第1章 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論(2h)

1、第1章 微型(wixng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)導(dǎo)論共一百頁主要(zhyo)內(nèi)容簡要介紹微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史；介紹微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成、三總線結(jié)構(gòu)以及組成計(jì)算機(jī)的五大部件；介紹軟件在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用；通過在模型(mxng)機(jī)上運(yùn)行一個(gè)簡單的程序說明計(jì)算機(jī)的工作過程；2共一百頁馮氏思想概念(ginin)辨析：微處理器主機(jī)微型計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)的工作過程共一百頁 1234引言(ynyn)計(jì)算機(jī)的發(fā)展概況(gikung)（自學(xué)）微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) 5微型計(jì)算機(jī)的工作過程章節(jié)安排共一百頁1.1 引言(ynyn)1.1.1 電子計(jì)算機(jī)：電子計(jì)算機(jī)是由各種電子器件組成，能夠自動(dòng)、高

2、速(o s)、精確地進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯控制和信息處理的現(xiàn)代化設(shè)備電子計(jì)算機(jī)是一種能自動(dòng)高速地進(jìn)行大量運(yùn)算的電子機(jī)器。電子計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)和發(fā)展，是科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力發(fā)展的卓越成就之一，反過來，它也極大地促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展。5共一百頁1.1 引言(ynyn)(續(xù))1.1.2 主要(zhyo)應(yīng)用領(lǐng)域：科學(xué)計(jì)算自動(dòng)控制信息處理娛樂教育衛(wèi)生家用電器人工智能共一百頁1.1 引言(ynyn)(續(xù))1.1.3 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)：主流的單片VLSI中央處理器，微處理器。標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)化裝配結(jié)構(gòu)，體積小重量輕，便于系統(tǒng)升級(jí)。開放的標(biāo)準(zhǔn)體系結(jié)構(gòu)，多元化大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，性能價(jià)格比高。微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用(yngyn

3、g)范圍十分廣泛，信息化社會(huì)中它無所不在。7共一百頁1.1 引言(ynyn)(續(xù))按照應(yīng)用場合進(jìn)行分類：1 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)服務(wù)器、工作站、集線器、交換機(jī)、路由器2 工業(yè)控制(kngzh)計(jì)算機(jī)IPC（基于PC總線的工業(yè)電腦）PLC（可編程邏輯控制器）、CNC（數(shù)控系統(tǒng)）DCS（分散型控制系統(tǒng)）、FCS（現(xiàn)場總線系統(tǒng)）3 個(gè)人計(jì)算機(jī)臺(tái)式機(jī)、電腦一體機(jī)、筆記本電腦、掌上電腦、平板電腦4 嵌入式計(jì)算機(jī)共一百頁1.2 計(jì)算機(jī)的發(fā)展(fzhn)概況微電子技術(shù)水平迅速提高：每18個(gè)月集成度提高一倍。微處理器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)者可在片內(nèi)實(shí)現(xiàn)各種先進(jìn)(xinjn)體系結(jié)構(gòu)。微處理器及外圍支援器件的性價(jià)比達(dá)到前所未有水平。微

4、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的性價(jià)比迅速提高：達(dá)到傳統(tǒng)意義的工作站與小型機(jī)的水平。9共一百頁10 1946年電子計(jì)算機(jī)ENIAC(Electronic Numerical Integrator and Calculator)在美國賓夕法尼亞大學(xué)誕生(dnshng)。 裝有18800個(gè)電子管、7萬個(gè)電阻器。1萬個(gè)電容器和6000個(gè)開關(guān)(kigun)，重達(dá)30噸，占地面積150多平方米，耗電150千瓦。每秒能進(jìn)行5000次加法運(yùn)算。ENIAC1.2.1 微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展共一百頁1.2.1 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展(續(xù))1140年代的編程手動(dòng)連線(lin xin)編程耗時(shí)易錯(cuò)難維護(hù)共一百頁1.2.1 微型(wi

5、xng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展(續(xù))計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷(jngl)了以下幾代：電子管計(jì)算機(jī)晶體管計(jì)算機(jī)集成電路計(jì)算機(jī)大規(guī)模及超大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)非馮諾依曼計(jì)算機(jī)神經(jīng)計(jì)算機(jī)共一百頁1.2.1 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的發(fā)展(續(xù))微處理器的發(fā)展經(jīng)歷(jngl)了5代:第一代微處理器：1971年（4位和8位微處理器）第二代微處理器：1973年（8位微處理器）第三代微處理器：1978年（16位微處理器）第四代微處理器：1983年（32位微處理器）第五代微處理器：1993年（32位64位微處理器）13共一百頁微處理器的發(fā)展(fzhn)14第一代4位或低檔(ddng)8位微處理器典型產(chǎn)品： Intel 4004（7

