工業(yè)信息管理課件 第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

1、第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)13.1 3.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件本章小結(jié)本章小結(jié)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)2 19451945年年, , 美國(guó)數(shù)學(xué)家馮美國(guó)數(shù)學(xué)家馮. .諾依曼博士諾依曼博士發(fā)表電子計(jì)算工具邏輯設(shè)計(jì)論文發(fā)表電子計(jì)算工具邏輯設(shè)計(jì)論文提出二進(jìn)制表達(dá)方式和存儲(chǔ)程序控制計(jì)算機(jī)構(gòu)想提出二進(jìn)制表達(dá)方式和存儲(chǔ)程序控制計(jì)算機(jī)構(gòu)想 19461946年年, , 美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)美國(guó)賓西法尼亞大學(xué)研制成功電子數(shù)字計(jì)算機(jī)研制成功電

2、子數(shù)字計(jì)算機(jī) ENIACENIAC重重2828噸，耗電噸，耗電150150kWkW占地占地170170平米平米用電子管用電子管1880018800個(gè)個(gè)每秒每秒50005000次加法次加法3.1 3.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 產(chǎn)生產(chǎn)生第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)3 第一代第一代 電子管時(shí)代電子管時(shí)代(1946-1958)(1946-1958) 耗電高，體積大，定點(diǎn)計(jì)算，機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言耗電高，體積大，定點(diǎn)計(jì)算，機(jī)器語(yǔ)言，匯編語(yǔ)言 第二代第二代 晶體管時(shí)代晶體管時(shí)代(1958-1965)(1958-1965) 變集中處理為分級(jí)處理，浮點(diǎn)運(yùn)算，高級(jí)語(yǔ)言變集中處理為分級(jí)處理，浮點(diǎn)運(yùn)算，高級(jí)

3、語(yǔ)言 第三代第三代 中小規(guī)模集成電路時(shí)代中小規(guī)模集成電路時(shí)代(1965-1970)(1965-1970) 存儲(chǔ)容量大，運(yùn)算速度快，幾十至幾百萬(wàn)次存儲(chǔ)容量大，運(yùn)算速度快，幾十至幾百萬(wàn)次/ /秒秒 第四代第四代 大規(guī)模集成電路時(shí)代大規(guī)模集成電路時(shí)代(1971(1971至今至今) ) 向大型機(jī)和微型機(jī)兩個(gè)方向發(fā)展向大型機(jī)和微型機(jī)兩個(gè)方向發(fā)展 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的發(fā)展方向 巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，多媒體化巨型化，微型化，網(wǎng)絡(luò)化，智能化，多媒體化3.1 3.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展簡(jiǎn)史第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)4 巨型機(jī)巨型機(jī) 幾家公司生產(chǎn)，最快超過(guò)幾家公司

4、生產(chǎn)，最快超過(guò)1 1億億次，上萬(wàn)個(gè)億億次，上萬(wàn)個(gè)CPUCPU組成組成 IBMIBM的的SequoiaSequoia , ,國(guó)產(chǎn)天河一號(hào)國(guó)產(chǎn)天河一號(hào)A A 小巨型機(jī)小巨型機(jī) 功能同巨型機(jī)相近，價(jià)格相對(duì)便宜功能同巨型機(jī)相近，價(jià)格相對(duì)便宜 美國(guó)美國(guó)ConvexConvex公司的公司的C C系列機(jī)為其代表產(chǎn)品系列機(jī)為其代表產(chǎn)品 大型機(jī)大型機(jī) 大中型企事業(yè)單位作為計(jì)算中心的主機(jī)使用大中型企事業(yè)單位作為計(jì)算中心的主機(jī)使用 代表產(chǎn)品有代表產(chǎn)品有IBM360IBM360，370370，43004300等等3.1 3.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 分類(lèi)分類(lèi)1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)5 小型機(jī)小型機(jī)

5、 可以滿足部門(mén)性的需求，供小型企事業(yè)單位使用，可以滿足部門(mén)性的需求，供小型企事業(yè)單位使用， 典型產(chǎn)品有典型產(chǎn)品有IBM-AS/400IBM-AS/400，DEC-VAXDEC-VAX系列系列 工作站工作站 用于特殊的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，例如圖象處理和輔助設(shè)計(jì)等用于特殊的專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，例如圖象處理和輔助設(shè)計(jì)等 典型產(chǎn)品有典型產(chǎn)品有SUNSUN工作站等工作站等 微型機(jī)微型機(jī) 個(gè)人或家庭使用，個(gè)人或家庭使用，PCPC機(jī)機(jī)/ /個(gè)人計(jì)算機(jī)，價(jià)格低廉個(gè)人計(jì)算機(jī)，價(jià)格低廉3.1 3.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 分類(lèi)分類(lèi)2 2第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)6 科學(xué)計(jì)算科學(xué)計(jì)算 密碼破譯，天氣預(yù)報(bào)，地質(zhì)勘探，衛(wèi)星軌道

6、計(jì)算密碼破譯，天氣預(yù)報(bào)，地質(zhì)勘探，衛(wèi)星軌道計(jì)算 過(guò)程控制過(guò)程控制 機(jī)器人以及各種自動(dòng)化裝備，溫度調(diào)節(jié)，閥門(mén)控制機(jī)器人以及各種自動(dòng)化裝備，溫度調(diào)節(jié)，閥門(mén)控制 輔助設(shè)計(jì)輔助設(shè)計(jì)/ /分析分析/ /制造制造/ /教學(xué)教學(xué) 機(jī)械機(jī)械CAD，建筑建筑CAD，CAE，CAM，CAI 數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)庫(kù)管理，企業(yè)信息管理，統(tǒng)計(jì)匯總，辦公自動(dòng)化數(shù)據(jù)庫(kù)管理，企業(yè)信息管理，統(tǒng)計(jì)匯總，辦公自動(dòng)化 智能模擬智能模擬 人工智能，專(zhuān)家系統(tǒng)，自學(xué)習(xí)人工智能，專(zhuān)家系統(tǒng)，自學(xué)習(xí)3.1 3.1 計(jì)算機(jī)的發(fā)展計(jì)算機(jī)的發(fā)展 應(yīng)用領(lǐng)域應(yīng)用領(lǐng)域返回返回第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)7 馮馮. .諾依曼機(jī)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基本思想諾依

