第2章 計算機系統(tǒng)

1、第第2章章 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)主講人：李素清主講人：李素清2.1 計算機系統(tǒng)概述計算機系統(tǒng)概述 一個完整的計算機系統(tǒng)由一個完整的計算機系統(tǒng)由兩部分兩部分組成。組成。 硬件系統(tǒng)：硬件系統(tǒng)：計算機裝置，即物理設(shè)備計算機裝置，即物理設(shè)備 軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件，應(yīng)用軟件2.2 計算機硬件系統(tǒng)和工作原理2.2.1 2.2.1 計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng) 計算機由計算機由五大五大基本部件基本部件采用采用二進制數(shù)二進制數(shù)表示指令和數(shù)據(jù)表示指令和數(shù)據(jù)程序和數(shù)據(jù)存放在計算機的程序和數(shù)據(jù)存放在計算機的內(nèi)存內(nèi)存中，按地中，按地址尋訪，讓計算機自動執(zhí)行址尋訪，讓計算機自動執(zhí)行外存儲器外存

2、儲器內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器運算器運算器控制器控制器輸入設(shè)備輸入設(shè)備程序程序數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸出設(shè)備輸出設(shè)備計算結(jié)果計算結(jié)果cpu存儲器存儲器1. 1. 中央處理器中央處理器cpu(cpu(central processing unit) 運算器：運算器： 算術(shù)算術(shù)：加、減、乘、除：加、減、乘、除 邏輯邏輯：與、或、非：與、或、非 控制器控制器：計算機的神經(jīng)中樞和指揮系統(tǒng)。計算機的神經(jīng)中樞和指揮系統(tǒng)。從內(nèi)存取指令和執(zhí)行。從內(nèi)存取指令和執(zhí)行。cpu主要技術(shù)性能指標(biāo)：主要技術(shù)性能指標(biāo)：l 主頻主頻：cpu的時鐘頻率，單位的時鐘頻率，單位hz（我的電腦（我的電腦的屬性）的屬性）l 字長字長：cpu在一次操作中能處理

3、的最大二進在一次操作中能處理的最大二進制位數(shù)，通用寄存器的位數(shù)（制位數(shù)，通用寄存器的位數(shù)（32位）位）l cpu的產(chǎn)品的產(chǎn)品：intel公司公司的處理器，包括：的處理器，包括：386，486，586，p, p，p4，賽揚賽揚，酷睿酷睿cpu高速緩存高速緩存內(nèi)存內(nèi)存外存外存lcache（高速緩沖存儲器（高速緩沖存儲器)在在cpu和內(nèi)存之間設(shè)置的一種高速緩沖存和內(nèi)存之間設(shè)置的一種高速緩沖存儲器，集成到儲器，集成到cpu上。上。為了彌補內(nèi)存與為了彌補內(nèi)存與cpu的運行速度之間的差的運行速度之間的差距，減少距，減少cpu直接訪問內(nèi)存的次數(shù)，提高處直接訪問內(nèi)存的次數(shù)，提高處理速度。理速度。 內(nèi)存儲器（主

4、存儲器）內(nèi)存儲器（主存儲器） 用于存放當(dāng)前運行的程序和程序所用的數(shù)據(jù)，以半用于存放當(dāng)前運行的程序和程序所用的數(shù)據(jù)，以半導(dǎo)體為原材料存儲器導(dǎo)體為原材料存儲器（1）只讀存儲器（只讀存儲器（rom, read only memery） 只能讀取，不能寫入，可以隨機訪問（啟動計算只能讀取，不能寫入，可以隨機訪問（啟動計算機的指令），停電時數(shù)據(jù)不丟失。機的指令），停電時數(shù)據(jù)不丟失。（2）隨機存儲器（隨機存儲器（ram， random access memory） 可讀寫的、允許以任意順序訪問其存儲單元，易可讀寫的、允許以任意順序訪問其存儲單元，易失性存儲器失性存儲器 。容量：容量：1g, 2g, 4g3