6、1年，4位微處理器） Intel 8008（72年，8位微處理器）特點(diǎn)：集成度： 2300只晶體管片時(shí)鐘頻率：小于1MHz平均指令執(zhí)行時(shí)間：10-15s采用機(jī)器語言編程。共一百頁第一代相關(guān)(xinggun)圖片15工作電壓:15V主頻：0.74MHZIntel 4004工作電壓：5V主頻：0.50.8MHZIntel 8008微處理器之父1971年設(shè)計(jì)4004特德霍夫共一百頁16第二代中高檔8位微處理器典型(dinxng)產(chǎn)品：Intel 8080（1973年）Motorola MC6800（1974年）Zilog Z80（1975年）Intel 8085（1976年）特點(diǎn)：集成度： 4500

7、只晶體管片時(shí)鐘頻率：l-4MHz平均指令執(zhí)行時(shí)間：1-2s微處理器的發(fā)展(fzhn)(續(xù))共一百頁第二代相關(guān)(xinggun)圖片17工作電壓:5V 主頻：2MHZ微軟霸業(yè)的開啟點(diǎn)Intel 8080工作電壓：3.3V主頻：12MHZMotorola MC6800共一百頁第二代相關(guān)(xinggun)圖片18工作電壓:5V 主頻：36MHZIntel 8085工作電壓:5V 主頻：4MHZZilog Z80共一百頁第三代16位微處理器典型(dinxng)產(chǎn)品： Intel 8086（1978年） Zilog Z8000（1979年） Motorola 68000（1979年） Intel 802

8、86（1983年） Motorola 68010（1983年）特點(diǎn)：集成度： 2萬-7萬只晶體管片 時(shí)鐘頻率：4-25MHz平均指令執(zhí)行時(shí)間：0.5s微處理器的發(fā)展(fzhn)(續(xù))19共一百頁第三代相關(guān)(xinggun)圖片20工作電壓:5V 主頻：510MHZPC時(shí)代的開始標(biāo)志Intel 8086工作電壓:5V 主頻：425MHZIntel 80286共一百頁微處理器的發(fā)展(fzhn)(續(xù))21第四代32位高檔(godng)微處理器典型產(chǎn)品： Zilog Z80000（1983年） Motorola 68020（1984年） Intel 80386（1985年） Intel 80486（1

9、989年） Motorola 68040（1989年）特點(diǎn)：集成度： 15萬-50萬只晶體管片時(shí)鐘頻率：16-100MHz平均指令執(zhí)行時(shí)間：0.1s共一百頁第四代相關(guān)(xinggun)圖片22主頻：1640MHZIntel與AMD競爭開始激烈Intel 80386AMD 486共一百頁微處理器的發(fā)展(fzhn)(續(xù))23第五代32位64位微處理器的發(fā)展(fzhn)典型產(chǎn)品： Intel Pentium系列產(chǎn)品（1993年起） IBM公司 Power PC系列產(chǎn)品（1996年起） AMD公司系列產(chǎn)品特點(diǎn)：集成度：300萬以上時(shí)鐘頻率：100M幾GHZ發(fā)展方向：32位64位轉(zhuǎn)換、支持多媒體處理、向

10、多核方向發(fā)展、不一味追求主頻的提高。共一百頁第五代相關(guān)(xinggun)圖片24電壓：1.75V主頻：1.33.8GHZPentium 4工作電壓：0.851.35V主頻：2GHZ左右多核時(shí)代的到來Core 共一百頁摩爾(m r)定理25 集成電路內(nèi)芯片的晶體管數(shù)目，每隔1824個(gè)月，其集成度會(huì)增加一倍，性能(xngnng)也將提升一倍。Intel名譽(yù)董事長 戈登摩爾（Gordon Moore）于1965年提出共一百頁1.2.2 微處理器生產(chǎn)商Intel（英特爾公司） 創(chuàng)建于1968年，開始主要生產(chǎn)存儲(chǔ)器芯片，后轉(zhuǎn)向微處理器。自1981年IBM公司選擇Intel的微處理器推出第一款PC后，In