7、曼機(jī)計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基本思想 計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五部分組成設(shè)備五部分組成 采用存儲(chǔ)程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲(chǔ)器中，采用存儲(chǔ)程序的方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一存儲(chǔ)器中，由指令組成的程序可以修改由指令組成的程序可以修改 數(shù)據(jù)以二進(jìn)制碼表示數(shù)據(jù)以二進(jìn)制碼表示 指令由操作碼和地址碼組成指令由操作碼和地址碼組成 指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器指明指令在存儲(chǔ)器中按執(zhí)行順序存放，由指令計(jì)數(shù)器指明要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增要執(zhí)行的指令所在的單元地址，一般按順序遞增3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)

8、算基礎(chǔ) 系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)8 馮馮. .諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理可概述為：諾依曼計(jì)算機(jī)的工作原理可概述為： “存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序” + “” + “程序控制程序控制”3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理2 2輸輸入入設(shè)設(shè)備備控制器控制器輸輸出出設(shè)設(shè)備備 CPUCPU存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器運(yùn)算器運(yùn)算器ALUALU0110+10016+915第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)93.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 系統(tǒng)原理系統(tǒng)原理3 3 執(zhí)行任何機(jī)器指令包括兩個(gè)階段執(zhí)行任何機(jī)器指令包括兩個(gè)階段 指令階段和執(zhí)行階段指令階段和執(zhí)行階段

9、指令階段：取指令、指令譯碼指令階段：取指令、指令譯碼 執(zhí)行階段：執(zhí)行指令、存儲(chǔ)結(jié)果執(zhí)行階段：執(zhí)行指令、存儲(chǔ)結(jié)果第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)10 數(shù)字化信息編碼的概念：數(shù)字化信息編碼的概念： 信息信息：用數(shù)值、文字、語(yǔ)音、圖形和圖像表示用數(shù)值、文字、語(yǔ)音、圖形和圖像表示 在計(jì)算機(jī)內(nèi)一切信息必須進(jìn)行數(shù)字化編碼（即在計(jì)算機(jī)內(nèi)一切信息必須進(jìn)行數(shù)字化編碼（即用二進(jìn)制代碼形式），才能在機(jī)內(nèi)傳送、存儲(chǔ)用二進(jìn)制代碼形式），才能在機(jī)內(nèi)傳送、存儲(chǔ)和處理和處理3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)11例：數(shù)例：數(shù)2343.432343

10、.43可以分解為：可以分解為： 2103310241013100410 -1310 -2 數(shù)值的表示數(shù)值的表示 一個(gè)數(shù)值各位數(shù)字表示的值不僅與該數(shù)字有關(guān)，且一個(gè)數(shù)值各位數(shù)字表示的值不僅與該數(shù)字有關(guān)，且與該數(shù)字所在的位置有關(guān)與該數(shù)字所在的位置有關(guān)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)位權(quán)基數(shù)：相鄰位權(quán)之比基數(shù)：相鄰位權(quán)之比每個(gè)數(shù)位上的數(shù)字所表示的值每個(gè)數(shù)位上的數(shù)字所表示的值= =該數(shù)字位權(quán)該數(shù)字位權(quán)位權(quán)：基數(shù)的位權(quán)：基數(shù)的 i 次方次方 ( i 為與位置對(duì)應(yīng)的自然數(shù)）為與位置對(duì)應(yīng)的自然數(shù)） 3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法2 2第三章第三章 計(jì)算機(jī)

11、系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)12 K K進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) 位權(quán)展開(kāi)法位權(quán)展開(kāi)法 例例：將下列數(shù)值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)將下列數(shù)值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù) (101.01)2 (205.4)8 (AF.8)16 解：解： (101.01)2= 12202112002 -112-2 =(5.25)10 (205.4)8= 28208158 048 1 =(133. 5)10 (AF.8)16= 1016 1 15160816 -1 =(175. 5)103.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法3 3第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)13 十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為K K

12、進(jìn)制數(shù)，進(jìn)制數(shù)，將整數(shù)部分與小數(shù)部分將整數(shù)部分與小數(shù)部分分開(kāi)來(lái)算分開(kāi)來(lái)算 整數(shù)部分：整數(shù)部分：除以除以K K取余數(shù)，直到商為取余數(shù)，直到商為0 0，余數(shù)從，余數(shù)從自下而上排列自下而上排列 小數(shù)部分：小數(shù)部分：以小數(shù)部分乘以以小數(shù)部分乘以K K取積的整數(shù)，并取積的整數(shù)，并將其自上而下排列，直到小數(shù)部分為將其自上而下排列，直到小數(shù)部分為0 0或規(guī)定或規(guī)定精度為準(zhǔn)精度為準(zhǔn)3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法4 4第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)14 例：將（例：將（100.345）10 轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)整數(shù)部分整數(shù)部分小數(shù)部分小數(shù)部分3.2 3.2