5、、存儲器、存儲器：內(nèi)存和外存：內(nèi)存和外存 外存儲器（外存、輔助存儲器）外存儲器（外存、輔助存儲器） 它通常是一種與主機它通常是一種與主機（cpu和內(nèi)存）和內(nèi)存）相對獨立相對獨立的存儲器部件，用來長期存放程序和數(shù)據(jù)。的存儲器部件，用來長期存放程序和數(shù)據(jù)。 與內(nèi)存比較，外存與內(nèi)存比較，外存容量容量一般都比較大，但存取一般都比較大，但存取速度慢速度慢。 外存不能直接與外存不能直接與cpu交換信息，必須通過內(nèi)存交換信息，必須通過內(nèi)存 微機常用的外存儲器有以下幾種：微機常用的外存儲器有以下幾種： 軟盤存儲器、硬盤存儲器、光盤存儲器軟盤存儲器、硬盤存儲器、光盤存儲器 u盤、盤、mp3、mp4、數(shù)碼相機、數(shù)

6、碼相機（1） 軟盤（已經(jīng)淘汰）軟盤（已經(jīng)淘汰） 軟驅(qū)軟驅(qū) 驅(qū)動器號驅(qū)動器號.盤面號盤面號.柱面號柱面號.扇區(qū)號扇區(qū)號 28018 512b 1.44m容量：容量：250g, 500g柱面柱面扇區(qū)扇區(qū)磁道磁道硬盤片硬盤片讀 寫 磁讀 寫 磁頭頭（2） 機內(nèi)硬盤機內(nèi)硬盤（3）光盤）光盤存儲器存儲器 利用利用光學(xué)方式光學(xué)方式讀寫信息的圓片讀寫信息的圓片 數(shù)據(jù)存儲位置數(shù)據(jù)存儲位置：光亮光亮的一面的一面 特點：特點：具有容量大、壽命長、價格低，一具有容量大、壽命長、價格低，一個個cd光盤的容量為光盤的容量為650 mb 類型：類型： 只讀光盤（只讀光盤（cd-rom） 可擦寫型光盤（可擦寫型光盤（cd-

7、rw） 追記只讀光盤（追記只讀光盤（cd-r ） dvd-rom 光驅(qū)：光驅(qū)：一般的光盤驅(qū)動器只能讀光盤，只有一般的光盤驅(qū)動器只能讀光盤，只有光盤光盤刻錄光驅(qū)刻錄光驅(qū)才具有對光盤寫的功能才具有對光盤寫的功能 cd光驅(qū)：只能讀取光驅(qū)：只能讀取cd格式的光盤格式的光盤 dvd光驅(qū)：可以讀光驅(qū)：可以讀cd和和dvd格式的光盤格式的光盤 combo光驅(qū)：光驅(qū)：cd-rom, cd刻錄刻錄和和dvd-rom dvd刻錄光驅(qū)刻錄光驅(qū)：cd/dvd讀取和讀取和cd/dvd刻錄刻錄（4 4）移動存儲產(chǎn)品）移動存儲產(chǎn)品：即插即用設(shè)備：即插即用設(shè)備 移動硬盤移動硬盤 u盤盤4 4、輸入輸出設(shè)備（外部設(shè)備）、輸入輸

8、出設(shè)備（外部設(shè)備） 相對于相對于內(nèi)存內(nèi)存和和cpu而言，信號而言，信號進入進入內(nèi)存的內(nèi)存的設(shè)備稱為輸入設(shè)備；可以接收計算機輸出結(jié)果設(shè)備稱為輸入設(shè)備；可以接收計算機輸出結(jié)果的設(shè)備稱為輸出設(shè)備的設(shè)備稱為輸出設(shè)備。（1）輸入設(shè)備）輸入設(shè)備 鍵盤鍵盤 鼠標(biāo)鼠標(biāo) 掃描儀掃描儀 觸摸屏觸摸屏鍵盤鍵盤 最常用、最基本的一種輸入設(shè)備最常用、最基本的一種輸入設(shè)備 連接在連接在ps/2（紫色紫色），），usb，無線連，無線連接接pc104鍵盤圖鍵盤圖解解print screen打印屏幕打印屏幕主鍵盤區(qū)光標(biāo)控制鍵區(qū)數(shù)字鍵區(qū)功能鍵區(qū)數(shù)字鍵數(shù)字鍵（特殊符號（特殊符號）字母鍵字母鍵backspace(退格鍵）退格鍵）ta

