串行总线）盘的简称，而优盘只是U盘的谐音称呼。它是闪存的一种，因此也叫闪盘。最大的特点就是：体积小、容量大、价格低、寿命长，是目前最常用的可移动存储设备之一。第一代：USB 1.0的最大传输速率为12MBPS,1996年推出第二代：USB 2.0的最大传输速率高达480MBPS第三代：USB 3.0的理论传输速率达5-25GBPSU盘17 硬磁盘是两个表面涂有金属氧化物磁性材料的金属圆盘。硬盘存储器由一片或多片硬磁盘与各种配套装置组合而成其容量：10G、30G、 40G、

6、60G、80G、120G硬盘18 光盘存储器具有存储容量大、可靠性高、存取速度快等优点。光盘存储器输入设备的任务：把输入操作者提供的原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号顺序送入存储器中。输入设备常见输入设备：键盘：机械触点式、机械薄膜式、电容式鼠标：机械式、光电式扫描仪条形码扫描仪键盘鼠标麦克风特殊键 功能键区 特殊键 状态指示灯Windows键 标准字符键区 Windows键 应用键 编辑键区 小键盘区标准104键键盘键盘简介输出设备：是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出。输出设备常见输出设备： 显示器、打印机 常见打印机 软件：是指扩充计算机功能

7、，支持计算机运行的各种程序以及开发、使用和维护这些程序的各种技术资料的总称。 系统软件 软件系统 应用软件计算机软件系统系统软件： 通常是指由计算机设计者或专门的软件公司提供的支持用户管理和使用计算机资源的程序。系统软件包括： 操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、各种服务性程序、网络系统等。系统软件一、操作系统定义：是对计算机的硬件和软件资源进行控制管理的程序，是系统软件的核心。主要功能：进程管理、作业管理、存储管理、设备管理、文件管理。系统软件26二、程序设计语言和语言处理程序 人要使用计算机，就必须与计算机进行交流，而交流就需使用“语言”，这就是计算机语言。、 计算机语言是人和计算机之

8、间用以交流信息的符号系统。人们通过计算机语言编写程序来实现与计算机的交流,计算机语言也就称为程序设计语言。、计算机语言按发展过程分：机器语言、汇编语言、高级语言。系统软件27机器语言： 概念：是由二进制代码表示的机器指令组成的，是计算机 唯一能识别和执行的语言。 优点： 其执行速度快，所占用的内存少 缺点：机器语言面向机器，通用性差，编写繁琐，调试复杂，程序的可读性及可维护性差程序设计语言和语言处理程序28 汇编语言： 概念：是用能反映指令功能的助记（符号）表示二进制代码的机器指令的语言，它也称符号语言。 优点：易学易记。 缺点：面向机器，通用性较差。程序设计语言和语言处理程序29高级语言：

9、类似于人们习惯用的自然语言和数学语言，它表达直观、可读性好，且与具体机器无关，便于交流和移植。常用的高级语言：PASCAL、BASIC、C、JAVA、VB、VC 等。高级语言的两种翻译：编译方式和解释方式。程序设计语言和语言处理程序、编译方式：是将高级语言源程序通过编译程序翻译成机器语言目标代码。高级语言源程序机器语言目标代码链接执行编译程序程序设计语言和语言处理程序、解释方式： 是通过解释程序对高级语言源程序进行逐句解释，解释一句就执行一句，这种翻译方式不产生机器语言目标代码。高级语言源程序执行解释程序大部分高级语言只有编译方式、BASIC语言两种方式都有。程序设计语言和语言处理程序程序设计

10、语言及编译符号化的机器语言汇编语言用助记符代替操作码，用符号地址代替地址码用二进制代码表示操作码和地址码机器语言机器指令随计算机型号不同而不同汇编程序接近自然语言的计算机语言高级语言一个语句常对应多条机器指令不随机器型号而变用机器语言表达的程序目标程序。程序执行速度最快，然而不方便使用。编译程序解释程序源程序源程序DBMS（DataBase Management System） 作用：管理数据库，是有效的进行数据存储、共享和处理的工具。 常用数据库管理系统：Sybase、Oracle、SQL Server、Visual FoxPro 、DB2 、Access注意：数据库管理系统属于系统软件，例

