第二章 计算机系统

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二章 计算机系统,章节安排,2.1,计算机系统概述,2.2,计算机硬件系统,2.3,计算机工作原理,2.4,计算机软件系统,2.5,计算机的选配,2.1,计算机系统概述,2.2,计算机硬件系统,2.2.1.CPU,（中央处理器）,1,）运算器：进行算术运算和逻辑运算。其中的数据取自内存，运算结果又送回内存。其对内存的读写操作是在控制器控制下进行的,2,）控制器：指挥计算机各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件，是计算机的神经中枢和指挥中心。,2.2,计算机硬件系统,CPU,主要性能指标,1,）主频：,CPU,的时钟频率,一个时钟周期内执行的指令数固定，主频越高，执行越快,2,）外频：系统的时钟频率,主频,=,外频,倍频系数,2.2,计算机硬件系统,CPU,主要性能指标,3,）前端总线,(FSB),：,CPU,与北桥芯片之间的总线，是,CPU,与外界交换数据的唯一通道,4,）高速缓冲存储器容量,(Cache),：位于,CPU,与内存之间的高速存储器，一般与,CPU,同频运作。,5,）核心数量：双核，四核,6,）制造工艺：内电路与电路之间的距离，单位是微米,(um),和纳米,(nm),2.2,计算机硬件系统,CPU,产品,1,）,Pentium,系列,Intel,公司推出的第五代,CPU,系列，发布,Core 2 Duo,之后终结。,Pentium 4,：用于台式机,Pentium M,：笔记本,Pentium D,：双核,64,位处理器,2,）,Celeron,系列,Pentium,系列的廉价版本，二级缓存减少一半,2.2,计算机硬件系统,CPU,产品,3,）,Core,系列,Core Solo, Core Duo,笔记本,Core2 Solo, Core2 Duo, Core2 Quad,笔记本，台式，服务器,4,）,AMD,系列：,Duron, Sempron, Athlon, Turion,5,）国产,龙芯：龙芯一号，龙芯二号,2.2,计算机硬件系统,2.2.2.,存储器,用来存放程序和数据的记忆装置，是计算机各种信息的交流中心,（,1,）内存储器,随机存储（,RAM,）,(,内存,):,存取速度快，掉线后数据不保存,两个主要的性能指标：存储容量和存取的速度,目前主要使用,SDRAM,或者,RDRAM,2.2,计算机硬件系统,只读存储（,ROM,）：用于存放计算机的启动程序（,BIOS,程序），只能读，不能写。掉线后数据不会消失,高速缓冲存储器（,Cache,） 集成于,CPU,内部，存储,CPU,即将访问的指令或者数据,（,2,）外存储器（外存，辅存）：软盘，硬盘，光盘，移动存储设备等,CPU,Cache,内存,2.2,计算机硬件系统,硬盘的技术指标：,（,1,）存储容量 目前的存储容量已经可以超过,1 TB,（,2,）转速：硬盘盘片每分钟转动的圈数，单位：,rpm,光驱：读取光盘的设备,移动盘：移动硬盘，,U,盘,2.2,计算机硬件系统,存储容量：存储器中最多可存放二进制数据的总和，基本单位是字节（,Byte,，,B,），每个字节包含,8,个二进制位（,bit,）,转换计算表示方法：,1 KB = 1024 B = 2,10,B,1 MB = 1024 KB = 2,20,B,1 GB = 1024 MB = 2,30,B,1 TB = 1024 GB = 2,40,B,2.2,计算机硬件系统,2.2.3.,总线及接口,1,）总线：各个部件及设备将传输数据的公用通道,可以比喻成高速公路,2.2,计算机硬件系统,总线的,3,个技术指标：,A.,总线带宽：单位时间内总线上传送的数据量，反映了总线的数据传输数率,总线带宽,=,总线工作频率,总线位宽,传输次数,/8,B.,总线位宽：总线能够同时传送的二进制数据的位数，例如，,32,位总线，,64,位总线等。总线位宽越宽，总线带宽越宽。,C.,总线工作频率：以,MHZ,为单位，工作频率越高，总线工作速度越快，总线带宽越宽。,常见的系统总线：,ISA(LPC), PCI, AGP,2.2,计算机硬件系统,2,）接口：各种外围设备通过接口与主机之间相连，位于总线与外围设备之间。,常见的接口分类：,A.USB,接口：支持热插拔，传输效率高,USB1.1 USB2.0,B.IEEE1394,接口：连接多媒体设备设计的一种高速串行接口标准。目前的传输速率可以达到,400 Mb/s,，也支持热插拔,C.PS/2,接口：连接鼠标和键盘的专用接口,D.,串行接口,E.,并行接口,2.2,计算机硬件系统,2.2.4.,输入输出设备（,I/O,）,输入设备：键盘，鼠标，触摸屏，扫描仪，话筒等,输出设备：显示器，打印机，耳机，音响等,2.3,计算机工作原理,2.3.1.,计算机的指令系统和程序,能被计算机识别并执行的二进制代码，规定了计算机能完成的某一种操作,两部分组成：,操作码：要完成的操作的类型或性质。