第一次课 计算机系统组成

1、计算机系统组成三二微型计算机软件系统软件与硬件的关系四常见个人计算机微型计算机硬件系统一本节内容基本知识 微型计算机往往也称为个人计算（Personal Computer，PC），或称为个人电脑。主要概念 CPU，微处理器，主存（内存），辅存（外存），外设，接口，总线一、 微型计算机硬件系统主板CPUCPU=运算器+控制器+寄存器在微型计算机中，CPU集成在一个芯片上， 也称为微处理器（Microprocessor,MP）CPU的核（Core）：CPU中实际读取指令和执行指令的那部分电路。 多核CPU衡量CPU性能的主要指标字长主频运算速度总线（Bus）和接口(Interface) 总线是计算

2、机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束。外设要通过I/O接口与微处理器相连。 总线和接口中数据传送方式：并行和串行目前有代表性的内部总线和外部总线有哪些？PCI、ISA等 RS-232、USB、IEEE1394接口等USB（Universal Serial Bus）接口IEEE1394接口（又名火线接口firewire）PS/2接口（紫色是键盘接口，绿色是鼠标接口） LPT接口内存（Main Memory）功能：程序执行期间，用于存放程序和数据。由半导体存储单元组成 主存储器和高速缓存组成 CPU可直接访问 ROM和RAM前者只取不存，后者可存可取内存分类、RAM（

3、随机存取存储器）特点：可读写，掉电丢失存放用户程序和数据或临时调用的系统程序分为：SRAM静态(无需刷新电路)和DRAM动态（常规、扩展、扩充内存）SRAM比DRAM速度快23倍，价格贵，容量少存取方式：随机2. ROM（只读存储器）特点：只读，掉电不丢失其内容是由制造厂家，用特殊方法一次性写入的,用于一些启动信息和固化的程序。外存又称辅存。用于存放大量且暂时不用的数据 处理方式：批处理 由磁盘或磁带组成 优点：价格低，容量大，永远保存信息 缺点：存取速度慢 种类：软盘、硬盘、光盘、U盘硬件外存（辅存，Secondary Storage）1.机械硬盘（Hard disk）2.固态硬盘（Soli

4、d State Disk， SSD）3.移动硬盘(Mobile Hard disk)4.闪存盘（U盘）（USB flash drive或USB flash disk）5.光盘硬盘（Hard disk）放在主机内，是一个密封体，由若干个金属盘片组成。从外部大小分有5英寸，3.5英寸和2.5英寸，目前已出现更小的1.8英寸盘。容量在迅速扩大，原286是有3040M盘，现硬盘已发展为500GB1TB盘，现在微机一般配备一个硬盘。光盘存储器原理：运用光盘盘面的凸凹不平，表示“0”和“1”的信息，光驱利用激光头产生激光扫描光盘p盘面，读取“0”和“1”的信息。特点：记录密度高，存储容量大，保存时间长。类

5、型： CD、DVD 光盘的分类CDa）只读性光盘(CD-ROM)，只能读取信息，不能写入，可提供650M的存储空间。b）一次写入性光盘(CD-R)，只能写一次，写后不能修改。c）可抹性光盘(CD-RW)，可以重复读写，但需要光盘刻录机操作DVD与CD类似，DVD也有DVD-ROM、DVD-R和DVD-RW键盘（Keyboard）和鼠标（Mouse）键盘和鼠标是现代计算机的标准输入设备。PS/2接口和USB接口，也可以以无线方式连接。后一种方式下，键盘或鼠标发射无线电信号，相应的信号接收器插在PS/2或USB接口上。输入设备是将外部可读数据转换成计算机内部的数字编码的设备。触摸屏（Touch S

6、creen）1. 电阻式触摸屏 2. 电容式触摸屏 3. 红外线式触摸屏4. 表面声波触摸屏最简单、方便、自然的一种人机交互方式显示器（Display或Monitor）1.CRT（Cathode Ray Tube）显示器2.LCD显示器（液晶显示器，Liquid Crystal Display）输出设备是将计算机内部的数字编码转换成可读的字符、图形或声音的设备。音频系统 个人计算机的音频系统包括声卡、耳机、音箱以及话筒等，属于常用的输入/输出设备。1.声卡(Sound Card)A/D、D/A转换，还有一些信号处理功能。板载声卡（集成声卡）独立声卡、外置声2.多声道音频（Multi Chann

