第一章、计算机系统概论.pptVIP

* 每一基本操作叫做一条指令，复杂的操作是由一系列指令来完成， * 控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成 * 在一个计算机系统中所有的指令构成该计算机的指令系统，根据指令的总数可以对操作码进行编码，从而可以和地址码一起组成指令。在存储器用于存储二进制位串，不管是指令或是数据，为了计算机执行的效率，程序和数据是分开存放的。 * 取指周期从存储器中取出的是指令，在执行周期从内存中取出和写入的是数据。 * 计算机是通过输入输出设备和外界进行信息交换的。 计算机内部的二进制信息，我们是读不懂的，只有通过输出设备，转换成自然语言、声音、图象、图画才能交流。 日常的信息只有通过输入设备，转化为二进制信息，计算机才能明白是什么，如何处理。 输入输出设备也称外围设备，种类繁多且速度各异 * 一个计算机系统有了硬件，则有了躯壳，要想使之具有灵魂，能按照人们的意愿完成任务，则还需要控制硬件工作的软件，这是一种计算机硬件能够理解并能按此进行工作的程序和文件。 软件分为两大类：系统程序 + 应用程序 系统程序：用来简化使用方法，提高计算机使用效率，发挥和扩大计算机的功能及用途，简化程序设计。包括：操作系统、DBMS、语言程序及各种服务性程序 应用程序：用户用来解决某些问题而编制的程序。 * 机器指令代码，也成为目标程序 * 计算机系统是一个复杂的软硬件结合体， 除第一级外，其他各级都得到下面级的支持。 分层的优势：能够很好了解计算机如何组成的；分级的观点来设计计算机，能够帮助设计一个良好的系统结构。 * 并行处理机又叫SIMD计算机。它是单一控制部件控制下的多个处理单元构成的阵列，所以又称为阵列处理机。多处理机是由多台独立的处理机组成的系统。 * 1. 位(Bit):计算机的最小信息单位 2. 字节(Byte)：1Byte=8 bits 3. 字(Word)：由一个以上的字节组成 4. 字长：组成一个字的二进制位数 5. 指令字：字的内容是一条指令 6. 数据字：代表要处理的数据 7. 指令流：取指周期从内存中读出的信息流 是指令流，它流向控制器。 8. 数据流：在执行周期中从内存中读出的信息 流是数据流，它由内存流向运算器。 （4）指令流(Instruction Stream)和数据流(Data Stream) CPU的结构 4. 适配器(adapter)和输入输出设备(I/O) 输入(Input)设备：键盘、鼠标、扫描仪、麦克风等 输出(Output)设备：显示器、打印机、绘图仪 输入/输出设备：硬盘、软盘、磁带、磁鼓等　　 (1)输入输出设备： (2)适配器： 作用：相当于一个转换器、保证外围设备用计算机系统特性所要求的形式接发信息。 常见有：网络适配器、显卡适配器等 5. 总线(Bus) 是构成计算机系统的骨架，是多个系统部件之间进行数据传送的公共通路。 冯.诺依曼结构计算机 （1）存储程序控制：要求计算机完成的功能，需要事先编制成相应的程序，并输入到存储器中，在控制器的控制下，有条不紊地工作。 （2）程序和数据都用二进制表示。 （3）程序由指令序列构成，任何一条指令序列都包含操作码和地址码。 （4）全机以CPU为中心，输入的信息在CPU控制下才能写入主存储器，输出的信息也只有在CPU控制下才能从主存储器中取出送至相应的输出设备。 I/0 输入设备 输出设备 运算器 控制器 存储器 CPU Basic Functional Units of a Computer 计算机的基本组成 小结（Summary） 1946年Von Neumann提出存储程序计算机模型。 1.4 计算机的软件 1.4.1 软件的组成与分类 计算机软件 系统程序 各种服务性程序：诊断、排错等 语言程序：汇编、编译、解释等 操作系统 数据库管理系统 应用程序 工程设计程序 数据处理程序 自动控制程序 企业管理程序 情报检索程序 科学计算程序 硬件 系统程序 应用程序 用户 计算机软件层次结构示意图 机器语言：使用1和0编制。计算机直接可以识别和执行。缺点：要熟悉指令系统、繁杂、容易出错、不易调试、只有专家使用。 汇编语言：对机器指令采用助记符的表示，能够用符号语言编写。简单直观、便于记忆。不能为计算机识别，使用汇编程序，把符号语言编写的程序翻译为机器代码。 高级语言：按照实际需求规定一套基本符号以及由基本符号构成程序的规则。更加接近自然语言，直观通用、与具体机器无关。 编译程序：把整个源程序翻译为机器代码或汇编代码的程序，它和运行系统一起组成编译系统。 解释程序：对源程序逐行解释并立即执行的程序。 操作