计算机系统硬件与软件

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,管理信息系统,教师：王长全 副教授,山东大学威海分校商学院,管理信息系统,双学位课程,第二篇 技术篇,管理信息系统,5.1 硬件的概念,第5章 计算机硬件和软件,计算机硬件,中央处理器,主存储器,辅助存储器,各种I/O设备,总线,5.2 中央处理器,1. 微处理器一般功能,进行算术逻辑运算,可接收和发送数据,可暂存少量数据,提供控制信号,对指令解码,Intel CPU,台式机,笔记本,INTEL,AMD,INTEL,AMD,高端,Core i7、Corei5 Core i3,羿龙II x6 六核,速龙II x4 四核,酷睿i5、酷睿i3、酷睿i7、酷睿2四核,羿龙II,速龙II,中端,双核Pentium 、单核Pentium 4,Athlon 64 X2双核、Athlon 64单核,Core Duo（酷睿双核） Core Solo、,Mobile Athlon 64,低端,Celeron D、Celeron,Sempron（闪龙）,Pentium M Celeron M,Mobile Sempron,2.,CPU 主流产品,CPU,字长,CPU,在一个指令周期内能并行处理的二进制,位数,称作字长。,如,16,位,CPU,、,32,位,CPU,、,64,位,CPU,等。,CPU,主频,CPU,的时钟频率，,CPU,运算时的晶片振荡频率，以每秒百万个周期为单位即,M,Hz,。,RISC,处理器,精简指令集与复杂指令集,SUN,公司的,UltraSparc,、,IBM,公司的,POWER5,、,HP,公司的,Alpha,等都使用,RISC64,位,CPU,。,3. CPU主要技术,双核与多核处理器,在处理器主频提升速度的同时，发现在目前的情况下，单纯主频的提升已经无法为系统整体性能的提升带来明显的好处，并且高主频带来了处理器巨大的发热量，更为不利的是,Intel,和,AMD,两家在处理器主频提升上已经有些力不从心。在这种情况下，,CPU,多核心成为发展方向,。,多核处理器是在基于单个半导体的一个处理器上拥有多个一样功能的处理器核心，即将多个物理处理器核心整合入一个内核中，主要有双核、三核、四核、六核等。,多核处理器,酷睿2双核移动处理器T5600,只读存储器 ROM,随机存储器 RAM,高速缓存,5.3 存储系统,主存储器,RAM内存,内存容量是指该内存条的存储容量，是内存条的关键性参数。内存容量以,MB,作为单位，可以简写为,M,。,内存的容量一般都是,2,的整次方倍，比如,512MB,、,1024MB,、,2048MB,等，一般而言，内存容量越大越有利于系统的运行。目前台式机中主流采用的内存容量为,2048MB,或,4096MB,。,系统中内存的数量等于插在主板内存插槽上所有内存条容量的总和，内存容量的上限一般由主板芯片组和内存插槽决定。不同主板芯片组可以支持的容量不同。,内存适用类型,台,式,机,内,存,笔记本内存：对尺寸、稳定性、散热性方面有一定的要求，价格要高于台式机内存。,内存适用类型,服务器内存：服务器是企业信息系统的核心，因此对内存的可靠性非常敏感。服务器内存大多都带有Buffer（缓存器），Register（寄存器），ECC（错误纠正代码），以保证把错误发生可能性降到最低。,内存适用类型,内存传输类型,传输类型指内存所采用的内存类型，不同类型的内存传输类型各有差异，在传输率、工作频率、工作方式、工作电压等方面都有不同。,目前市场中主要有的内存类型有,SDRAM,、,RDRAM,、,DDR,和,DDR2,四种。其中,DDR,和,DDR2,内存占据了市场的主流，而,SDRAM,内存规格已不再发展，处于被淘汰的行列。,RDRAM,则始终未成为市场的主流，只有部分芯片组支持，而这些芯片组也逐渐退出了市场，,RDRAM,前景并不被看好。,SDRAM,，即,Synchronous DRAM,（,同步动态随机存储器），曾经是,PC,电脑上最为广泛应用的一种内存类型，它的工作速度是与系统总线速度同步的。