第二章-计算机系统技术基础

管理信息系统经济管理系第二章计算机系统技术基础计算机系统：对计算机主机设备、与主机相连的外围设备、系统软件和应用软件的总称。计算机系统的基本原理与组成计算机系统的发展与分类计算机软件基础知识第一节计算机系统的基本原理与组成计算机采用2进制数据表达方式比特（bit）、字节（byte）：1字节由8比特组成。计算机中的数据表达方式冯.诺依曼计算机结构的基本思想匈牙利数学家冯.诺依曼在1947年明确提出了两个重要的思想存储程序将计算机能够执行的基本指令都存储在计算机中，计算机的运行就是从存储器中读出指令来执行的过程，简化完成一系列操作的过程。二进制计算机指令和数据均以二进制编码的形式存储，即只用“0”和“1”两个字符来表示，用计算机电子器件的高电平和低电平来表示“0”和“1”。基本结构中央处理单元和主存储器是计算机系统的核心，合称为主机。基本结构中央处理单元和主存储器是计算机系统的核心，合称为主机。计算机系统的基本结构中央处理单元输入设备辅助存储器总线输出设备通信设备主存储器中央处理单元输入设备辅助存储器总线的类型数据总线：数据信息地址总线：存储器地址信息控制总线：运行控制信号中央处理单元（CentralProcessingUnit，简称CPU）由控制器和运算器组成衡量CUP运算速度的一个通用指标：每秒中运行的百万条指令数。（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）主存储器主存储器又称为内部存储器，简称内存。随机存储器（RandomAccessMemory，RAM）基本知识：kb:kilobyte1kb=1024字节1mb=1024kb辅助存储器：又称为外存储器，简称外存。基本构成：常识：GB：Gigabyte；1GB＝1024MB辅助存储器外存磁带磁盘光盘存储器软磁盘存储器硬磁盘存储器输入设备与输出设备输入设备：键盘、鼠标、图文扫描仪、条形码阅读器、触摸屏、语音输入设备、视频输入设备、手写体输入设备。输出设备：显示器、针式打印机、激光打印机、喷墨打印机、绘图仪、语音合成与输出设备。较新类型的输入输出设备点触式（Pointing）设备一种发布命令、进行决策选择和响应视频提示的设备。目前有电子鼠标器（ComputerMouse）、轨迹球（Trackball）、触碰板（TouchPads）和电子游戏机的操纵杆。计算机笔手写输入设备，可以完成光笔和画图板的功能。视频输入/输出最普通的使用最广泛的视频输出设备是阴极射线管（CathocleRayTube，CRT）。等离子显示较为昂贵。电子计算器和电子表上的液晶显示（LiquidCrystalDisplays，LCD）也被使用于便携式微型计算机和移动终端。第二节计算机系统的发展与分类计算机发展概况微处理器及其主要性能指标计算机系统的分类计算机系统的发展趋势计算机发展概况常识：1946年，美国宾夕法尼亚大学的科学家和工程师设计制造了世界上第一台电子计算机。计算机发展历经的阶段第一代电子管计算机（1946~1956）以真空电子管为基础电子管体积大、能耗高、受命短、产生热量大，存储和处理能力极为有限以磁鼓作为内存储器，以穿孔卡片作为辅助存储器应用领域为部分科学和工程计算第二代晶体管计算机（1957~1963）以晶体管为基础稳定性和可靠性有所提高，产生热量少晶体管制作过程复杂，且费用昂贵每秒钟可执行20万到30万条指令在科学领域广泛应用，并扩展到业务管理领域第三代集成电路计算机（1964~1979）以集成电路为基础速度达到每秒钟5百万条指令，高性能促进了操纵系统软件的应用和开发计算机的使用更加趋于平民化应用领域和范围更具广泛的扩展第四代大规模集成电路计算机（1980~现在）大规模集成电路和超大规模集成电路为基础成本降低、体积减小、速度提高、存储器容量更大、出现了一定的智能特征基于计算机处理器的科技领域不多的扩大，新技术和新兴行业日益出新微处理器及其主要性能指标微处理器定义：运用超大规模集成电路技术将计算机的运算器、控制器和存储器等功能部件集成在一块集成电路芯片上，就形成了微处理器。广泛使用的通用微处理器芯片：Intel公司的Pentium系列、Motorola公司的PowerPC系列、AMD公司的AMD系列。微处理器的主要性能指标子长CUP中运算器的二进制位数，微处理器一次能够运送的二进制数的位数。子长越大，计算机的运算速度越快、运算精度越高。按微处理器子长将计算机称为8位机、16位机、32位机或64位机。时钟频率也称为主频，是衡量内容时钟推进速度的指标，含义是时钟在一秒钟内发生的周期数，单位是MHz。是确定计算机运行速度的重要因素。数据总线宽度数据总线是CPU、主存储器和其他部件之间通信的通道，总线宽度是指在该数据通道上一次能够传递的数据位数。可通过对上述指标的优化来提高计算机的性能。精简指令集（RISC）计算机进行数据处理的基本指令是固化在处理器芯片上的。RISC是通过对原始的CISC（复杂指令集）进行精简得到的，以保证绝大多数的处理指令都能够在一个时钟周期内执行完，提高计算机的运行速度。RISC的出现是对计算机性能提高的一次重大突破。计算机系统的分类大型计算机（Mainframe）处理方式以批处理为主小型计算机（Minicomputer）交互式的批处理方式工作站（Workstation）微型机（Microcomputer）－PC超级计算机（Supercomputer）微型计算机及其应用微型计算机是对终端用户最重要的计算机，也称为个人计算机，大多数微型计算机设计成单用户，以支持终端用户各种工作活动。