计算机系统的组成

,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2,章 计算机系统的组成,计算机系统概述,计算机的硬件组成及其功能,计算机软件系统,计算机的基本工作原理,计算机的主要技术指标,多媒体技术,学习要求：,掌握计算机硬件系统的组成和作用、各组成部分的功能和简单工作原理,掌握计算机软件系统的组成和功能、系统软件和应用软件的概念和作用,掌握计算机性能指标,了解多媒体计算机系统的初步知识,2.1计算机系统概述,2.2计算机的硬件组成及其功能,一、计算机的基本结构,冯.诺依曼型机的基本结构,三条思想：,计算机的基本结构,采用二进制,存储程序控制,微型机的基本结构,运算器控制器微处理器（,MPU）,或中央处理器(,CPU),各部分通过总线连接,计算机的基本结构,数据流,控制流,输入设备,输出设备,运算器,控制器,存储器,微机总线结构,中央处理器,主存储器,输入输出设备,辅助存储器,总线,二、中央处理器(,CPU),主要包括,运算器和控制器,两大部件，是计算机的核心部件。,运算器(,ALU),是计算机处理数据形成信息的加工厂，主要功能是对二进制数码进行算术或逻辑运算,控制器(,CU),是计算机的神经中枢，由它指挥全机各个部件自动、协调地工作,CPU,的性能指标,字长,：表示,CPU,每次处理数据的能力，如字长为16位、32位、64位,时钟主频,：表示处理数据的速度，如时钟主频为33,MHz,900MHz,1GHz,CPU,还包括若干,寄存器,和高速缓冲存储器,(,Cache),CPU,+,内存储器-主机,三、存储器,(,memory),是保存数据和程序的装置,有存数(写入数据)和取数(读取数据)的功能,内部存储器(主存储器，内存),设在主机内部，用于存放当前运行的程序和程序所用的数据的临时存储器,内存中有若干存储单元，一个存储单元存放一个字节。存储单元的编号称地址。,存储容量：,1字节(,Byte)=8,个二进制位(,bits),1KB=1024B,1MB=1024KB,1GB=1024MB,存取周期：两次独立的存取操作之间所需最短时间,内存储器分类,随机存储器(,RAM)(,读写存储器)：信息可随时读出或写入，一旦断电则保存的数据就会消失无法恢复,只读存储器(,ROM)：,只能读出数据而不能写入数据，用来存放固定不变重复执行的程序，如专用设备的控制程序等，即便关机数据也不会消失,外部存储器(外存),永久性存储器，存储量大、价格低,经主存的过渡与,CPU,交换数据,CPU,RAM,外存,ROM,W,W,R,R,所有辅存介质要通过驱动器才能进行存取操作,。,磁盘存储器包括磁盘驱动器和磁盘,磁盘片的结构及容量,0,磁道,1磁道,扇,区,n,磁道,容量=磁道数*扇区数*扇区内字节数*面数*磁盘片数,软盘(,diskette),5.25,英寸,3.5英寸：写保护孔露出时磁盘为写保护状态。容量为：80*18*512*2=1.44,MB,硬盘(,Hard Disk),可靠性高、容量大、速度快,光盘,分为只读型光盘(,CD-ROM),一次性写入光盘(,WORM),和可擦除光盘,存储容量大，价格低，可靠性更高，存取速度高,内外存的比较,主存,外存,项目,ROM,RAM,软盘,硬盘,光盘,造价,高,高,低+,低,低+,速度,快,快,慢+,慢,慢+,容量,小+,小,断电,有,无,有,有,有,四、输入设备,(,input device),能把准备好的数据、程序等信息转变为计算机能接受的电信号并送入计算机,键盘,鼠标器,图形扫描仪：图形、图像输入设备,条形码阅读器：,光学字符阅读器,OCR,语音输入设备,手写输入设备,触摸屏,五、输出设备,(,output device),能把计算机的运算结果或工作过程以人们要求的直观形式表现出来,打印机,可分为击打式点阵打印机、喷墨打印机、激光打印机,显示器(监视器),可分为阴极射线管显示器(,CRT)，,液晶显示器(,LED)、,和等离子显示器,主要特性：分辨率、灰度、尺寸,显示卡：即显示器接口。