,SDRAM,内存又分为,PC66,、,PC100,、,PC133,等不同规格，而规格后面的数字就代表着该内存最大所能正常工作系统总线速度，比如,PC100,，,说明此内存可以在系统总线为,100MHz,的电脑中同步工作。,内存传输类型,DDR SDRAM,，,习惯称为,DDR,。,DDR SDRAM,是,Double Data Rate SDRAM,的缩写，双倍速率同步动态随机存储器。,SDRAM,在一个时钟周期内只传输一次数据，而,DDR,内存则是一个时钟周期内传输两次数据。,DDR,内存可以在与,SDRAM,相同的总线频率下达到更高的数据传输率。,DDR2,（,Double Data Rate 2,）,SDRAM,：同样是一个时钟周期内传输两次数据，但却拥有两倍于,DDR,内存预读取能力，即每个时钟能够以,4,倍外部总线的速度读,/,写数据，并且能够以内部控制总线,4,倍的速度运行。,DDR3 SREAM,：提供了比,DDR2,更高的运行效能与更低的电压，是,DDR2 SDRAM,（四倍资料率同步动态随机存取内存）的后继者（增加至八倍），也是现在流行的内存产品。,内存传输类型,CPU,缓存（,Cache Memory,）,是位于,CPU,与内存之间的临时存储器，它的容量比内存小的多但是交换速度却比内存要快得多。,缓存的工作原理是当,CPU,要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给,CPU,处理；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给,CPU,处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。,高速缓存,二级存储器,磁带、磁盘、光盘、闪存,辅助存储器,硬盘,最重要的数据的载体,主要由碟片、磁头、磁头臂、磁头臂伺服定位系统、接口等组成,容量,磁盘存储器,容量,体积,台式机硬盘一般,3.5,英寸，而笔记本电脑受到体积的限制，笔记本硬盘目前大多为,2.5,英寸，由东芝推出最小的笔记本硬盘为,1.8,英寸硬盘。,转速,在主轴转速上，台式机硬盘一般是,7200RPM,，,至少是,5400RPM,。,而笔记本硬盘因为体积、能耗、散热的原因，没办法用高速电机，大部分转速还在,5400RPM,，,近来不少厂商也已经推出了,7200,转,/,秒的笔记本专用硬盘，如日立的,Travelstar,7K60,。,硬盘的主要指标,光盘,CD-ROM,DVD,光驱的传输速率：通常光驱传输速率的高低取决于光驱的倍速，如,16X DVD,、,52X,的,CD-ROM,，,一般情况下光驱的倍速越高，数据传输也就越快。,倍速：最初光驱的速率为,150KB/s,，,即,1X,（,单倍速）的,CD-ROM,光驱。现在的光驱以最初的,150KB/s,作为基准进行衡量，得到相应的倍速值。,DVD-ROM,的速率算法也基本相同，只不过,DVD-ROM,的单倍速率理论上可以达到,1358KB/s,。,闪存,是非易失性存储器中的一种,容量大、价格低,BD,采用波长为,405,纳米的紫外线镭射技术进行传输的硬盘式,DVD,存储装置,传输速率更高,存储容量更大,5.4 输入/输出设备,输入设备,键盘、扫描仪、鼠标,输出设备,打印机、显示器,视频输入输出,声音识别,光和磁识别,无线射频识别,扫描仪及其它光电输入设备,扫描仪（,Scanner,）是一种高精度的光电一体化的高科技产品，它是将各种形式的图像信息输入计算机的重要工具。是继键盘和鼠标之后的第三代计算机输入设备。它是功能极强的一种输入设备。人们通常将扫描仪用于计算机图像的输入，而图像这种信息形式是一种信息量最大的形式。从最直接的图片、照片、胶片到各类图纸图形以及各类文稿资为都可以用扫描仪输入到计算机中进而实现对这些图像形式的信息的处理、管理、使用、存贮、输出等。