第2章计算机系统组成新.ppt

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1、2.1 计算机系统概述2.2 计算机的硬件系统2.3 计算机的软件系统2.4 指令系统和程序设计语言,计算机系统组成,计算机的基本工作原理和结构,计算机硬件基本知识：硬件系统的总线结构图;微机系统五大组成部分及功能;计算机的主要性能指标,计算机软件基本知识：语言的概念，系统软件、应用软件的概念，操作系统、汇编程序、编译程序和解释程序的功能,本章重点,John von Neumann冯诺依曼,现代计算机奠基人冯诺依曼 提出了存储程序工作原理。这一原理确立了现代计算机的基本组成和工作方式。,2.1.1 计算机的基本工作原理,冯诺依曼原理,存储程序的思想是：采用二进制形式表示数据和指令。用存储器来存

2、放所要执行的程序，而中央处理器则依次从存储器取出程序中的每一条指令，并加以判断和执行，直到完成全部指令为止。由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分组成计算机系统。,0，1,输入用I表示，输出用O表示,1.4.1 计算机系统的组成,组成图,层次图,2.1.2 计算机硬件系统的组成,(1)计算机系统,计算机系统的组成,从外观看，一台微机由主机（包括内存）和外部设备（包括外存）组成。在主机箱内有主板（包括CPU和内存、总线扩展槽）、外存、输入输出接口电路等，如下图所示：,(2)微机硬件的基本组成,2.2 计算机的硬件系统 2.2.1 CPU,插卡式Slot,针脚式Socket,1.中央

3、处理器CPU（核心）：它执行对信息的处理与控制，是整个微型机的核心，它是一个大规模集成电路芯片。决定微机的档次。,2.CPU可分为：,3.主流产品：,Intel公司的Pentium(奔腾）系列和AMD公司的Athlon(速龙）系列P4 CPU:奔腾、赛扬、至强、迅驰,字长CPU一次所能处理的数据的二进制位数；CPU字长有8bit，16bit，32bit，64bit等，目前流行的微机主要采用32bit。工作频率 即CPU每秒所能执行的指令条数，常用主频表示，CPU主频通常以MH（兆赫）和GH（千兆赫）为单位，MH 指每秒执行百万条指令。目前流行的CPU的主频均已达GH 数量级高速缓存（cache

4、)（128KB2MB),4.主要性能指标：,高速CPU,低速内存,高速CPU和低速内存的速度不匹配，如何解决？,高速缓存,多核CPU技术64位CPU低功耗CPU嵌入式CPU,5.CPU技术的新发展,2.2.2 存储器系统,计算机的存储器用来存放程序和数据，其容量的大小、存取数据速度的快慢将直接影响到微机系统的性能。,注意：计算机运行时的程序和数据均放在RAM中，一旦掉电，其中的内容将全部丢失。,1、内存,外存储器之一：硬盘存储器,存储原理：电磁原理,2、外存,外存储器之二:软盘存储器,软盘一般有5寸盘(5.25“)和3寸盘(3.5”)，高密3寸盘的存储容量为1.44M，高密5寸盘容量为1.2M

5、，现在一般采用3寸盘。在DOS中用“A：”、或“B：”来表示软盘的盘符。,读写窗口,挡板,塑料壳,轴盘连接孔,盘片,写保护孔,3.5英寸软盘示意图,外存储器之三：光盘存储器,原理：运用光盘盘面的凸凹不平，表示“0”和“1”的信息，光驱利用激光头产生激光扫描光盘盘面，读取“0”和“1”的信息。特点：记录密度高，存储容量大，数据保存时间长。,类型：只读型光盘(CD-ROM、DVD-ROM)，数据采用专用设备一次性写入到光盘中。只能读取信息，不能再写入。CDROM的存储容量为650MB，DVDROM的存储容量为4.3GB17GB。一次写入型光盘(CD-R、DVD-R)，只能写一次，写后不能修改。可擦

6、写型光盘(CD-RW、DVD-RW)，可以反复读写，但需要专用软件进行操作。,外存储器之四、五：优盘与移动硬盘,优盘（又名闪存盘）,移动硬盘,特点：,容量大，单位存储成本低；速度快；兼容性好，即插即用；具有良好的抗震性能。,特点：防潮、耐高低温、抗震、防电磁波、容量大、携带方便等,外存是一种长期保留数据的装置，属外部设备。既是输入设备，又是输出设备，主要用于和内存储器交换信息。有硬盘、软盘、光盘、U盘、移动硬盘。,CPU、内存、外存间的关系：,外存和内存的比较：速度较内存慢、容量一般较内存大，且价格比内存便宜。软盘容量为1.44M，常见硬盘达GB级以上，光盘容量有500600MB，有可擦写光盘

7、。,2.2.3 主板,主板是计算机中重要的部件。主要功能是传输电子信号。计算机的性能、功能、兼容性都取决于主板设计。目前主板的系统结构为控制中心结构。主流产品是ATX主板。,1-3-5-7,三大芯片北桥芯片决定主板性能高低南桥芯片决定主板功能多少BIOS芯片决定主板兼容性好坏,2.2.4 输入输出设备,显示器打印机绘图仪,键盘鼠标扫描仪,输入设备,输出设备,1.键盘,无线光电鼠标器,2.鼠标器,主要用于视窗界面的操作环境中，通过在桌面上移动鼠标器带动光标移动来实现各种需要的操作。鼠标器通过串行通讯接口与主机相连，有机械式和光电式两种。,3.显示器,如同一台电视机，能及时显示计算机的提示信息和程