9、b制表鍵制表鍵caps lock字母鎖定字母鎖定enter回車鍵回車鍵escshift上檔鍵上檔鍵空格空格插入鍵插入鍵切換鍵切換鍵控制鍵控制鍵windows鍵鍵刪除刪除鍵鍵數(shù)字鎖數(shù)字鎖定鍵定鍵鍵的功能enter ：表示命令行和信息行的結(jié)束。：表示命令行和信息行的結(jié)束。backspace：刪除光標(biāo)前的一個字符，光標(biāo)：刪除光標(biāo)前的一個字符，光標(biāo)左移一格（退格鍵）。左移一格（退格鍵）。space bar：空格鍵，按一次輸入一個空格，：空格鍵，按一次輸入一個空格，光標(biāo)右移一格。光標(biāo)右移一格。esc：取消某個操作，退出某種狀態(tài)（如：取消某個操作，退出某種狀態(tài)（如：退出格式刷狀態(tài)）。退出格式刷狀態(tài)）。ta

10、b：制表定位鍵，用來定位移動光標(biāo)。：制表定位鍵，用來定位移動光標(biāo)。caps locks：大寫鎖定鍵。：大寫鎖定鍵。shift：實現(xiàn)雙字符鍵的輸入；實現(xiàn)大小寫的：實現(xiàn)雙字符鍵的輸入；實現(xiàn)大小寫的切換；與鼠標(biāo)合作完成文檔內(nèi)容或文件的選切換；與鼠標(biāo)合作完成文檔內(nèi)容或文件的選擇。擇。ctrl：與其它鍵連用，完成各種控制功能。：與其它鍵連用，完成各種控制功能。alt：與其它鍵連用，完成選擇功能和其他控：與其它鍵連用，完成選擇功能和其他控制功能。制功能。print screen：打印屏幕鍵。將屏幕上的內(nèi)容：打印屏幕鍵。將屏幕上的內(nèi)容保存到剪貼板上，再粘貼到文檔上。保存到剪貼板上，再粘貼到文檔上。inser

11、t：插入插入/改寫改寫狀態(tài)轉(zhuǎn)換鍵。插入狀態(tài)，輸狀態(tài)轉(zhuǎn)換鍵。插入狀態(tài)，輸入字符插在光標(biāo)之前，光標(biāo)之后的內(nèi)容自動后入字符插在光標(biāo)之前，光標(biāo)之后的內(nèi)容自動后移；改寫狀態(tài)，輸入的字符將覆蓋原有字符。移；改寫狀態(tài)，輸入的字符將覆蓋原有字符。delete：刪除鍵。刪除光標(biāo)所在位置之后的一：刪除鍵。刪除光標(biāo)所在位置之后的一個字符。刪除后光標(biāo)位置不變。個字符。刪除后光標(biāo)位置不變。home：將光標(biāo)回到起始位置，如：首行。將光標(biāo)回到起始位置，如：首行。end：將光標(biāo)放到末尾位置，如：行尾。：將光標(biāo)放到末尾位置，如：行尾。page up：往前翻一頁。：往前翻一頁。page down：往后翻一頁。：往后翻一頁。：向左

12、、向上、向右、向下移動光：向左、向上、向右、向下移動光標(biāo)。標(biāo)。num lock：數(shù)字鎖定鍵盤。按下此鍵，數(shù)：數(shù)字鎖定鍵盤。按下此鍵，數(shù)字鍵起作用，否則，為功能鍵。字鍵起作用，否則，為功能鍵。左手基本鍵位左手基本鍵位右手基本鍵位右手基本鍵位pc104鍵盤圖解無名指無名指小指小指中指中指食指食指食指食指中指中指無名指無名指小指小指pc104鍵盤圖解鍵盤操作指法和盲打 進行指法、盲打練習(xí)進行指法、盲打練習(xí)使用打字練習(xí)軟件使用打字練習(xí)軟件金山打字通金山打字通步驟：步驟：熟記基本鍵位、鍵盤指法分工熟記基本鍵位、鍵盤指法分工先記基本鍵位先記基本鍵位再逐個手指地記各自分工區(qū)鍵位再逐個手指地記各自分工區(qū)鍵位嚴(yán)

