第04章 计算机系统和硬件

第2篇技术篇第4章计算机系统与硬件第5章计算机软件第6章数据库与数据仓库技术第7章通讯与网络4.1计算机的发展4.2计算机的运算基础4.3网络计算的模式4.4计算机硬件第4章计算机系统与硬件4.1计算机的发展4.1.1计算机的创始与发展从原始计数法到机械计算机电子计算机时代4.1.2计算机的分类及应用4.1.3计算机的发展趋势项目第一代第二代第三代第四代第五代大小（典型计算机）房间大小（主干计算机）储藏室大小（主干计算机）桌子大小(小型计算机)台式和便携式(微型计算机)信用卡大小(微型计算机)器件电真空管晶体管半导体集成电路大规模集成电路超大规模集成电路，超导电路密度（器件数/每个线路）单个上百个几千个成千上万几百万个速度（执行指令数/每秒）几百条

几千条几百万条几千万条几亿条可靠性（线路的失误率）几小时几天几星期几个月几年存储（字符容量）上千上万成千上万几兆几亿价格（美元/每百万条指令）1010.10.0010.00014.2计算机的运算基础4.2.1计算机系统原理冯诺依曼计算机结构的基本思想存储程序二进制计算机系统的基本结构输入设备控制器输出设备

CPU

存储器运算器ALU4.2计算机的运算基础4.2.1计算机系统原理冯诺依曼计算机结构的基本思想存储程序二进制计算机系统的基本结构4.2.2计算机中数据表示方法数值型数据的表示二进制BinaryBit0,1十进制Decimal0,1,…….,9十六进制Hexadecimal0,1,…….,9,A,….,F

1110+1×101——————10110000110———11110876543210

222222222

2561286432168421八位叫Byte汉字要16位ASCII(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)EBCDIC(ExtendedBCDInterchangeCode)字符型数据的表示ArithmeticUnit运算器ControlUnit控制器Storage存储器I/O计算机部件结构ADD006str008124747运算器ArithmeticUnit35+12ADD006控制器ControlUnitADD006001003002图4-6指令执行过程4.3网络计算的模式

图4-7 主从式运算结构

图4.8 主从式运算的种类

图4-8 主从式运算的种类

B/S结构C/S结构

图4-9B/S结构与C/S结构的比较

4.4计算机硬件硬件是计算机物理设备的总称，也叫做硬件设备。图4-10微型计算机系统结构图Processing–MotherBoardExample16CPU(MicroProcessor)ExpansionSlotPowerSupplyCD/DVDDriveRAMROM4.4.1中央处理器中央处理器由两个主要部件组成：运算器和控制器。图4-11 带寄存器组的运算器图4-12 控制器的结构图

CPU的发展影响计算机运行速度的因素：机器字长的长度、晶片振荡频率、数据总线的宽度。名称机器字长(bit)总线宽度(bit)晶片振荡频率(MHz)制造厂商计算机机种Pentium326475-200IntelPCPentium(MMx)3264166-233IntelPC,工作站PentiumIII3264450-500Intel高级计算机,工作站Corei764642.8-3.4GHzIntel四、六核，高级计算机，工作站Athlon3264PR1500-2100AMDPCPhenom64641.8-2.6GHzAMD双、三核，高级计算机Opteron64641.4-2.5GHzAMD四、六核，工作站龙芯13232200-266MHz中科院计算所PC，工作站龙芯26464250-1200MHz中科院计算所PC，工作站龙芯364641.0GHz中科院计算所四、八核PC，工作站表4-3微型处理器种类图4-13循环处理与并行处理4.4.2存储系统

第一代第二代第三代第四代第五代第六代一级存储磁鼓磁芯磁芯LSI半导体存储器VLSI半导体存储器WSI三维集成存储器发展趋势利用更小的微电子线路向高速大容量能力发展二级磁带磁带磁盘磁盘光盘光盘、磁盘存储磁鼓磁盘磁带光盘磁盘闪存发展趋势利用磁、光和电介质，向海量存储能力发展

价格

速度

容量用途存取特性

磁带

磁带

闪存二级存储直接低磁盘低磁盘大光盘二级存储直接↓光盘↓光盘↓磁盘二级存储直接闪存闪存磁带二级存储顺序高半导体存储器高半导体存储器小半导体存储器一级存储随机

高速半导体存储器

高速半导体存储器

高速半导体存储器高速缓存随机4.4.3输入/输出设备计算机键盘与显示终端点触式设备计算机笔视频输入/输出打印输出声音识别体感设备光和磁识别无线射频识别B/S模式软件开发平台构建安装tomcat4服务器软件，解压缩到D:\，注意后面不能有其他字符。解压缩后D盘有名为D:\tomcat4子目录。将D:\tomcat4\bin子目录下startup.bat、shutdown.bat两个文件建立快捷方式并置于桌面。点击startup.bat为启动服务器，点击shutdown.bat为关闭服务器。注意：如果将tomcat4安装在其他盘如C:\，

1.请将startup.bat、shutdown.bat两个文件程序的第二行的“D:\”改为“C:\”。

2.将D:\tomcat4\conf子目录下server.xml文件中的“D:\hypj”，改为“C:\hypj”，一共有三处，用“查找”方式定位，再修改。一、安装tomcat4安装jdk（JAVA语言套装工具），解压缩到D:\，注意后面不能有其他字符。解压缩后D盘有名为D:\jdk1.3.1子目录。二、安装和j2sdk-1_3_1安装HYPJ。在该子目录下为自行开发的应用软件，初学者本将自己开发的软件程序放在该子目录下的其他相关子目录。将HYPJ.rar解压缩到D:\，注意后面不能有其他字符。解压缩后D盘有名为D:\HYPJ子目录。初学者可模仿HYPJ软件开发自己的软件。三、安装HYPJ软件安装SYBASE（JAVA语言套装工具），解压缩到D:\，注意后面不能有其他字符。解压缩后D盘有名为D:\SYBASE子目录。执行子目录下的setup.exe文件，按默认参数安装，安装子目录也用默认子目录。注意在选择安装文件界面有6个选项已打“√”只保留第5项即驱动程序项，其他“√”取消。安装结束后重新启动计算机。在D:\hypj\pjdata\子目录下已有pjdata.db数据库文件，初学者先用这个文件，不要建立新的用户数据库。四、安装SYBASE数据库驱动程序选择控制面板-管理工具-ODBC数据源，按下页提示建立本系统ODBC数据源。选择“系统DSN”→“添加”→“完成”，出现数据源建立对话框，在前三个页面输入下列参数。数据源名：hypjdatasource描述项：HYPJUserID：dbaPassword：sql服务器名：HYPJStartline：C:\performance\SQLAnywhere7\win32\dbsrv7.exe数据库名：pjdata