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1、第二章 计算机系统,五个功能部件：输入设备、运算器、存储器、控制器、输出设备其中运算器和控制器，合称中央处理器，简称 CPU。1、运算器AU 功能：对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。构成：由一个加法器、若干个寄存器和一些控制线路组成。衡量性能指标：字长和速度。2、控制器CU 功能：指挥整个机器各个部件自动、协调工作。构成：指令寄存器、译码器、时序节拍发生器、操作控制部件、指 令计数器。,2.1 计算机硬件组成,机器指令的执行过程：（1）机器指令：计算机可以真正“执行”的命令。机器指令构成：操作码+操作数（2）指令的执行过程：1）根据程序计数器里的内容到存储器中读取当前要执行的指令，同时把他放
2、到指令寄存器中。2）译码器开始译码 3）控制器根据译码器的输出，按一定顺序产生执行该指令的所有 控制信号。4）在控制信号的作用下，使各个部件完成相应的工作。,2.1 计算机硬件组成,3、存储器 功能：用来存储当前要执行的程序、数据及结果，具有存数和取数功能。存数：指向存储器里“写入”数据 取数：指从存储器里“读取”数据 访问：读写操作统称对存储器访问 分类：内存储器（内存）：CPU 可以直接访问其里的数据。外存储器（外存）：CPU 不可直接访问其里的数据，只有先调入 内存方可使用。,2.1 计算机硬件组成,（1）主存储器（放在主机内部的，用于存放当前运行的程序和数据。）1）内存储器 随机访问存
3、储器（RAM）RAM 是 PC 的主要存储区域；它允许读写数据；它是易失性存储器。只读存储器（ROM）它包含可以访问和读取但不能修改的程序与数据；它是非易失性存储器。2）高速缓存（Cache）用于临时存储频繁使用的信息以加快访问速度；一级 Cache：CPU 内部的 Cache 二级 Cache：CPU 外部的 Cache 三级 Cache：主板使用的,2.1 计算机硬件组成,（2）辅助存储器（外存储器）1）硬盘 2）移动存储产品 USB 移动硬盘 USB 优盘 光盘 只读型光盘 CD-ROM 一次性写入光盘 CD-R 可擦除型光盘 CD-RW DVD 光盘,2.1 计算机硬件组成,4、输入/
4、输入设备（I/0 设备）（1）输入设备 功能：向计算机输入命令、程序、数据等信息。把这些信息转换为 计算机能识别的二进制代码。例子：键盘、鼠标、扫描仪、手写板、麦克、照相机、摄像机、游 戏操作杆、条形码阅读器、光学字符阅读器、触摸屏、光笔 等。（2）输出设备 功能：将计算机处理后的各种内部格式信息转换为人们能识别的形 式表达出来。例子：显示器、打印机、绘图仪、音响等。,2.1 计算机硬件组成,5、计算机的结构各部件的连接方式（1）直接连接 1952年 冯诺依曼 IAS（2）总线结构 总线：是一组连接各个部件的公共通信线。三种总线：数据总线：传输数据信号的公共通路 地址总线：传输地址信号的公共通
5、路 控制总线：除数控制信号的公共通路,2.1 计算机硬件组成,ISA 总线 PCI 总线 AGP 总线 EISA 总线,1、中央处理器 构成：运算器、控制器、若干个寄存器和高速缓存。性能指标：直接决定了整台机器的性能、字长和时钟主频。2、存储器 分类：主存储器和辅助存储器,2.1 计算机硬件组成总结,3、总线 ISA 总线 PCI 总线 AGP 总线 EISA 总线4、输入设备 鼠标、键盘等5、输出设备 显示器（1）分类：阴极射线管显示器（CRT）和液晶显示器（LCD）,2.1 计算机硬件组成总结,（2）性能：像素与点距 分辨率：整个屏幕上像素的数目=列*行 显存 显示器的尺寸：用显示屏的对角
6、线来衡量 打印机 分类（1）点阵打印机（2）喷墨打印机（3）激光打印机,2.1 计算机硬件组成总结,6、微型计算机的主要技术指标（1）字长：CPU 一次能同时处理二进制数据的位数。（2）时钟主频：指 CPU 的时钟频率，单位 GHz。（3）运算速度：指每秒钟所能执行加法指令数目，常用 MIPS 表示。（4）存储容量：主要指内存的存储容量。（5）存取周期：指 CPU 从内存储器中存取数据所需要的时间。,2.1 计算机硬件组成总结,计算机系统的硬件组成,运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备,ROM、RAM、软盘、硬盘、光盘,键盘、鼠标、扫描仪、手写笔、触摸屏,显示器、打印机、绘图仪、音箱,1
7、、概念 为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。2、软件系统及其组成,软件系统,系统软件,应用软件,操作系统,语言处理程序,系统服务程序,应用软件包,用户程序,其它领域应用软件,辅助设计/制造,科学计算,办公自动化,数据库/信息管理,2.2 软件系统,3、计算机语言（1）概念：人与计算机“沟通”使用的语言（2）种类 机器语言：直接用二进制代码表示指令系统的语言 指令：命令 指令系统：指令的集合 汇编语言：是一种把机器语言“符号化”的语言 汇编语言源程序：用汇编语言写的程序 目标程序：翻译后的机器语言程序 汇编程序：将源程序翻译成目标程序的软件,2.2 软件系统,3、计算机语
8、言(续)高级语言（算法语言）：具有严格的语法和语义规则。两种翻译方式：编译：将源程序一次翻译成目标程序。在经过链接便可执行 解释：将源程序逐句翻译、逐句执行的。,2.2 软件系统,TIOBE 2013年8月编程语言排行榜,4、系统软件（1）概念：控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件（2）分类：操作系统 语言处理系统 数据库管理系统系统辅助处理软件,2.2 软件系统,5、应用软件（1）概念：为解决特定问题而开发的软件（2）分类：办公软件和办公套件 多媒体处理软件 Internet 工具软件,2.2 软件系统,功能：管理计算机上所有资源（硬件资源和软件资源）1）处理机管理使程序更有效的执行 2）内存管理内存空间的分配、保护和扩充 3）信息管理主要是指组织和管理外存上的信息 4）设备管理 5）用户接口 程序级的接口系统调用 作业级的接口用户界面,2.3 操作系统,核心概念：1）进程 线程 2）内核态 用户态,2.3 操作系统,分类：1）按功能和特性：批处理操作系统、分时操作系统（UNIX）、实时操作系统 2）按管理用户数：单用户操作系统（DOS）、多用户操作系统 3）适合管理网络：网络操作系统,2.3 操作系统,典型OS：UnixLinuxWindowsVxWorksAndroidMac OSiOS,2.3 操作系统,