13、格按照指法進行練習(xí)嚴(yán)格按照指法進行練習(xí)逐步實現(xiàn)盲打（逐步實現(xiàn)盲打（不看鍵盤，只看錄入的原稿不看鍵盤，只看錄入的原稿和顯示器上的信息和顯示器上的信息，按照正確指法，準(zhǔn)確擊，按照正確指法，準(zhǔn)確擊鍵錄入）鍵錄入） 功能功能：在圖形界面的環(huán)境下，鼠標(biāo)可以取代：在圖形界面的環(huán)境下，鼠標(biāo)可以取代鍵盤進行鍵盤進行光標(biāo)定位光標(biāo)定位或通過點擊系統(tǒng)中的菜單或或通過點擊系統(tǒng)中的菜單或按鈕向主機發(fā)出各種按鈕向主機發(fā)出各種操作命令操作命令。 接口接口：連接在：連接在ps/2(綠色綠色)，usb、無線鼠標(biāo)、無線鼠標(biāo) 類型類型：光電鼠標(biāo)、機械鼠標(biāo)：光電鼠標(biāo)、機械鼠標(biāo) 按鍵按鍵： 左鍵左鍵（主鍵）：指向、單擊、雙擊、拖動、（

14、主鍵）：指向、單擊、雙擊、拖動、沙漏、超連接沙漏、超連接 右鍵右鍵（輔鍵）：（輔鍵）：:彈出快捷菜單彈出快捷菜單 鼠標(biāo)鼠標(biāo)（mouse） 觸摸屏觸摸屏 將用戶的將用戶的觸摸位置觸摸位置轉(zhuǎn)換為計算機的坐標(biāo)信息，轉(zhuǎn)換為計算機的坐標(biāo)信息，輸入到計算機中輸入到計算機中 掃描儀掃描儀 把圖形、圖片和文字材料快速地輸入到計把圖形、圖片和文字材料快速地輸入到計算機算機 其他輸入設(shè)備其他輸入設(shè)備 話筒、游戲桿、條形碼讀入器、光筆、數(shù)字話筒、游戲桿、條形碼讀入器、光筆、數(shù)字化儀化儀（2）輸出設(shè)備）輸出設(shè)備 顯示器，打印機，音響顯示器，打印機，音響顯示系統(tǒng)：顯示系統(tǒng)： 顯示卡（也稱為顯示適配器）顯示卡（也稱為顯示

15、適配器） 顯示器的種類：顯示器的種類： 陰極射線管顯示器（陰極射線管顯示器（crt） 液晶顯示器（液晶顯示器（lcd） 顯示器技術(shù)指標(biāo)顯示器技術(shù)指標(biāo) 分辨率：分辨率：顯示器所能顯示的像素的個數(shù)。顯示器所能顯示的像素的個數(shù)。 水平方向像素水平方向像素垂直方向的像素垂直方向的像素 如：如：800*600，1024*768，1280*1024像素的色彩像素的色彩：rgb（red green blue） 掃描頻率掃描頻率：每秒鐘刷新屏幕的次數(shù)，：每秒鐘刷新屏幕的次數(shù)，75hz 打印機：將計算機的信息打印到紙張打印機：將計算機的信息打印到紙張上上 針式打印機針式打印機：寬行、連續(xù)打印，但速度慢、：寬行、

16、連續(xù)打印，但速度慢、精度不高。精度不高。 激光打印機激光打印機：激光技術(shù)與照相技術(shù)相結(jié)合，：激光技術(shù)與照相技術(shù)相結(jié)合，噪聲低，分辨率高、速度快。噪聲低，分辨率高、速度快。 噴墨打印機噴墨打印機：將墨水直接噴到紙上實現(xiàn)印刷。：將墨水直接噴到紙上實現(xiàn)印刷。聲音系統(tǒng)：聲音系統(tǒng)：聲卡聲卡：8位（單聲道）、位（單聲道）、16位（雙聲道）位（雙聲道）音箱（耳機）音箱（耳機） 繪圖儀繪圖儀 通過專用的繪圖軟件，用戶的繪圖要求變通過專用的繪圖軟件，用戶的繪圖要求變成對繪圖儀的操作指令。成對繪圖儀的操作指令。 平板型：平板型：依靠筆架的二維運動來繪制圖形依靠筆架的二維運動來繪制圖形 滾筒型：滾筒型：依靠筆架的左

