14计算机的软件课件

1.4计算机的软件一、软件的组成与分类 计算机软件相对计算机硬件来说是看不见，是计算机系统中不可少的无形部件。主要有两大类：系统软件：用来简化程序设计，简化使用方法，提高计算机的使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途。它包括以下四类：①各种服务性程序，如诊断程序、排错程序、练习程序等②语言程序，如汇编程序、编译程序、解释程序等③操作系统④数据库管理系统应用软件：用户利用计算机来解决某些问题而编制的程序。1.4计算机的软件二、软件的发展演变编程语言的发展手编程序：机器语言程序，手工编译二进制码汇编程序：符号语言程序，汇编程序汇编高级程序：算法语言/高级语言，机器编译程序/解释程序系统软件的发展操作系统软件自动生成系统分布式系统软件中间件技术虚拟计算等1.5计算机系统的层次结构一、多级计算机系统计算机不能简单地认为是一种电子设备，而是一个十分复杂的硬、软件结合而成的整体或智能设备，是一个复杂系统。它通常由五个以上不同的级组成，每一级都能进行程序设计，如图所示。1.5计算机系统的层次结构二、五级计算机层次系统第一级是微程序设计级。这是一个实在的硬件级，它由机器硬件直接执行微指令。如果某一个应用程序直接用微指令来编写，那么可在这一级上运行应用程序。第二级是一般机器级，也称为机器语言级，它由微程序解释机器指令系统。这一级也是硬件级。第三级是操作系统级，它由操作系统程序实现。这些操作系统由机器指令和广义指令组成，广义指令是操作系统定义和解释的软件指令，所以这一级也称为混合级。1.5计算机系统的层次结构第四级是汇编语言级，它给程序人员提供一种符号形式语言，以减少程序编写的复杂性。这一级由汇编程序支持和执行。如果应用程序采用汇编语言编写时，则机器必须要有这一级的功能；如果应用程序不采用汇编语言编写，则这一级可以不要。第五级是高级语言级，它是面向用户的，为方便用户编写应用程序而设置的。这一级由各种高级语言编译程序支持和执行。1.5计算机系统的层次结构三、软件与硬件逻辑等价性随着大规模集成电路技术的发展和软件硬化的趋势，计算机系统的软、硬件界限已经变得模糊了任何操作可以由软件来实现也可以有硬件来实现（设计计算机系统时，应考虑各个方面的因素：价格速度可靠性存储容量变更周期实体硬件机功能的扩大固件的概念（功能上是软件，形态上是硬件）1.6计算机系统的主要技术指标机器字长：运算器一次运行二进制位数运算速度描述一台计算机的运算速度的单位应该是每秒执行多少条指令如MIPS(MillionInstructionsPerSecond)每秒执行百万条指令.对于带有浮点运算的计算机系统，常用每秒百万个浮点操作MFLOPS（MillionFloationg-pointOperationsPerSecond）1.6计算机系统的主要技术指标机器容量:计算机的容量实际上是指机器内部主存储器的容量。吞吐量:计算机系统的吞吐量是指计算机在单位时间内能处理的信息量。也就是流入、处理和流出系统的信息的速率。响应时间:响应时间指从给定计算机输入到出现对应的输出之间的时间间隔。响应时间取决于用户输入的信息、系统特性以及在用户输入信息时系统正在处理的其他负载。1.6计算机系统的主要技术指标举例说明在已知指令系统内部各类指令的执行时间（Ti）情况下，对机内运行的典型程序进行统计，找出各类机器指令的使用频度（fi）。才可计算出等效的指令执行时间（T）。显然，其等效的运算速度应为：举例说明指令名称参数传送指令加、减法指令乘、除法指令逻辑运算指令其他指令其他指令使用频度（％）3020102020执行时间（ns）2004002500300250举例说明于是这台机器的等效运算速度应为：=2*106条/秒=2MIPS第一章小结计算机系统的基本概念构成：硬件和软件层次结构计算机系统的基本工作原理计算机的基本组成部分五大部件冯·诺依曼型计算机特点存储程序,自动执行以运算器为中心计算机发展特点计算机系统指标第一章小结本章重点:建立计算机系统整体概念了解计算机系统基本概念掌握冯·诺依曼计算机模型以及计算机组成理解计算机系统层次结构本章难点:计算机自动执行时控制器如何区分指令和数据作业P15,4、6举例说明计算机系统运行过程计算机学院体系结构中心复习1、运算基础1、进位计数制-位置计数法

式中 i ——数位。

m,n ——正整数。

R ——基数。

Ki ——第i位数码。计算机学院体系结构中心复习1、运算基础

位置计数法(带权记数法)的数制均有以下几个主要特点：(1)数码个数等于基数，最大数码比基数小1；(2)每个数码都要乘以基数的幂次，而该幂次是由每个数所在的位置决定的，即“位权”，简称权；(3)低位向高位的进位是“逢基数进1”复习1、运算基础2、进位计数制—几种典型进制

进位计数制基数位权如：10011101B1234/1234D572Q（O）2F0AH123.45=1×102＋2×101＋3×100＋4×10-1＋5×10-2计算机科学与技术学院体系结构中心复习1、运算基础3、二进制计算机内部,采用二进制,因为:.容易实现

.算术四则运算规则简单

.可进行二值逻辑运算4、各进制之间的转换举例（1）、任意进制数→十进制数例：11001B=1×24＋1×23＋0×22＋0×21＋1×100=25325.7Q=3×82＋2×81＋5×80＋7×8-1

4F5.C2H=4×162＋15×161＋5×160＋12×16-1＋2×16-2（2）、十进制数→任意进制数例：将十进制数25.625转换为二进制数。

225余数整数

212K0=10.625×2=1.25k-1=126K1=00.25×2=0.5k-2=023K2=00.5×2=1k-3=121K3=10K4=1故25.625对应的二进制数为11001.101B复习1、运算基础（3）、二进制、八进制、十六进制之间的转换例：1100010.1101111B=142.674Q1100010.1101111B=62.DEH142.674Q=001100010.1