[第二章计算机系统.ppt

第 2 章 计算机系统 【学习要点】 掌握计算机软件系统及硬件系统构成； 了解计算机基本工作原理； 了解微机的硬件系统：包括掌握微机系统硬件组成及主要性能指标； 掌握数据在计算机中的表示及编码； 掌握字符(ASCII码)，了解汉字(GB码) 编码； 了解计算机操作系统的概念、作用、功能、分类。 第 2 章 计算机系统 主要内容 2.1 计算机系统概述 2.2 微型计算机硬件系统 2.3 计算机操作系统 2.1 计算机系统概述 一个完整的计算机系统是由“硬件”和“软件”两大系统组成的。 硬件：是计算机系统中的物理装置的总称，它可以是电子的、机械的、光电的元件或装置。例如主机、存储器、键盘和显示器等。 软件：是为运行、管理和维护计算机而编制的各种程序、数据和文档的总称。例如操作系统、程序设计语言、数据库管理系统和各种办公软件等。 计算机系统的基本组成 用户、硬件系统和软件系统的层次关系 2.1.2 硬件系统 第一台计算机ENIAC的诞生仅仅表明人类发明了计算机，从而进入了“计算”时代。对后来的计算机在体系结构和工作原理上具有重大影响的是在同一时期由美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（Von·Neumann）和他的同事们研制的EDVAC计算机。在EDVAC中采用了“程序存储”的概念，后来以此概念为基础的各类计算机统称为冯·诺依曼计算机。 冯·诺依曼计算机的主要特点 （1）计算机应由5个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 （2）程序和数据以同等地位存放在存储器中，并要按“地址”寻访。 （3）程序和数据以“二进制”编码形式表示。 计算机结构框图与工作流程 1、运算器 运算是计算机最主要的工作，大量的数据运算任务是在运算器中进行的。 运算器的主要功能是进行算术运算和逻辑运算，算术运算是指加、减、乘、除等基本运算，逻辑运算是指逻辑判断、逻辑比较以及其他的基本逻辑运算。因此，运算器又称算术逻辑单元（Arithmetic and logic Unit，ALU）。 2、控制器 控制器(Controller): 是计算机的神经中枢，只有在它的控制之下整个计算机才能有条不紊地工作，并自动执行程序。 控制器的工作过程：首先从内存中取出指令，并对指令进行分析，然后根据指令的功能向有关部件发出控制命令，控制它们执行这条指令规定的操作。当各部件执行完控制器发来的命令后，都会向控制器反馈执行的情况。这样逐一执行一系列指令，就使计算机能够按照由这一系列指令组成的程序的要求自动完成各项任务。 3、存储器 存储器是计算机用来存储信息的部件。它的主要功能是存放程序和数据，并根据控制命令提供这些程序和数据。 存储器分两大类：一类和计算机的运算器、控制器直接相连，称为主存储器（内部存储器），简称主存（内存）；另一种存储设备称为辅助存储器（外部存储器），简称辅存（外存）。 存储器的有关术语 ① 位（Bit）：存放一位二进制数，即0或1。位是计算机中存储信息的最小单位。 ② 字节（Byte）：字节是计算机中存储信息的基本单位，它是作为一个单元来处理的一串二进制数位。常用的是八位，即8个二进制数位为一个字节。为了便于衡量存储器的大小，我们一般统一以字节（Byte简写为B）为单位表示。 ③ 地址（Address）：整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元可存放8位二进制数（字节编址）。存储单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存储存储单元内的内容，每个单元必须有惟一的编号（称为地址）来标识。 ④ 读（Read）操作：按地址从存储器中取出信息，不破坏原有的内容，称为对存储器进行“读”操作。 ⑤ 写（Write）操作：把信息写入存储器，原来的内容被覆盖，称为对存储器进行“写”操作。 4、输入设备 输入设备用来接受用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的二进制形式存放到内存中。常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪和麦克风等。 5、输出设备 输出设备用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪和音箱等。 2.1.3 软件系统 软件（Software）是指挥、控制计算机各部分协调工作并完成各种功能的程序和数据。计算机软件又可分为系统软件和应用软件两大类。 1、系统软件 系统软件: 是指控制计算机的运行，管理计算机和各种资源，并为应用软件提供支持和服务的一类软件。它包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统、网络管理软件以及各种常用的服务程序（如编辑程序、连接装配程序和测试诊断程序等）。 2、应用软件 应用软件: 是在计算机硬件和系统软件的支持下，为解决各类专业和实