,MDA,EGA,VGA,SVGA,AVGA,等等,数据投影设备,六、总线,（,BUS）,计算机中传输信息的公共通路称为总线,。,体现在硬件上即是计算机主板(,Main Board),根据所连接部件的不同，分为内部总线和系统总线,系统总线按照传输信息的不同分为,：,（1）数据总线（,DB,）：,用来传送数据信息，它主要连接了,CPU,与各个部件，是它们之间交换信息的通路。数据总线是双向的，而具体的传送方向由,CPU,控制。,（2）,地址总线（,AB）：,用来传送地址信息。,CPU,通过地址总线中传送的地址信息访问存储器。通常地址总线是单向的。,（3）控制总线（,CB）：,用来传送控制信号，以协调各部件之间的操作。,2.3 计算机软件系统,软件=程序+数据+说明文档,用户通过使用软件来达到控制计算机硬件的目的。,一、系统软件,系统软件,操作系统（,OS）,语言处理程序,数据库管理系统（,DBMS）,服务程序,操作系统(,Operating System),是管理、控制和监督计算机软件、硬件资源协调运行的程序系统,地位：是“总管家”，其他软件的基础,目的：提高资源利用率,方便用户使用,硬件,操作,系统,应用,程序,用户,包括五大功能:,处理器管理，作业管理，存储器管理，设备管理，文件管理,依功能及特性分类：,单用户操作系统：如,DOS，Windows,批处理操作系统：多任务，运用于大中型机,分时操作系统：多用户多任务，如,UNIX,实时操作系统：,网络操作系统：,微机操作系统：,DOS-,单用户单任务，,WINDOWS，OS/2，,Linux,-,单,用户多任务,语言处理系统(翻译程序),将源程序翻译成计算机可识别和执行的机器机器语言的程序,汇编程序：汇编源程序-目标程序,高级语言：有两种翻译方式,解释方式：解释一句执行一句，无目标程序生成,编译方式：,源程序,目标程序,可执行程序,编辑程序,编译程序,连接程序,数据库系统(,DBS，Data Base System),数据库,DB,(Data Base),数据库管理系统,DBMS(Data Base Management System),普及式：,Visual FoxPro、Paradox、Access,完善的大型的：,Oracle、Informix、SQL Server,应用程序,服务程序,如诊断程序、调试程序等,二、应用软件,通用软件,文字处理软件：,WPS、Word、,华光、方正,电子表格软件：,Excel、Lotus1-2-3,图形图像软件：,PhotoShop、CorelDraw、,网络通信软件：,IE、FTP、,OutLook,网页制作软件：,FrontPage、,DreamWaver,辅助设计软件：,AutoCAD,简报软件：,PowerPoint,专用软件,2.4 计算机的基本工作原理,1、计算机自动计算或处理的过程实际上是执行预告存储在计算机里的一段程序的过程,2、计算机程序是指令的有序序列，执行程序的过程实际上是依次逐条执行指令的过程,3、指令的执行是由计算机硬件实现的。每一条指令的实现都经过取指令、分析指令和执行指令三个步骤,2.5 计算机的主要技术指标,1、,字长,：字长越长，则计算机的运算精度越高，处理指令能力越强,2、,主频,：越高，,CPU,速度越快,3、,运算速度,：指每秒能执行加法指令数目。常用百万次/秒,MIPS,来表示,4、,存储容量,：内存容量越大，处理能力越强,5、存取周期：,6、,Cache,7、,硬盘等等,2.6 多媒体技术,指,将以,不同形式存在的各种媒体信息,数字化,，然后用计算机对它们进行,组织、加工,，并以友好的形式,提供,给用户使用,特点：,数字化,集成性：,交互性：,实时性,