13、 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法5 5第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)15 十六進(jìn)制與二進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換十六進(jìn)制與二進(jìn)制相互轉(zhuǎn)換 法則：法則：以小數(shù)點(diǎn)為界，每個(gè)八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制以小數(shù)點(diǎn)為界，每個(gè)八進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)三位二進(jìn)制數(shù)，每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù)數(shù)，每個(gè)十六進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)四位二進(jìn)制數(shù) 注意：注意：小數(shù)部分不足之處應(yīng)補(bǔ)零小數(shù)部分不足之處應(yīng)補(bǔ)零例：例：(2C1.D)16=(0010 1100 0001. 1101)2 2 C 1 D例例 ：(71.23)8=( 111 001 . 010 011)2 7 1 2 3 例例：( 11 0110 1110 . 1101

14、01)2 = (36E.D4)16 3 6 E D 43.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法6 6第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)16 二進(jìn)制數(shù)的簡(jiǎn)單運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的簡(jiǎn)單運(yùn)算-算術(shù)運(yùn)算算術(shù)運(yùn)算加法：加法：逢逢2 2進(jìn)進(jìn)1 1 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 0+0=0 0+1=1 1+0=1 1+1=10 （進(jìn)位）（進(jìn)位）減法：減法：借借1 1當(dāng)當(dāng)2 2 0-0=0 1-0=1 1-1=0 0-1=1 0-0=0 1-0=1 1-1=0 0-1=1（借位）（借位）乘法：乘法：加法加法+ +移位移位 0 0 * * 0=0 0 0=0 0*

15、*1=0 11=0 1* *0=0 10=0 1* *1=11=1除法：除法：減法減法+ +移位移位 0 01=0 11=0 11=11=1 3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法7 7第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)17 二進(jìn)制數(shù)的簡(jiǎn)單運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的簡(jiǎn)單運(yùn)算-邏輯運(yùn)算邏輯運(yùn)算與運(yùn)算：與運(yùn)算：都是都是1 1時(shí)才為時(shí)才為1 1，運(yùn)算符：，運(yùn)算符：AB AB 、A AB B 或運(yùn)算：或運(yùn)算：都是都是0 0時(shí)才為時(shí)才為0 0，運(yùn)算符：，運(yùn)算符：AB AB 、A AB B非運(yùn)算：非運(yùn)算：0 0變變1 1，1 1變變0 0，運(yùn)算符：，運(yùn)算符：A A異或運(yùn)算：異或運(yùn)算

16、：相異為相異為1, 1, 相同為相同為0 0，運(yùn)算符：，運(yùn)算符：ABAB例：設(shè)例：設(shè)A=1101A=1101，B=1001B=1001，求：求：AB AB 、 AB AB、ABAB、A A。3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法4 4第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)18 字符（數(shù)碼、符號(hào)、漢字）編碼字符（數(shù)碼、符號(hào)、漢字）編碼 BCD BCD碼（二碼（二- -十進(jìn)制編碼）十進(jìn)制編碼） 每位十進(jìn)制數(shù)碼用每位十進(jìn)制數(shù)碼用4 4位二進(jìn)制編碼表示位二進(jìn)制編碼表示 如：如： (25) (25)1010=(0010 0101)=(0010 0101)BCDBCD 比較

17、：比較：(00100101)2 =(37)10(00100101)2 =(37)103.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法5 5第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)19 ASCIIASCII碼（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）：碼（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)信息交換碼）： 常用西文字符（常用西文字符（128128個(gè)）的二進(jìn)制編碼個(gè)）的二進(jìn)制編碼 每個(gè)字符用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的每個(gè)字符用標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的7 7位二進(jìn)制數(shù)表示，位二進(jìn)制數(shù)表示，在機(jī)內(nèi)在機(jī)內(nèi) 則占一個(gè)字節(jié)（最高位為則占一個(gè)字節(jié)（最高位為0 0） 如：字符如：字符“A”A”的的ASCIIASCII碼為：碼為：(01000001)(01000001)

18、2 2 或或 （6565）1010 字符字符“0”“0”的的ASCIIASCII碼為：碼為：(00110000)(00110000)2 2 或或 （4848）10103.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法6 6第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)20 漢字編碼（由漢字編碼（由GB2312-80GB2312-80規(guī)定，即國(guó)標(biāo)碼）規(guī)定，即國(guó)標(biāo)碼） 共對(duì)共對(duì)67636763個(gè)常用漢字的二進(jìn)制編碼作了規(guī)定個(gè)常用漢字的二進(jìn)制編碼作了規(guī)定 其中：一級(jí)漢字其中：一級(jí)漢字37553755個(gè)，按拼音排序（最常用字）個(gè)，按拼音排序（最常用字） 二級(jí)漢字二級(jí)漢字30083008個(gè)，

19、按偏旁部首排序（次常用字）個(gè)，按偏旁部首排序（次常用字） 國(guó)標(biāo)碼規(guī)定每個(gè)漢字用兩個(gè)七位二進(jìn)制代碼表示國(guó)標(biāo)碼規(guī)定每個(gè)漢字用兩個(gè)七位二進(jìn)制代碼表示 機(jī)內(nèi)碼機(jī)內(nèi)碼( (內(nèi)碼內(nèi)碼) ) ：用兩個(gè)字節(jié)表示（最高位置為用兩個(gè)字節(jié)表示（最高位置為1 1） 外碼（輸入碼）：外碼（輸入碼）：區(qū)位碼、拼音碼、五筆字型碼等區(qū)位碼、拼音碼、五筆字型碼等 漢字點(diǎn)陣（漢字庫(kù)，用于打印或顯示）漢字點(diǎn)陣（漢字庫(kù)，用于打印或顯示） 3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 數(shù)據(jù)表示方法數(shù)據(jù)表示方法7 7第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)21 程序程序 是用戶(hù)在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，為了要解決的問(wèn)題，用一是用戶(hù)在使用計(jì)算機(jī)時(shí)，為