11、如Visual FoxPro；但由它所开发出来的各类数据库管理软件则属于应用软件，如某学校的学籍管理系统、图书管理系统、某企业的人事管理系统。数据库管理软件系统应用软件概念：应用软件是为解决某种专门问题而设计的软件。包括：应用软件包、面向问题的应用软件、用户自己编制的程序等。应用软件软件包针对某种实际用途而设计应用程序，例如 Auto CAD套装软件 例如 Microsoft Office，包括 Word、Excel、PowerPoint等用户自行开发的软件自己设计的程序，如农工商超市管理系统。程序库主要用于数值计算与统计分析的应用程序，例如 IMSL 、 SAS 、 SPSS 。硬件系统：是

12、指计算机中的电子线路和物理装置。软件系统：是指计算机的逻辑实体，是控制计算机接受输入产生 输出，存储数据和处理的程序的总称。程序就是软件。1、存储程序程序控制原理计算机工作时先要把程序和所需数据送入计算机内存，然后存储起来，这就是存储程序的概念。运行时，计算机根据事先存储的程序指令，在程序的控制下由PU周而复始的取出指令，分析指令，执行指令，直至完成全部操作，这就是存储程序和程序控制原理。计算机工作原理2、二进制 计算机中程序（指令）和数据是以二进制数表示的。 计算机能够直接执行的是以二进制表示的机器语言指令，而汇编语言和高级语言要翻译成机器语言代码计算机才能执行。计算机工作原理、指令系统（）

13、指令：是能被计算机执行的某种命令。是程序设计的最小单位，是计算机唯一能直接识别和执行的命令。每条指令包括两个部分：操作码和操作数。操作码用来指示计算机应执行什么性质的操作。惹有2n 种操作，则操作码字段至少需要位二机制代码。操作数用来指出操作的对象。可以有一个、两个或三个，通常称作单地址、双地址或三地址指令。计算机工作原理 （）指令系统：一种计算机能够执行的全部指令集合，称为这种计算机的指令系统。 每种微处理器具有不同的指令系统，例如Intel 8086指令系统中的指令只能被Intel 8086 CPU识别和执行而不能被Motorola M68000 CPU识别和执行。计算机工作原理3、主机和

14、外设的信息交换 （1）主机是运算器、控制器和内存储器的合称，所以主机包括CPU和内存。 （2）外设输入输出设备的简称。 （3）总线（BUS）是传送信息的一组通信线，它是CPU、主存储器和I/O接口之间交换信息的公共通路。 （4）接口是主机与外部设备相互连接的部分，是外设与CPU进行数据交换的协调及转换电路。计算机工作原理总线及其分类包括：地址总线、数据总线和控制总线。地址总线(AB):用来传送CPU寻址存储单元和外设接口的地址信息。地址总线宽度反映计算机的最大内存容量，如微机地址总线宽度是32位，它的最大内存容是232=4GB 。数据总线(DB)：用来在CPU与存储器和I/O接口之间双向传送数

15、据。它的宽度表示计算机内部传输数据的能力。总线及其分类控制总线(CB)：用于传送各种控制信号，包括控制器发向内存、外设的控制信息，以及内存、外设向CPU发出的请求信号。总线的性能指标主要体现在总线宽度、总线工作频率和数据传输率上，其中数据传输率是最主要的。随着微机和不断发展，微机的总线结构有过PC-XT、ISA、MCA、EISA、VESA和PCI总线。44一、微型机算计的发展 微机是微型机算计的简称，也称个人计算机PC。微机的最显著的特点是它的CPU都是由一块高集成的超大规模集成电路芯片完成。是计算机发展到第四代的产物。至1971年美国Intel公事第一片微处理器诞生以来它主要经历了五个发展阶

16、段。微型计算机系统微型机算发展的五个阶段二、微型计算机的主要性能指标 微机的性能指标有多种，衡量计算机的性能不应单看哪一条指标，而要全面综合地衡量。对于不同用途的计算机，衡量其用途的侧重面也有所不同，微型计算机的主要性能指标有以下一些内容。 微型计算机系统1、字长 是计算机一次能处理的二进制数码的位数。字长决定微机的通用寄存器、内存储器、ALU的位数和数据总线的宽度；字长越长一个字所能表示的数据精度就越高。它直接关系到计算机的计算精度、功能和速度。微机字长一般都是2的若干次方。 微型计算机的主要性能指标2. 存储器容量 存储器容量是衡量计算机存储二进制信息量大小的一个重要指标。存储容量一般以KB或MB、GB为单位。存储容量反映了内存储器存储数据的能力。存储容量越大，其处理数据的范围就越广。微型计算机的主要性能指标3、运算速度