11、tel公司便確定了其在微處理器上的領(lǐng)先位置。AMD（超微公司） 創(chuàng)建于1969年，最開始時(shí)主要生產(chǎn)其他(qt)公司開發(fā)出的新產(chǎn)品。26共一百頁中國(zhn u)心龍芯 27龍芯（英語：Loongson，舊稱GODSON）是中國科學(xué)院計(jì)算所自主開發(fā)(kif)的通用CPU。龍芯課題組成立于2001年，隸屬于中國科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所。系列產(chǎn)品：龍芯13號(hào)。/index.php主頻：1GHZ左右比較：綜合性能已經(jīng)達(dá)到高端Pentium 以及中低端Pentium 4處理器的水平。龍芯2E共一百頁概念(ginin)辨析微型(wixng)計(jì)算機(jī)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)共一百頁1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)2

12、9提出：（1）計(jì)算機(jī)由五大部分組成（2）指令和數(shù)據(jù)由二進(jìn)制表示（3）基本(jbn)工作原理：程序存儲(chǔ)和程序控制計(jì)算機(jī)之父：約翰馮諾依曼（John Von Nouma，19031957），美藉匈牙利人，世界著名數(shù)學(xué)家，最大貢獻(xiàn)是對計(jì)算機(jī)科學(xué)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值分析的開拓性工作。共一百頁1.3.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：以微型計(jì)算機(jī)為中心，配以相應(yīng)的外圍設(shè)備、電源和輔助電路(dinl)（統(tǒng)稱硬件）以及指揮計(jì)算機(jī)工作的系統(tǒng)軟件所構(gòu)成的系統(tǒng)。1.3.1 微型計(jì)算機(jī)：以微處理器為核心，配上存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路等所組成的計(jì)算機(jī)，又稱為(chn wi)主機(jī)微型計(jì)算機(jī)由以下幾部分組成：微處理器：執(zhí)行指令的核心。

13、存儲(chǔ)器：指令碼、操作數(shù)、結(jié)果的存儲(chǔ)。外圍接口電路：并口、串口、外存接口、顯示器接口、網(wǎng)絡(luò)接口、聲音接口等。系統(tǒng)總線：不同層次的總線將上述模塊連接起來作為各種信息的通路，按信息類別分為數(shù)據(jù)、地址、控制三類總線。1.3 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)30共一百頁1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微處理器（Microprocessor，CPU）不包含微型計(jì)算機(jī)硬件的全部功能，但它是微型計(jì)算機(jī)控制、處理的核心，負(fù)責(zé)對計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部件進(jìn)行(jnxng)統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和控制。31單片VLSI電路，體系結(jié)構(gòu)技術(shù)、工作頻率已達(dá)空前高的水平主流微處理器具有通用性，不僅用于微型機(jī)，也用于工作站和超級(jí)計(jì)算機(jī)由算術(shù)邏輯部件

14、（ALU）、寄存器、控制器組成共一百頁1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)運(yùn)算器：即算術(shù)邏輯部件（ALU）多核：一個(gè)CPU中包含多個(gè)運(yùn)算器控制器：控制邏輯部件，負(fù)責(zé)對整機(jī)的控制，使CPU內(nèi)部(nib)、外部協(xié)調(diào)工作寄存器組：用來存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)、中間結(jié)果或地址32共一百頁33共一百頁34共一百頁35共一百頁1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)存儲(chǔ)器：用于存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它是一個(gè)記憶裝置，是計(jì)算機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)(shxin)存儲(chǔ)程序工作原理的基礎(chǔ)。36CPU高速緩沖存儲(chǔ)器主 存 儲(chǔ) 器輔助存儲(chǔ)器容量速度共一百頁1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)主存（內(nèi)存）：直接訪問，速度較快，容

15、量不大，存放(cnfng)當(dāng)前運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)輔助存儲(chǔ)器（外存）：通過I/O接口進(jìn)行訪問，速度較慢，容量大，一般用來存放歷史數(shù)據(jù)與軟件高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache）：為了匹配CPU和主存之間的速度差，利用程序訪問的局部性原理設(shè)置的部件37共一百頁內(nèi)部(nib)存儲(chǔ)器隨機(jī)存取存儲(chǔ)器 RAM （Random Access Memory） 動(dòng)態(tài)(dngti)RAM（Dynamic RAM）靜態(tài)RAM（Static RAM）只讀存儲(chǔ)器 ROM （Read Only Memory） PROM（Programmable ROM ，可編程只讀存儲(chǔ)器) EPROM （Erasable Programmble R