20、了要解決的問(wèn)題，用一條條指令編寫(xiě)的指令序列。條條指令編寫(xiě)的指令序列。 構(gòu)成程序的指令在存儲(chǔ)器中一般都是順序存放構(gòu)成程序的指令在存儲(chǔ)器中一般都是順序存放 要破壞這種順序性，必須由轉(zhuǎn)移指令操作要破壞這種順序性，必須由轉(zhuǎn)移指令操作 指令指令 是是CPU能執(zhí)行的一個(gè)基本操作。能執(zhí)行的一個(gè)基本操作。 如：取數(shù)、加、減、乘、除、存數(shù)如：取數(shù)、加、減、乘、除、存數(shù) 等等 3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 程序的運(yùn)行程序的運(yùn)行1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)22 計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的各種不同類(lèi)型指令的總和稱(chēng)為該機(jī)計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的各種不同類(lèi)型指令的總和稱(chēng)為該機(jī)的指令系統(tǒng)的指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)決

21、定了計(jì)算機(jī)的功能，指令越多，計(jì)算機(jī)功指令系統(tǒng)決定了計(jì)算機(jī)的功能，指令越多，計(jì)算機(jī)功能越強(qiáng)，線路也就越復(fù)雜。以下是幾類(lèi)基本指令：能越強(qiáng)，線路也就越復(fù)雜。以下是幾類(lèi)基本指令： 數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令 算術(shù)運(yùn)算指令算術(shù)運(yùn)算指令 邏輯運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令 程序控制指令程序控制指令 輸入輸入/輸出指令輸出指令 其他指令其他指令3.2 3.2 計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)的運(yùn)算基礎(chǔ) 程序的運(yùn)行程序的運(yùn)行2 2返回返回第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)23輸入設(shè)備輸入設(shè)備 鍵盤(pán)鍵盤(pán) 鼠標(biāo)鼠標(biāo) 觸摸屏觸摸屏輸出設(shè)備輸出設(shè)備 打印機(jī)打印機(jī) 顯示屏顯示屏 繪圖儀繪圖儀外存外存 磁盤(pán)磁盤(pán) 磁帶磁帶 光盤(pán)光盤(pán)中央控制單元

22、（中央控制單元（CPU）算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元控制單元控制單元（Control Unit）Register(寄存器寄存器)Cache（高速緩存）高速緩存）總線總線RAM(內(nèi)存內(nèi)存)主存主存3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)24 中央處理器一般功能中央處理器一般功能 進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算進(jìn)行算術(shù)邏輯運(yùn)算 接收和發(fā)送數(shù)據(jù)接收和發(fā)送數(shù)據(jù) 暫存少量數(shù)據(jù)暫存少量數(shù)據(jù) 提供控制信號(hào)提供控制信號(hào) 對(duì)指令解碼對(duì)指令解碼3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 中央處理器中央處理器1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)25 CPUCPU的發(fā)展：摩爾定律：一塊芯的

23、發(fā)展：摩爾定律：一塊芯片上的晶體管的密集程度每片上的晶體管的密集程度每1818個(gè)月將會(huì)增長(zhǎng)一倍。個(gè)月將會(huì)增長(zhǎng)一倍。 輔助處理器輔助處理器 對(duì)偶處理器對(duì)偶處理器 并行處理器并行處理器 RISC RISC處理器處理器 MMX MMX處理器處理器 Pentium Pentium系列系列3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 中央處理器中央處理器2 2第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)26 存儲(chǔ)器分類(lèi)存儲(chǔ)器分類(lèi)3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器1 1半導(dǎo)體存儲(chǔ)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器器隨機(jī)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器RAMRAM只讀存儲(chǔ)器只讀存儲(chǔ)器ROMROM掩膜式掩膜式ROMROM可編程可編程PROMPROM

24、可擦式可擦式EPROMEPROM電可擦式電可擦式EPROMEPROM閃速閃速Flash ROMFlash ROM雙極型雙極型RAMRAMMOSMOS型型RAMRAM靜態(tài)靜態(tài)RAMRAM動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAMRAM第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)27 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 只讀存儲(chǔ)器（只讀存儲(chǔ)器（ROM） 隨機(jī)存儲(chǔ)器（隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器2 2第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)283.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器4 4 存儲(chǔ)容量：存儲(chǔ)容量： B、KB、MB、GB、TB、PB第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)29 存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備 磁盤(pán)、磁

25、帶、光盤(pán)（磁盤(pán)、磁帶、光盤(pán)（CD、DVD）、）、RAID、存儲(chǔ)區(qū)域、存儲(chǔ)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)、磁光盤(pán)、可擴(kuò)展存儲(chǔ)器網(wǎng)絡(luò)、磁光盤(pán)、可擴(kuò)展存儲(chǔ)器3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器3 3第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)30 輸入設(shè)備輸入設(shè)備鍵盤(pán)、掃描儀、鼠標(biāo)、條形碼閱讀器、語(yǔ)音鍵盤(pán)、掃描儀、鼠標(biāo)、條形碼閱讀器、語(yǔ)音識(shí)別設(shè)備、光數(shù)據(jù)讀入器、磁性墨水字符識(shí)識(shí)別設(shè)備、光數(shù)據(jù)讀入器、磁性墨水字符識(shí)別器、電子收款設(shè)備、輸入筆、光筆、觸摸別器、電子收款設(shè)備、輸入筆、光筆、觸摸屏等屏等 輸出設(shè)備輸出設(shè)備打印機(jī)、顯示器、繪圖儀、聲音設(shè)備等打印機(jī)、顯示器、繪圖儀、聲音設(shè)備等3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件