例如：加法,操作数：指明操作对象的内容或所在的单元地址,一台计算机的所有指令的集合为该计算机的指令系统,数据传送指令，数据处理指令，程序控制指令，输入,/,输出指令，其他指令,2.3,计算机工作原理,2.3.2.,工作原理,执行过程：取指令,分析指令,执行指令,一条指令执行完成，程序计数器加,1,或将地址码送入程序计数器，继续重复执行下一条指令,取指令,分析指令,执行指令,是否结束指令,开始,结束,否,是,程序的执行,2.4,计算机软件系统,2.4.1,系统软件,1,）操作系统,为了使计算机系统中所有的软、硬件资源协调一致，有条不紊的工作，必须有一个软件来进行同意的管理和调度，这种软件就是操作系统，它是最基本的系统软件。,引入操作系统的目的：,用户使用计算机更灵活，更安全，提高工作的效率,合理使用其他的各种软件,操作系统的性能很大程度上直接决定了整个计算机系统的性能,Windows,，,UNIX, Linux,等,2.4,计算机软件系统,2,）程序设计语言,人与机器进行交流的工具，使用来编写程序的工具,分类：,A.,机器语言：由二进制代码,0,和,1,按一定的规则组成的、能被机器直接理解和执行的指令集合,编程工作量大，难学，难记，难修改,B.,汇编语言：使用一些反映指令功能的助记符来代替机器语言的,符号语言,MOV A, 15,把,15,放入累加器,A,中,ADD A, 10 10,与累加器,A,中的值相加，结果放在,A,中,HLT,结束，停机,C.,高级语言,:,一种接近于自然语言和数学公式的程序设计语言。例如：,C/C+, VB, FORTRAN,C#,JAVA,2.4,计算机软件系统,3,）语言处理程序,在所有的程序设计语言中，除了用机器语言编写的程序能够被计算机直接理解和执行外，其他程序设计语言编写的程序计算机都不能直接执行，这种程序称为,源程序,。,源程序必须经翻译、转换成机器语言，计算机才能执行。执行翻译这个过程的工具，就是,语言处理程序,。,汇编程序,高级语言翻译程序 编译方式和解释方式,2.4,计算机软件系统,编译方式,解释方式,编译程序,连接程序,源程序,目标程序,数据,计算结果,可执行程序,解释程序,源程序,数据,计算结果,2.4,计算机软件系统,4,）典型的程序设计语言,FORTRAN,：最早的高级程序设计语言，主要用于高级计算,COBOL,语言：商用，主要用于数据处理,Pascal,语言：结构化程序设计语言，适用于教学，科学计算，数据处理和系统软件开发,C/C+,语言：语言功能丰富，使用灵活，简洁明了，编译产生代码短，执行速度快，可移植性强,BASIC,语言，初学者语言,Java,语言：主要用于网络应用开发，程序比,C+,更严谨、可靠、易懂，跨平台的优点。,2.4,计算机软件系统,4,）实用程序,完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务,1,）系统设置和优化软件：磁盘清理，系统备份，超级兔子,2,）诊断程序：能够识别并改正计算机系统存在的问题,3,）备份程序：备份重要的系统文件,4,）文件压缩程序：,ZIP, RAR,2.4,计算机软件系统,5),应用软件,办公软件：为办公自动化服务的,office,组合软件,Microsoft Office, WPS Office,图形和图像处理软件,图像处理软件“画图工具”，,Photoshop,，美图秀秀等,绘图软件：创建和编辑矢量图文件。,AutoCAD,等,动画制作软件：,3DS MAX, Flash,等,数据库系统,（,1,）数据库（,Database,）：是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。,（,2,）数据库管理系统：是一种操纵和管理数据库的大型软件，用于建立、使用和维护数据库，简称,dbms,。,常见的数据库管理系统：,Access,SQLServer,Oracle,DB2,（,3,）数据库应用程序：利用数据库管理系统的功能，自行设计开发符合自己需求的数据库应用软件。例如：学生成绩管理系统,数据库系统由数据库（存放数据）、数据库管理系统（管理数据）、数据库应用程序（应用数据）、数据库管理员（管理数据库系统）和硬件等组成。,2.4,计算机软件系统,5,）应用软件,Internet,服务软件,浏览器，电子邮件，文件传输，网盘等,倾向于云服务发展,娱乐与学习软件,娱乐软件：动作类，冒险类，仿真类，益智类等,CAI,（计算机辅助教学）软件：远程教育,2.5,计算机的选配,考虑的因素：,用途：计算？开发？上网？游戏？,携带：笔记本？台式机？,价格：品牌机，,DIY,组装,谢 谢 大 家,