发展情况目前，微型计算机的能力已经超过前代计算机中的主干计算机，而价格只有主干计算机的一部分。现在的微型计算机也可以作为专业工作站使用。微型计算机可以进行的信息处理业务字处理决策支持应用电子表格软件可以让用户建立描述事务状态的电子表（Spreadsheet）模型。计算机进行事务规划、预算和执行事务的分析都是为提供决策服务的。数据库管理数据的查询和分析利用。绘图利用各种外接输出设备，输出多种类型的图表，强调报告中信息的分析和表达。应用开发应用多种程序设计语言以及计算机辅助软件工程（Computer－AidedSoftwareEngineering，CASE）的工具，提供系统开发过程的自动化及提高开发质量。工程支持计算机辅助工程（Computer－AidedEngineering，CAE）的设计与分析过程，以及其他所需的计算机能力和绘图能力。个人与家庭使用微型机可以提供多种可视游戏、教育及家庭管理软件，可供个人与家庭娱乐，教育及家政管理。计算机系统的发展趋势微型化网络化多媒体对提供更多元化的计算机系统外设提出了全新的要求。第五代计算机－智能第五代计算机还有其他名称，如知识信息处理系统（KIPS）、人工智能、第一代智能机等。第三节计算机软件基础知识计算机软件的基本概念与结构操作系统（OperationSystem，简称OS）程序设计语言与开发工具数据库管理系统应用软件用户图形界面微型计算机软件简介计算机软件的基本概念与结构分类：系统软件和应用软件。系统软件：用来管理计算机中CPU、存储器、通信联结及各种外部设备等所有系统资源的程序，主要作用是管理和控制计算机系统的各个部分，使之协调运行，并为各种数据处理提供基础功能。应用软件：用来完成用户所要求的数据处理任务或实现用户特定功能的程序。操作系统（OperationSystem）操作系统是计算机最基本的软件。操作系统的基本功能：是分配和调度计算机内部的各种资源，安排和执行数据处理的基本操作，监控系统的执行。操作系统中的几个基本概念多道程序运行多个程序同时共享计算机的资源。允许程序在不占用系统相同资源的情况之下多个程序同时运行。提高了计算机设备的利用率。多任务操作在单用户操作系统上实现多道程序运行方式。多个任务同时执行，处理结果可同时显示。虚拟存储利用对应用程序进行分片的方式实现程序的存储，使程序能够及时的调入到CPU中进行处理。提高了存储器的利用效率，执行程序的大小也可以不受主存储器容量的限制，使得中小型的计算机的适应能力更强。分时处理使多个用户共享计算机处理能力的一种有效的手段。利用对CPU分片的方式赖实现同时对多个程序进行处理的操作。并行处理操作系统支持计算机中的多个CPU并行联合工作，能够将程序所要求的处理分解在多个CPU上同时进行，每个CPU执行程序的一部分指令。

常识在管理信息系统中应用最为广泛的主要有微型机磁盘操作系统DOS、基于图形用户界面的Windows系统以及多用户、多任务操作系统Unix等。程序设计语言与开发工具程序设计语言的主要分类机器语言汇编语言高级语言：BASIC、FORTRAN、COBOL第四代语言面向对象程序设计语言：C++、Java标记语言：HTML、XML开发工具：PowerBuilder、VB、Delphi、InterDev、DreamWeaver、ASP、CASE等。数据库管理系统定义：是专门对数据记录进行综合管理的软件，对数据文件结构的定义、数据记录的更新、数据记录的查询以及对数据记录的各种运算提供全面的支持。数据库管理系统是信息系统的主要技术基础。应用软件及用户图形界面应用软件主要分为两大类：通用应用软件（包）文字处理软件表格处理软件数值统计软件财务核算软件人事档案管理软件专用应用软件微型计算机软件简介微机操作系统Windows系列－MicrosoftOS/2－IBMUNIX－lotsofcompaniesSystem7－Apple微机常用应用软件文字处理软件：MicrosoftWord电子表格计算软件：MicrosoftExcel数据管理软件：MicrosoftAccess、Foxpro集成软件包：LotusNotes、MicrosoftOffice其他应用软件：Photoshop、AutoCAD补充内容－新的软件工具和方法由于企业对信息需求即时性和扩张性和软件开发的延迟性，迫使需要一种新软件开发方法，即采用物件导向程序设计工具和新的程序设计语言Java，超文本标记语言（HypertextMakeupLanguage，HTML），以及扩展标记语言（ExtensibleMakeupLanguage，XML）。物件导向程序设计物件导向程序设计的基础依赖于类别（Class）继承（Inheritance）物件导向程序设计方法创新了软件开发工作，目前由物件导向程序设计孕育出的一种新技术称为视觉化程序设计（可视化程序设计）。JavaJava是一种物件导向式程序设计语言，是由SunMicrosystems开发的。Java是一种跨平台的语言，各种品牌、各种操作系统的计算机，甚至智慧型电话豆科一执行Java程序。Java可以应用在网络计算机上，由Java写出的小程序“applets”，可以存储在网络服务器上，并在服务器上处理数据。Java语言还可以用于多媒体程序设计和网络软件开发。超文本标记语言和扩展标记语言HTML是一种网页设计语言，用于描述网页的超文本和超媒体文件，利用标记（TAG）来描述文件的格式。XML是一种新的一般性用途的描述语言，可以用它来开发其他标记语言，因此它可以创建结构化的文件。HTML与XML的