26、輸入輸入/ /輸出設(shè)備輸出設(shè)備第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)31(1) (1) CPUCPU(2) (2) 存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備(3) (3) 輸入輸出設(shè)備輸入輸出設(shè)備 處理速度處理速度更快更快 存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量更大更大 價(jià)格價(jià)格更低更低 尺寸尺寸-更小更小 人機(jī)界面多媒體化人機(jī)界面多媒體化3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)323.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)2 2多多CPU s將問(wèn)題分工給各將問(wèn)題分工給各CPU并行求解。并行求解。單單CPU串行處理串行處理多多CPU并行處理并行處理磁帶用于日常數(shù)據(jù)后備，磁帶用于

27、日常數(shù)據(jù)后備，磁盤(pán)發(fā)展出由多張磁盤(pán)迭起來(lái)的磁盤(pán)陣列，磁盤(pán)發(fā)展出由多張磁盤(pán)迭起來(lái)的磁盤(pán)陣列，磁盤(pán)還發(fā)展出移動(dòng)硬盤(pán)。磁盤(pán)還發(fā)展出移動(dòng)硬盤(pán)。第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)33 CPUCPU計(jì)算速度越來(lái)越快，將達(dá)到每秒計(jì)算速度越來(lái)越快，將達(dá)到每秒100100萬(wàn)億次萬(wàn)億次如：如：“白色白色ASCI”ASCI”超級(jí)計(jì)算機(jī)：超級(jí)計(jì)算機(jī)：ASCIASCI全稱(chēng)高級(jí)戰(zhàn)略計(jì)算計(jì)劃，是為美國(guó)能源部核武器庫(kù)全稱(chēng)高級(jí)戰(zhàn)略計(jì)算計(jì)劃，是為美國(guó)能源部核武器庫(kù) 管理而制訂的，目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)核武器的檢查和測(cè)試。管理而制訂的，目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)核武器的檢查和測(cè)試。造價(jià)造價(jià)1.11.1億美元，占地億美元，占地2 2個(gè)籃球場(chǎng)，重量個(gè)籃球場(chǎng)，

28、重量=17=17頭大象頭大象IBMIBM公司制造，主要用途是進(jìn)行模擬核武器試驗(yàn)公司制造，主要用途是進(jìn)行模擬核武器試驗(yàn)計(jì)算速度為每秒計(jì)算速度為每秒12.312.3萬(wàn)億次，是普通計(jì)算機(jī)萬(wàn)億次，是普通計(jì)算機(jī)10001000萬(wàn)年才萬(wàn)年才能完成的工作量能完成的工作量3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)3 3第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)34存儲(chǔ)設(shè)備：體積小，容量大存儲(chǔ)設(shè)備：體積小，容量大 2020年前，年前，IBM-XTIBM-XT個(gè)人電腦剛問(wèn)世時(shí)，電腦個(gè)人電腦剛問(wèn)世時(shí)，電腦硬盤(pán)容量最大只有硬盤(pán)容量最大只有1010MBMB；而最近個(gè)人電腦而最近個(gè)人電腦硬盤(pán)容量已達(dá)到硬盤(pán)容量已達(dá)到5

29、00GB500GB，軟驅(qū)從計(jì)算機(jī)的軟驅(qū)從計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置中標(biāo)準(zhǔn)配置中“抹去抹去”，以推動(dòng)，以推動(dòng)USBUSB接口存接口存儲(chǔ)設(shè)備的推廣儲(chǔ)設(shè)備的推廣3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)4 4第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)35輸入輸出設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)輸入輸出設(shè)備發(fā)展趨勢(shì) 聲音識(shí)別器聲音識(shí)別器 0101年年7 7月月3131日，日，AT&TAT&T公司發(fā)布新的語(yǔ)音軟件公司發(fā)布新的語(yǔ)音軟件 01 01年年8 8月月1313日日, , 我國(guó)推出會(huì)說(shuō)漢語(yǔ)的語(yǔ)音芯片我國(guó)推出會(huì)說(shuō)漢語(yǔ)的語(yǔ)音芯片 圖象識(shí)別技術(shù)圖象識(shí)別技術(shù) 0101年年8 8月月2828日日, , 康柏電腦宣布采購(gòu)星創(chuàng)科技開(kāi)發(fā)的康

30、柏電腦宣布采購(gòu)星創(chuàng)科技開(kāi)發(fā)的FaceOnPC SuiteFaceOnPC Suite臉部辨識(shí)軟件，搭配康柏臉部辨識(shí)軟件，搭配康柏PresarioPresario桌桌上型電腦隨機(jī)銷(xiāo)售，宣告以生物科技及辨識(shí)科技提升上型電腦隨機(jī)銷(xiāo)售，宣告以生物科技及辨識(shí)科技提升個(gè)人電腦安全及隱私的時(shí)代正式來(lái)臨個(gè)人電腦安全及隱私的時(shí)代正式來(lái)臨 虛擬現(xiàn)實(shí)（虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual RealityVirtual Reality）技術(shù)技術(shù)3.3 3.3 計(jì)算機(jī)硬件計(jì)算機(jī)硬件 發(fā)展趨勢(shì)發(fā)展趨勢(shì)5 5第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)36 據(jù)據(jù)科學(xué)時(shí)報(bào)科學(xué)時(shí)報(bào): 在納米尺度上對(duì)微小物體進(jìn)在納米尺度上對(duì)微小物體進(jìn)行組裝，可不是一