17、右移動和滾動帶動依靠筆架的左右移動和滾動帶動繪圖紙繪圖紙前后滾動。前后滾動。 軟盤存儲器軟盤存儲器 硬盤存儲器硬盤存儲器光盤存儲器（光盤刻錄機）光盤存儲器（光盤刻錄機） usb存儲器（存儲器（u盤，盤，mp3，mp4，數(shù)碼，數(shù)碼相機）相機）（3）輸入輸出設(shè)備）輸入輸出設(shè)備2.2.2 2.2.2 總線與接口總線與接口1. 主板：主板：主機箱內(nèi)最大的一塊集成電路主機箱內(nèi)最大的一塊集成電路板板集成塊集成塊（芯片）（芯片）插槽插槽/接口接口總線總線內(nèi)存內(nèi)存總線插槽總線插槽接口卡接口卡cpucpu串行接串行接口口usb接口接口芯片組芯片組 計算機中各部件之間計算機中各部件之間傳遞信息傳遞信息的基本通道的

18、基本通道總線的種類：總線的種類： 地址總線地址總線 / 數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 / 控制總線控制總線2、總線、總線 （bus）3、i/o接口：接口： 鍵盤、鍵盤、鼠標(biāo)接口鼠標(biāo)接口并行接口并行接口串行接串行接口口四個四個usbusb接口接口rj45lan接口接口顯示器接口顯示器接口1）顯示器接口顯示器接口2）串行口串行口：一條發(fā)送數(shù)據(jù)，另一條接收數(shù)據(jù)，：一條發(fā)送數(shù)據(jù)，另一條接收數(shù)據(jù)，其它線來控制。其它線來控制。3）并行口并行口（打印機口）：（打印機口）：8條數(shù)據(jù)線同時傳條數(shù)據(jù)線同時傳送數(shù)據(jù)，即一次可以傳送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)量。送數(shù)據(jù)，即一次可以傳送一個字節(jié)的數(shù)據(jù)量。4）usb接口接口（不需要終端設(shè)定，即插

19、即用）（不需要終端設(shè)定，即插即用）5）ps/2接口接口：鼠標(biāo)、鍵盤：鼠標(biāo)、鍵盤5）網(wǎng)線接口網(wǎng)線接口計算機硬件系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)主機主機 外部設(shè)備外部設(shè)備cpucpu內(nèi)存儲器內(nèi)存儲器外存儲器外存儲器輸入設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備輸出設(shè)備運算器運算器控制器控制器存儲器存儲器計算機系統(tǒng)的硬件組成：計算機系統(tǒng)的硬件組成：2.3 微型計算機軟件系統(tǒng)微型計算機軟件系統(tǒng)1. 軟件的概念軟件的概念 軟件是軟件是程序程序、程序運行所需要的、程序運行所需要的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)、使用、使用和維護這些程序所需要的和維護這些程序所需要的文檔文檔的集合。的集合。 軟件分類軟件分類：系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件和和應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件 控制計算機的運行、

20、管理計算機的各類資控制計算機的運行、管理計算機的各類資源、并為應(yīng)用軟件提供支持和服務(wù)的一類軟源、并為應(yīng)用軟件提供支持和服務(wù)的一類軟件。件。（1）操作系統(tǒng)（）操作系統(tǒng)（os） 最基本的系統(tǒng)軟件，用戶和計算機的接口。最基本的系統(tǒng)軟件，用戶和計算機的接口。 功能：對硬件、軟件資源進行管理。功能：對硬件、軟件資源進行管理。 常見的有：常見的有：windows，unix，linux2、系統(tǒng)軟件、系統(tǒng)軟件n 機器語言機器語言：由二進制代碼：由二進制代碼0和和1組成的，計算組成的，計算機能直接執(zhí)行的語言。如：機能直接執(zhí)行的語言。如：101000 匯編語言匯編語言：使用一些反映指令功能的：使用一些反映指令功能

21、的助記符助記符來代替機器語言的符號語言。如：來代替機器語言的符號語言。如：mov a, 5 高級語言高級語言：接近于自然語言和數(shù)學(xué)公式的程：接近于自然語言和數(shù)學(xué)公式的程序設(shè)計語言序設(shè)計語言（2）程序設(shè)計語言）程序設(shè)計語言典型的高級程序設(shè)計語言典型的高級程序設(shè)計語言l fortran：科學(xué)計算：科學(xué)計算l cobol：數(shù)據(jù)處理，隨著數(shù)據(jù)庫的發(fā)展使用：數(shù)據(jù)處理，隨著數(shù)據(jù)庫的發(fā)展使用越來越少越來越少l pascal：發(fā)展到：發(fā)展到delphil c/c+：發(fā)展到發(fā)展到visual c+，c#l basic：發(fā)展到：發(fā)展到visual basicl java：跨平臺的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言：跨平臺的面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言 匯