,语音识别设备,一种自动输入数据的方法,输入方式,以语音方式通过麦克风输入,通过语音识别设备和软件对语音进行识别,将语音的模拟信号转变为数字信号存储在磁盘上,需安装声卡，捕获输入的语音信号,卡片识读器,能够识读卡片和证章介质上的磁性数据的设备,经常用来自动记录员工进出企业的时间,桌面视频系统,能够从电视直播或磁带上直接获取视频图像,图像可以存储在硬盘或光盘上,可以利用图形软件编辑图片或图片序列,扩充了显示屏的功能,不仅既具有输出功能，而且又具有输入功能,触摸屏幕的某个部分时,就能激活相应的命令去执行某些程序,触摸屏的应用,-,导购、咨询、指南等,触摸屏,无线射频识别RFID,RFID射频识别是一种非接触式的自动识别技术，它通过射频信号自动识别目标对象并获取相关数据，识别工作无须人工干预，可识别高速运动物体并可同时识别多个标签，操作快捷方便。,RFID技术利用无线射频方式在阅读器和射频卡之间进行非接触双向传输数据，已达到目标识别和数据交换的目的。,最基本的RF系统由三部分组成：,标签（Tag，即射频卡）：由耦合元件及芯片组成，标签含有内置天线，用于和射频天线间进行通信。,阅读器：读取（在读写卡中还可以写入）标签信息的设备。,天线：在标签和读取器间传递射频信号。,射频技术在物料管理中的应用,进货环节,采用了RFID技术一改传统的销售商进货管理，利用读写器获取货物及同时到达的物流信息，对货物自动统计信息并传入信息系统后入库；货物安置在不同的仓库区域后，可以利用固定的电子标签读写器对货物在仓库中的存放状态进行监控，如指定堆放区域、上架时间等信息的统计。当仓储区域货物期限快到时则自动发出报警信号给中央调度系统通知工作人员；出库时，货物信息的变动同样传送到相应数据库。使用了RFID技术使得货物登记变得自动化，更加快速准确，减少了人员需求与货物损耗，实现快速提货和取货，并最大限度地减少存储成本。,射频技术在物料管理中的应用,销售环节,商家在销售环节使用电子标签对货物进行统计，只需在主机的系统管理软件上便可查询到货物的详细信息，例如存货的种类以及数量。同样在付款台对物品实现自动扫描和计费，取代繁琐的人工收款模式。更令消费者关注的有效期问题，系统对于某些具有实效性商品的有效期限进行监控，提醒商家做出相应的处理，避免过期的损失；同时商品管理系统对货物进行管理，在缺货时及时通知商家补货，保证货源充足，提高销售环节的效率。,射频技术在物料管理中的应用,运输环节,在货物表面贴上RFID标签（例如贴在集装箱和外包装上），可以对货物进行跟踪控制。处在运输过程中的货物被安装在车站、码头、机场、高速公路出口等处的读写器读取到电子标签的信息后，连同货物的位置信息传送给货物调度中心的数据库中，准确及时地更新物流网中的货物信息。,补充： 条形码技术,条形码简称条码，是由一组按特定规则排列的条、空及其对应的字符、数字、字母组成的表示一定信息的符号。,条形码的应用可以提高信息录入的速度，减少差错率，但是一维条形码也存在一些不足之处：,* 数据容量较小： 30个字符左右,* 只能包含字母和数字,* 只是在水平方向表达信息，尺寸较大（空间利用率低）,* 条形码遭到损坏后便不能阅读,二维条形码,* 在水平和垂直方向的二维空间存储信息，空间利用率高,* 数据容量： 最大1850个字符,* 可存储字母、数字、文字、图片、声音等各种信息,* 遭到损坏后可纠正错误以便正确解码,* 可引入加密措施，保密性、防伪性好,* 成本低，易制作，持久耐用。,5.5 软件的概念,软件分类,系统软件：管理与支持计算机系统资源及操作的程序，是计算机硬件和应用程序之间重要的软件接口。,应用软件：综合用户信息处理需求的、直接处理特定应用的程序。,软件发展趋势,程序设计语言向对话式、自然语言方向发展,向更容易使用的多目标应用软件包发展,分类：,系统管理程序：,用于管理计算机系统的硬件、软件和数据资源。包括操作系统、数据库管理程序、通信管理程序。,系统支持程序：,通过提供各种支持服务，以支持计算机系统的操作和管理。包括系统实用程序、安全管理器等。,系统开发程序：,帮助用户开发信息系统的应用程序。包括各种语言编译器、开发工具、辅助软件工程包等。,5.6 系统软件,操作系统,是一台计算机最基本、最重要的软件包，它控制CPU的操作，控制计算机系统的输入/输出，资源的分配，为应用程序提供各种服务与接口。,五大功能：,用户界面,资源管理,任务管理,文件管理,实用程序与支持服务,操作系统分类：,批处理OS、分时OS、实时OS。,DOS,曾经是PC机上最常用的操作系统，以简单、可靠赢得了广大用户的青睐。