31、件容易的事，現(xiàn)有的平版印行組裝，可不是一件容易的事，現(xiàn)有的平版印刷等技術(shù)基本上無(wú)計(jì)可施。刷等技術(shù)基本上無(wú)計(jì)可施。 不過(guò)，細(xì)菌也許是一個(gè)理想的不過(guò)，細(xì)菌也許是一個(gè)理想的“裝配工裝配工”，因，因?yàn)槊绹?guó)科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，某些細(xì)菌產(chǎn)生的為美國(guó)科學(xué)家最新研究發(fā)現(xiàn)，某些細(xì)菌產(chǎn)生的蛋白質(zhì)可以用作模板，將納米微粒等組裝成次蛋白質(zhì)可以用作模板，將納米微粒等組裝成次序井然的結(jié)構(gòu)。序井然的結(jié)構(gòu)。上?？萍?2002年12月6日案例案例3.1 3.1 細(xì)菌有望成為納米結(jié)構(gòu)的細(xì)菌有望成為納米結(jié)構(gòu)的“裝配工裝配工”第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)37芝田硫化葉菌芝田硫化葉菌轉(zhuǎn)基因轉(zhuǎn)基因操作操作額外附加如何與金屬或半導(dǎo)額

32、外附加如何與金屬或半導(dǎo)體結(jié)合的新信息體結(jié)合的新信息 無(wú)害大腸桿菌無(wú)害大腸桿菌 改造后改造后的基因的基因 迅速迅速繁殖繁殖新型蛋白質(zhì)新型蛋白質(zhì) 具備規(guī)具備規(guī)則結(jié)構(gòu)則結(jié)構(gòu) 結(jié)晶結(jié)晶特定的納米結(jié)構(gòu)特定的納米結(jié)構(gòu) 組裝納米微粒的模板組裝納米微粒的模板 金微?；虬雽?dǎo)金微粒或半導(dǎo)體微粒附著體微粒附著案例案例3.1 3.1 細(xì)菌有望成為納米結(jié)構(gòu)的細(xì)菌有望成為納米結(jié)構(gòu)的“裝配工裝配工”第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)38 形成特定的納米結(jié)構(gòu)，其中金微粒的直徑不超形成特定的納米結(jié)構(gòu)，其中金微粒的直徑不超過(guò)納米，半導(dǎo)體微粒的直徑約為納米，過(guò)納米，半導(dǎo)體微粒的直徑約為納米，整個(gè)納米結(jié)構(gòu)僅相當(dāng)于頭發(fā)絲的，整個(gè)納米結(jié)

33、構(gòu)僅相當(dāng)于頭發(fā)絲的，有望成為未來(lái)微型計(jì)算機(jī)內(nèi)存和邏輯器件等的有望成為未來(lái)微型計(jì)算機(jī)內(nèi)存和邏輯器件等的基礎(chǔ)?；A(chǔ)。 是具有突破性意義的成果，如果該技術(shù)能得到是具有突破性意義的成果，如果該技術(shù)能得到改進(jìn)和完善，那么將來(lái)制造超微型計(jì)算機(jī)芯片，改進(jìn)和完善，那么將來(lái)制造超微型計(jì)算機(jī)芯片，說(shuō)不定就像說(shuō)不定就像“釀造啤酒釀造啤酒”那樣便宜和簡(jiǎn)單。那樣便宜和簡(jiǎn)單。案例案例3.1 3.1 細(xì)菌有望成為納米結(jié)構(gòu)的細(xì)菌有望成為納米結(jié)構(gòu)的“裝配工裝配工”第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)39 康奈爾大學(xué)和哈佛大學(xué)分別開(kāi)發(fā)出有開(kāi)關(guān)功能的康奈爾大學(xué)和哈佛大學(xué)分別開(kāi)發(fā)出有開(kāi)關(guān)功能的納米晶體管，體積比現(xiàn)有晶體管小納米晶體管，

34、體積比現(xiàn)有晶體管小100倍，相當(dāng)倍，相當(dāng)于單個(gè)分子大小。于單個(gè)分子大小。 這一突破將有利于開(kāi)發(fā)在單個(gè)分子上裝配電子器這一突破將有利于開(kāi)發(fā)在單個(gè)分子上裝配電子器件的化學(xué)技術(shù)。還有可能使計(jì)算機(jī)電路再縮小件的化學(xué)技術(shù)。還有可能使計(jì)算機(jī)電路再縮小6萬(wàn)倍，造出僅有句號(hào)大小的超微型計(jì)算機(jī)，進(jìn)而萬(wàn)倍，造出僅有句號(hào)大小的超微型計(jì)算機(jī)，進(jìn)而開(kāi)發(fā)出攜帶超微型計(jì)算機(jī)的醫(yī)用納米機(jī)械。開(kāi)發(fā)出攜帶超微型計(jì)算機(jī)的醫(yī)用納米機(jī)械。 2002世界科技發(fā)展回顧（六），上?？萍?2003年1月7日案例案例3.2 IT3.2 IT發(fā)展發(fā)展 句號(hào)大小的超微型計(jì)算機(jī)句號(hào)大小的超微型計(jì)算機(jī)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)40 利用簡(jiǎn)單的利

35、用簡(jiǎn)單的 DNA計(jì)算機(jī)，在實(shí)驗(yàn)中為一個(gè)有計(jì)算機(jī)，在實(shí)驗(yàn)中為一個(gè)有24個(gè)變量、個(gè)變量、100萬(wàn)種可能結(jié)果的數(shù)學(xué)難題找到了答萬(wàn)種可能結(jié)果的數(shù)學(xué)難題找到了答案。這是迄今用非電子化計(jì)算手段解出的最復(fù)雜案。這是迄今用非電子化計(jì)算手段解出的最復(fù)雜數(shù)學(xué)問(wèn)題，表明數(shù)學(xué)問(wèn)題，表明 DNA計(jì)算機(jī)又邁出重要一步。計(jì)算機(jī)又邁出重要一步。 但但 DNA計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤率還是太高，要想真正超越計(jì)算機(jī)錯(cuò)誤率還是太高，要想真正超越電子計(jì)算機(jī)，還需在電子計(jì)算機(jī)，還需在 DNA大分子操縱技術(shù)等方大分子操縱技術(shù)等方面有大突破。面有大突破。 2002世界科技發(fā)展回顧（六），上?？萍?2003年1月7日案例案例3.2 IT3.2 IT發(fā)展發(fā)