7、el Audio）2.0声道（立体声）2.1声道多声道2.1声道音箱产品5.1声道音箱产品5.1声道音响系统音箱摆放位置示意图 漫步者 R201T06音箱打印机1.喷墨打印机特点：打印无噪声，色彩鲜艳其耗材墨水，比较贵。2.激光打印机特点：噪声较小，速度快价格较昂贵。 技术指标：打印速度和打印分辨率。常见输入设备（Input Device）输入设备是人或外部与计算机进行交互的一种装置，用于把原始数据和处理这些数据的程序输入到计算机中。常见的输入设备有键盘（最基本的输入设备）、鼠标、摄像头、麦克风、扫描仪、手写笔、游戏手柄、触摸屏等。常见输出设备（Output Device）输出设备是将计算机处

8、理的结果转换成人们能够识别的数字、字符、图像、声音等形式展示出来。常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。二、 微型计算机软件系统程序（Program ）：是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列。软件：程序和数据的集合。通常根据用途将其分为两大类：系统软件和应用软件。软件结构系统软件用于使用和管理计算机系统及其资源操作系统计算机语言及其处理程序数据库系统(DBS)系统服务程序 应用软件为解决各类实际问题而设计开发的软件操作系统(Operating System)操作系统是一种系统软件，它负责管理计算机系统中的各种资源并控制各类程序的运行，是计算机硬件和软件及用户之间的接口。

9、定义引入操作系统的目的从系统管理人员的观点来看：操作系统是计算机资源的管理者。从用户的观点来看：给用户使用计算机提供一个良好的界面。 从发展的观点看：给计算机系统的功能扩展提供支撑平台，使之在追加新的服务和功能时更加容易和不影响原有的服务与功能。裸机：只有硬件、没有软件的计算机PC启动过程：开机 BIOS程序运行 操作系统运行，这以后PC就由操作系统控制和管理。1）按使用环境和对作业处理方式分类1批处理操作系统（单道、多道）（如DOS/VSE）2分时处理操作系统（如Unix）3实时操作系统（如VRTX）2）按硬件结构来分类1网络操作系统(如Netware)2分布式操作系统(如Amoeba)3多

10、媒体操作系统(如Amiga)3）按使用方式分类1单用户单任务（如DOS）2单用户多任务（如Windows） 3多用户多任务 (如UNIX)4）按用户界面分类DOS NetWare UNIXWindows1字符界面（Text User Interface, TUI）操作系统（如DOS）2图形界面（Graphical User Interface，GUI）操作系统（如Windows）5）按寻址范围分类可分为16位、32位、64位操作系统等。如windows7操作系统有32位和64位两个版本32位 windows7的寻址范围是2的32次方字节。64位windows7的寻址范围是2的64次方字节。操作

11、系统的功能存储器管理设备管理文件系统管理作业管理处理机管理微型计算机常用操作系统(1) DOS(2) UNIX(3) Linux(4) Windows(5) Mac OS X(6) 智能手机的操作系统：Android、Windows Phone、Symbian程序设计语言及其处理程序低级语言和高级语言（算法语言）低级语言有机器语言（二进制代码语言）、汇编语言（符号语言）两种。机器语言,汇编,高级语言机器语言-由二进制码组成,通过线路让计算机直接执行的操作代码汇编语言-用符号与二进制的代码一一对应,便于记忆高级语言-近似人们使用的自然语言去编写程序代码Basic、Fortran、C、Java源程

12、序可执行程序目标程序编辑程序汇编或编译程序联接程序汇编程序面向过程：BASIC、Pascal、 FORTRAN、C等面向对象：C+ 、 Java、Visual Basic等 机器语言高级语言汇编语言数据库系统（DBS）用户DBMSDB数据库应用程序数据库(DB)数据库应用程序数据库管理系统(DBMS)FoxPro、SQL Server、SyBASE、Oracle等。DBS数据库管理系统(DBMS)Microsoft SQL Server、SYBASE、DB2、ORACLE、MySQL、ACCESS等。建立数据库、编辑、修改、增加、删除数据库内容等 数据维护对数据的检索、排序、统计等使用数据库的

13、功能使用数据库友好的交互式输入输出能力 输入输出使用方便、高效的数据库编程语言 允许多用户同时访问数据库 数据库访问提供数据独立性、完整性、安全性的保障 数据保障数据库编程语言应用软件文字处理软件 表格处理软件 辅助设计软件 图形、图像处理软件网页制作软件计算机游戏软件等等软件 = 程序 + 数据+文档软件分类系统软件操作系统 Windows、UNIX语言处理程序Turbo C 连接程序 LINK诊断程序 QAPLUS、WINTEST数据库系统 FoxPro、Oracle应用软件文字处理软件 WPS、Word表格处理软件 Excel辅助设计软件 AutoCAD实时控制软件 FIX三、 软件与硬件的关系一个完整的微型计算机系统是由硬件和软件构成的。 硬件系统软件应用软件用户小结微型计算机系统软件系统硬件系统系统软件应用软件主机外部设备输入设备外存输出设备运算器寄存