8、序的运行结果，是向用户提供信息的重要设备。主要由显示监视器和显示适配器（显卡）两部分组成：,（VGA是一种显示标准）,2.3 计算机软件系统的组成,一种用来管理计算机系统软硬件资源、提高计算机工作效率的系统软件。5大功能：1.进程与处理器(CPU)管理 2.作业管理 3.存储管理4.设备管理 5.文件管理 单用户操作系统：DOS 多用户多任务：windows XP/2000/98网络操作系统：Unix,netware,Windows NT,Linux,2.3.1 系统软件,系统软件主要有：操作系统、语言处理程序（如VB、C、VFP等）、工具软件等,1.操作系统(OS,Operating Sys

9、tem),应用软件是针对某一具体应用目的而编制的软件。如：财务软件、工资管理软件、文字处理软件、CAD软件以及各种游戏软件等。分专用和通用型。特点：运行于操作系统之上，通过一些编程工具开发实现。分类：办公自动化软件、多媒体应用、辅助设计、企业应用、网络应用、安全防护、系统工具、娱乐休闲等。,2.3.2 应用软件,2.4 指令和指令系统,指令是对计算机进行程序控制的最小单位。,机器执行什么操作,执行对象（具体数、存放位置）,程序是为完成一项特定任务而用某种语言编写的一组指令序列,注意：(1)所有指令的集合称为计算机的指令系统。(2)不同的计算机指令系统不同。,1.3.2 指令和指令系统,冯氏原理

10、：人们预先编好程序，利用输入设备把程序输入内存，计算机在控制器控制下，从内存中逐条取出程序交运算器执行。把结果回送入内存、或由输出设备输出。执行步骤：取指令、分析指令、执行指令、程序计数器加1,指令执行过程,1.4.6 微型计算机的主要技术指标,字长：计算机一次可并行处理的二进制数码的位数（分32位、64位等几种字长）,主（内）存贮器的容量：128MB/256MB/512MB/1GB等,运算速度（或时钟频率）MIPS（每秒百万条指令）主频，即主时钟频率。80486：33MHZ66MHZ之间 Pentium 4：2.4GHZ 频率越高，速度越快。,外部设备配置,性能指标,此外，还有功能指标、可靠

11、性指标、兼容性指标等。,常用键的使用方法,换档键,字母锁定键,空格键,退格键,功能键,光标键,制表定位键,控制键,小键盘,数字锁定键,1、功能键区：功能键区位于键盘最上面一行，主要由ESC、F1至F12及屏幕打印键、屏幕锁定键、暂停键组成。功能键区的按键功能一般不明确，其具体功能由操作系统和应用软件来决定，在一般情况下，ESC键是退出当前应用程序或关闭某个窗口、取消某个设置等，F1是帮助键，ALT+F4键是关闭当前窗口和退出应用程序等。,功能键区,2、主键盘区：主键盘区位于键盘的左下部，它通常由四个部分来组成：数字键0至9、字母键A至Z、特殊符号键、功能控制键。,数字键0至9,字母键A至Z,特

12、殊符号键,功能控制键,功能控制键,A、回车键（ENTER）：又称换行键，在输入程序或文字编辑时使用该键可以换行或分段，将光标插入点移至下行行首；在DOS命令状态下用来对DOS命令的确认并执行；在Windows窗口中，该键可以代替鼠标左键点击来打开选定的对象。B、退格键（BACKSPACE）：在输入程序或文字编辑时用来删除当前光标位置左边一格的字符或选定的字符/字符串；在Windows资源管理器窗口中，可以代替鼠标点击“后退”按钮使当前窗口返回到上一级目录。,退格键,回车键,C、跳格键（TAB）：又称制表键，其具体功能根据应用软件来决定，一般情况在文本编辑状态下可以插入占位符或表格编辑时可切换活

13、动单元格；在Windows的窗口或对话框中可切换各项目的执行焦点。D、组合控制键（Ctrl）、（Alt）：这两个键分别在空格键两边各有一对，一般来说单独按下不起作用，它们只有在特定的软件环境下和其他的按键组合才能完成特定的功能。在Windows 操作系统中常用的组合键有：Ctrl+C、Ctrl+X、Ctrl+V、Alt+字母、Alt+F4、Ctrl+Alt+Del。,跳格键,组合控制键,E、上挡键（SHIFT）:该键在主键盘区的左右各有一个，一般情况下左键和右键的功能一致，都可以完成上档字符（如：!、+、？等）的输入和大小写字母的转换；但在与空格键配合完成输入法切换时，左右SHIFT键的切换顺

14、序相反。F、大小写字母锁定键（CapsLock）：当计算机正常启动后，键盘上的字母键自动处于为小写输入状态。按下此键后，主键盘右上角对应的指示灯点亮，将字母A至Z锁定为大写状态，若再一次按此键，相应指示灯熄灭，字母键又回到小写状态；如果启动了中文输入法，使用该键可以在中文及大写字母间切换。,锁定键,上挡键,G、空格键：其主要功能是在光标当前位置处插入一个空格，光标向后移动一个字符。H、Windows专用键：徽标键可以打开Windows的开始菜单（包括在任务不出现在桌面时），而鼠标右键可以代替鼠标右键打开对象的快捷菜单。,空格键,徽标键,鼠标右键,4、小键盘区 该区位于键盘的右部，主要是为了提高纯数字的输入速度，由右手单独操作，其功能由数字锁定键（MUNLOCK）状态决定，按下该键，键盘右上角对应的指示灯亮，此时键盘输入锁定为数字状态，再按该键指示灯灭，这时为光标控制状态，其功能与前面介绍的光标移动键相同。此外，该键区的+、-、*、/、ENTER与主键区中相应的键位作用相同。5、键盘工作指示区。由三个状态指示灯组成，其具体功能前面已介绍。,