36、展 DNA DNA計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)41 “2005年中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能年中國(guó)高性能計(jì)算機(jī)性能TOP100排行榜排行榜” 中國(guó)氣象局引進(jìn)的中國(guó)氣象局引進(jìn)的IBM超級(jí)計(jì)算機(jī)以超級(jí)計(jì)算機(jī)以21萬(wàn)億次萬(wàn)億次秒的峰值運(yùn)算能力奪冠。秒的峰值運(yùn)算能力奪冠。 去年落戶(hù)上海超級(jí)計(jì)算中心的國(guó)產(chǎn)去年落戶(hù)上海超級(jí)計(jì)算中心的國(guó)產(chǎn)“曙光曙光4000A”以以11萬(wàn)億次秒的最高運(yùn)算速度排名第二。萬(wàn)億次秒的最高運(yùn)算速度排名第二。 超級(jí)計(jì)算機(jī)百?gòu)?qiáng)出爐 上海超級(jí)計(jì)算中心排名全國(guó)第二，上海科技 2005年11月17日案例案例3.2 IT3.2 IT發(fā)展發(fā)展 曙光曙光4000A4000A超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)

37、算機(jī)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)42 所謂所謂“超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)”是指那些用于科學(xué)技術(shù)研是指那些用于科學(xué)技術(shù)研究的超大型運(yùn)算系統(tǒng)，其領(lǐng)域包括數(shù)值氣象研究的超大型運(yùn)算系統(tǒng)，其領(lǐng)域包括數(shù)值氣象研究、生物信息、地震地質(zhì)（油氣勘探）等各個(gè)究、生物信息、地震地質(zhì)（油氣勘探）等各個(gè)方面。方面。 此次國(guó)產(chǎn)服務(wù)器品牌以此次國(guó)產(chǎn)服務(wù)器品牌以51的微弱優(yōu)勢(shì)首次超的微弱優(yōu)勢(shì)首次超過(guò)國(guó)外品牌，曙光、聯(lián)想、浪潮、神威、上海過(guò)國(guó)外品牌，曙光、聯(lián)想、浪潮、神威、上海大學(xué)、清華大學(xué)等單位榜上有名。大學(xué)、清華大學(xué)等單位榜上有名。案例案例3.2 IT3.2 IT發(fā)展發(fā)展 曙光曙光4000A4000A超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)

38、第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)43返回返回案例案例3.2 IT3.2 IT發(fā)展發(fā)展 曙光曙光4000A4000A超級(jí)計(jì)算機(jī)超級(jí)計(jì)算機(jī)第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)44 在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，軟件是相對(duì)于硬件而言的另一在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，軟件是相對(duì)于硬件而言的另一類(lèi)必不可少的組成部件類(lèi)必不可少的組成部件 軟件包括了使計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需要的各種程序及其軟件包括了使計(jì)算機(jī)運(yùn)行所需要的各種程序及其有關(guān)的資料，承擔(dān)著為計(jì)算機(jī)運(yùn)行服務(wù)的全部技有關(guān)的資料，承擔(dān)著為計(jì)算機(jī)運(yùn)行服務(wù)的全部技術(shù)支持術(shù)支持 只有硬件的裸機(jī)甚至不可能啟動(dòng)運(yùn)行，必須要有只有硬件的裸機(jī)甚至不可能啟動(dòng)運(yùn)行，必須要有軟件的支持，計(jì)算機(jī)才能去實(shí)現(xiàn)與完

39、成應(yīng)用任務(wù)軟件的支持，計(jì)算機(jī)才能去實(shí)現(xiàn)與完成應(yīng)用任務(wù)和從事信息處理和從事信息處理3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 概念概念1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)453.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 概念概念2 2工具軟件工具軟件應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件硬件硬件系統(tǒng)軟件：系統(tǒng)軟件： 管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)管理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)資源及操作。操作資源及操作。操作系統(tǒng)、實(shí)用軟件、系統(tǒng)、實(shí)用軟件、工具軟件：工具軟件： 用于開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟用于開(kāi)發(fā)應(yīng)用軟件或管理數(shù)據(jù)。編件或管理數(shù)據(jù)。編程語(yǔ)言、開(kāi)發(fā)軟件程語(yǔ)言、開(kāi)發(fā)軟件應(yīng)用軟件：應(yīng)用軟件： 用于具體領(lǐng)域的用于具體領(lǐng)域的問(wèn)題，事務(wù)處理軟問(wèn)題，事務(wù)處理軟件、分析決策

40、軟件件、分析決策軟件第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)46 操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)：是計(jì)算機(jī)最基本、最重要的軟件包，它是計(jì)算機(jī)最基本、最重要的軟件包，它控制控制CPUCPU的操作，控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入的操作，控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的輸入/ /輸出，資輸出，資源分配，為應(yīng)用程序提供各種服務(wù)與接口源分配，為應(yīng)用程序提供各種服務(wù)與接口 操作系統(tǒng)版本：操作系統(tǒng)版本： 單機(jī)操作系統(tǒng)單機(jī)操作系統(tǒng)：Windows 98Windows 98、Windows XPWindows XP、 網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：Windows 2000Windows 2000、Windows 2003Windows 2003、 Windo