但由于未能紧跟计算机硬件技术的发展，最终退出了历史舞台。,Windows3X,在DOS的基础上改进了用户接口、内存管理和设备管理，增加了对多媒体的支持，实现了图形用户界面，为PC机操作系统的进一步发展打下了基础。,Windows95/98/me,是一个全新的32位PC机操作系统，它充分利用了PC硬件技术发展的新成果，在支持原有16位应用的基础上，把PC操作系统技术向前推进了一大步。,主要操作系统简介,Windows NT,继承了微软公司Windows系列操作系统的优良特性，是一种可移植性好，支持多种硬件平台，功能强大，可靠性好、灵活性高的企业级操作系统。,Windows XP,是目前为止在,Windows,系列使用较多的微机操作系统。,Windows CE,在原有windows操作系统基础上经过简化设计而成的用于移动通信设备的小型操作系统。,WINDOWS 2003系统,优点：操作易用性是除了XP以外最人性化的版本，安全性是目前为止Windows全系列服务器产品中最好的,是目前Windows服务器中主流产品。,Windows 2003,系列操作系统的版本：,Windows Server 2003 Web Edition,Windows Server 2003 Standard Windows,Windows Server 2003 Enterprise Edition,Windows Server 2003 Datacenter Edition,WINDOWS 2003 系统,Windows Server 2003 Web Edition 硬件支持：2GB内存 2路处理器 硬件支持,Windows Server 2003 Standard Edition 硬件支持：4GB内存 4路处理器 特点：针对中小型企业。具备几乎所有服务功能。,Windows Server 2003 Enterprise Edition 硬件支持：64GB内存 8路处理器 特点：针对高端服务的需求。具备所有服务功能。,Windows Server 2003 Datacenter Edition 硬件支持：512GB内存 32路处理器 特点：符合最高性能的要求，具有极其可靠的稳定性与扩展性。,OS/2系统,专用于IBM PC或与IBM PC兼容的计算机上的32位操作系统。,UNIX系统,经过20多年的锤炼，以高可靠性、高效率和强大的TCP/IP支持、支持并行处理和多处理器和独有的64位计算使其成为企业级应用的首选。 作为UNIX风格的操作系统。,LINUX,秉承了UNIX系统的优秀特性，以可靠、高效和近乎为零的使用成本而成为一种重要的操作系统。,Mac OS系统,是一套运行于苹果Macintosh系列电脑上的操作系统。Mac OS是首个在商用领域成功的图形用户界面。现行的最新的系统版本是Mac OS X 10.6.x版。,补充：智能手机操作系统,Android,是一种以LINUX为基础的开放源码操作系统，2005年被GOOGLE 收购。目前占据全球智能手机市场43%的市场份额。,Symbian,2008年12月塞班公司被诺基亚收购，目前全球市场占有率22%。,IOS,苹果公司开发的手持设备操作系统，与Macintosh一样属于UNIX系列，目前全球市场占有率18%。,Windows Mobile,微软公司WINDOWS系列，最新版本为WINDOWS PHONE 7 操作系统。,其他系统管理软件,数据库管理系统（DBMS）,Oracle,Sybase,MS SQL server,通信管理器,系统支持程序,5.7 程序设计语言,机器语言。,特点：,采用二进制代码,指令随机器而异,效率高，执行速度快,编程繁琐，工作量大，不直观,汇编语言：,采用助记符代替二进制代码,高级语言。,优点：,更接近自然语言，一般采用英语表达，便于理解、记忆、掌握。,高级语言编写的程序短小，易于编写、调试。,可移植性强。,高级语言不能被计算机直接识别和执行，必须先翻译成用机器指令表示的目标程序。翻译的方式有两种：,解释执行,编译执行,第四代语言（4GL）,是一种十分接近英语和其他人类语言的自然语言,互联网环境下的编程语言,