41、ws 2008Windows 2008、UnixUnix、LinuxLinux、Novell NetwareNovell Netware、Mac OSMac OS3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)47 LinuxLinux操作系統(tǒng)類(lèi)似于操作系統(tǒng)類(lèi)似于UNIXUNIX，可用于服務(wù)器。，可用于服務(wù)器?？煽啃愿?、可擴(kuò)展性強(qiáng)、跨系統(tǒng)移植性好。可靠性高、可擴(kuò)展性強(qiáng)、跨系統(tǒng)移植性好。設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)，適用于各類(lèi)計(jì)算機(jī)、設(shè)計(jì)精簡(jiǎn)，適用于各類(lèi)計(jì)算機(jī)、PDAPDA、電器等。、電器等。 LinuxLinux可免費(fèi)下栽，代碼公開(kāi)，可按需修改。可免費(fèi)下栽，代碼公開(kāi)，

42、可按需修改。是是WindowsWindows的替代品，企業(yè)用戶(hù)數(shù)不斷上升。的替代品，企業(yè)用戶(hù)數(shù)不斷上升。 LinuxLinux會(huì)成為主流嗎？會(huì)成為主流嗎？一些專(zhuān)家認(rèn)為大企業(yè)仍然適應(yīng)一些專(zhuān)家認(rèn)為大企業(yè)仍然適應(yīng)WindowsWindows。3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件2 2第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)48 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（Database Management System，DBMS）: :是專(zhuān)門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行綜合是專(zhuān)門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行綜合管理的軟件，以數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)記錄管理的軟件，以數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)記錄的更新、數(shù)據(jù)記錄的查詢(xún)以及對(duì)數(shù)

43、據(jù)記錄的各種的更新、數(shù)據(jù)記錄的查詢(xún)以及對(duì)數(shù)據(jù)記錄的各種運(yùn)算提供全面的支持運(yùn)算提供全面的支持 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)產(chǎn)品：數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)產(chǎn)品： Oracle、DB2 、Sybase 、SQL Server、3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件3 3第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)49 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類(lèi)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言分類(lèi): 機(jī)器語(yǔ)言：由二進(jìn)制指令代碼構(gòu)成機(jī)器語(yǔ)言：由二進(jìn)制指令代碼構(gòu)成 匯編語(yǔ)言：由助記符作為操作指令的符號(hào)語(yǔ)言匯編語(yǔ)言：由助記符作為操作指令的符號(hào)語(yǔ)言 高級(jí)語(yǔ)言：如高級(jí)語(yǔ)言：如C, PasaclC, Pasacl等等 第四代語(yǔ)言（第四代語(yǔ)言（4GL）：）：如數(shù)據(jù)庫(kù)中的如數(shù)據(jù)庫(kù)

44、中的SQL語(yǔ)言等語(yǔ)言等 面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言：面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言：如如 C+C+、Java Java 等等 標(biāo)記語(yǔ)言：標(biāo)記語(yǔ)言：如如HTML 、 XML等等（用于網(wǎng)頁(yè)制作）（用于網(wǎng)頁(yè)制作） 。 開(kāi)發(fā)工具：開(kāi)發(fā)工具：如如Dephi 6 Dephi 6 、JBuild 9 JBuild 9 等等3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 工具軟件工具軟件第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)50 通用應(yīng)用軟件：通用應(yīng)用軟件：指某些具有通用信息處理功能的商品指某些具有通用信息處理功能的商品化軟件。它的特點(diǎn)是通用性，因此可以被許多類(lèi)似應(yīng)用化軟件。它的特點(diǎn)是通用性，因此可以被許多類(lèi)似應(yīng)用需求的用戶(hù)所使用。它

45、所提供的功能往往可以由用戶(hù)通需求的用戶(hù)所使用。它所提供的功能往往可以由用戶(hù)通過(guò)選擇、設(shè)置和調(diào)配來(lái)滿足用戶(hù)的特定需求。過(guò)選擇、設(shè)置和調(diào)配來(lái)滿足用戶(hù)的特定需求。 典型的通用應(yīng)用軟件典型的通用應(yīng)用軟件： 文字處理軟件文字處理軟件 電子表格軟件電子表格軟件 繪圖軟件繪圖軟件 數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析軟件等數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析軟件等3.4 3.4 計(jì)算機(jī)軟件計(jì)算機(jī)軟件 應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件1 1第三章第三章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)51 專(zhuān)用應(yīng)用軟件：專(zhuān)用應(yīng)用軟件：滿足用戶(hù)特定要求的應(yīng)用軟件。因滿足用戶(hù)特定要求的應(yīng)用軟件。因?yàn)槟承┣闆r下，用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)處理的功能需求存在很大為某些情況下，用戶(hù)對(duì)數(shù)據(jù)處理的功能需求存在很大的差異性，通用軟件不能滿足要求時(shí)，此時(shí)需要由專(zhuān)的差異性，通用軟件不能滿足要求時(shí)，此時(shí)需要由專(zhuān)業(yè)人士采取單獨(dú)開(kāi)發(fā)的方法，為用戶(hù)開(kāi)發(fā)具有特定要業(yè)人士采取單獨(dú)開(kāi)發(fā)的方法，為用戶(hù)開(kāi)發(fā)具有特定要求的專(zhuān)門(mén)應(yīng)用軟件求的專(zhuān)門(mén)應(yīng)用軟件 典型的專(zhuān)用應(yīng)用軟件典型的專(zhuān)用應(yīng)用軟件： 會(huì)計(jì)處理系統(tǒng)會(huì)計(jì)處理系統(tǒng) 銷(xiāo)售管理系統(tǒng)銷(xiāo)