16、OM，可編程只讀存儲(chǔ)器）E2PROM（Electronical Erasable Programmble Read Only Memory，電可擦除只讀存儲(chǔ)器）38共一百頁隨機(jī)(su j)訪問存儲(chǔ)器39共一百頁40隨機(jī)(su j)訪問存儲(chǔ)器共一百頁41隨機(jī)(su j)訪問存儲(chǔ)器共一百頁外部(wib)存儲(chǔ)器42軟盤硬盤光盤U盤共一百頁微型(wixng)計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)主頻 CPU工作的時(shí)鐘頻率（CPU Clock Speed）。主頻和微機(jī)的實(shí)際運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，相同架構(gòu)的處理器的主頻越高，運(yùn)行速度越快。字長 微處理器內(nèi)部一次可以并行處理二進(jìn)制代碼的位數(shù)。字長越長運(yùn)算精度(jn d)越高，功

17、能越強(qiáng)。目前微機(jī)的字長為64位。內(nèi)存容量 指微機(jī)存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)信息的字節(jié)數(shù)，內(nèi)存容量越大，能存儲(chǔ)的信息越多，信息處理的能力越強(qiáng)。43共一百頁微型(wixng)計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)存取周期 存儲(chǔ)器進(jìn)行一次“讀”或“寫”操作(cozu)所需的時(shí)間稱為存儲(chǔ)器的訪問時(shí)間；連續(xù)啟動(dòng)兩次獨(dú)立的“讀”或“寫”操作所需的最短時(shí)間，稱為存取周期。運(yùn)行速度 微機(jī)每秒所執(zhí)行的指令的條數(shù)，單位MIPS（Million Instructions Per Second ）。 內(nèi)核數(shù)目 指封裝在一個(gè)處理器內(nèi)的處理器內(nèi)核數(shù)目，內(nèi)核越多則CPU處理并行計(jì)算的能力越強(qiáng)。44共一百頁微型(wixng)計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)高速緩沖 又稱為Ca

18、che，一種特殊的存儲(chǔ)器子系統(tǒng)，其中復(fù)制了頻繁使用的數(shù)據(jù)以利于快速訪問。Cache出現(xiàn)的原因：主存速度跟不上CPU的速度，程序執(zhí)行的局部性特點(diǎn) 。 當(dāng)前CPU的高速緩存一般又分為一級(jí)高速緩存（L1 Cache）和二級(jí)高速緩存（L2 Cache），對于同類(tngli)的CPU來說，高速緩沖的容量越大，則CPU的執(zhí)行效率越高，速度越快。45共一百頁I/O 接口(ji ku) I/O接口電路的作用(zuyng)：用于CPU（或存儲(chǔ)器）與外設(shè)之間的信息交換。 46工作速度信號(hào)電平數(shù)據(jù)格式 需要引入I/O接口電路不匹配共一百頁總線(zn xin)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各個(gè)部件之間傳送信息的公共通道叫總線，微

19、型計(jì)算機(jī)是通過總線結(jié)構(gòu)連接各種( zhn)功能部件。 總線結(jié)構(gòu)的分類：47 單總線結(jié)構(gòu) 面向CPU的雙總線 面向主存儲(chǔ)器的雙總線共一百頁總線結(jié)構(gòu)單總線結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的內(nèi)部(nib)存儲(chǔ)器和I/O接口均掛在單總線上。48CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備ABDBCBI/O接口I/O設(shè)備共一百頁總線結(jié)構(gòu)面向CPU的雙總線結(jié)構(gòu) 在CPU和主存儲(chǔ)器之間、CPU與I/O設(shè)備(shbi)之間分別設(shè)置一組總線。49CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備1I/O總線存儲(chǔ)總線I/O接口I/O設(shè)備2I/O接口I/O設(shè)備n共一百頁總線結(jié)構(gòu)面向主存儲(chǔ)器的雙總線結(jié)構(gòu)所有部件和設(shè)備均掛在總線上，可以通過總線交換信息，同時(shí)在CPU與主存

20、儲(chǔ)器之間增加一組高速(o s)存儲(chǔ)總線。50CPU存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備1I/O總線存儲(chǔ)總線I/O接口I/O設(shè)備2I/O接口I/O設(shè)備n共一百頁1.3 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) 微型計(jì)算機(jī)邏輯(lu j)框圖51共一百頁1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)1.3.2 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：微型計(jì)算機(jī)：微處理器、存儲(chǔ)器、外圍接口電路、系統(tǒng)總線軟件：系統(tǒng)軟件、中間軟件、應(yīng)用軟件外部設(shè)備：軟驅(qū)、硬驅(qū)、光驅(qū)、鍵盤(jinpn)、鼠標(biāo)、顯示器電源、機(jī)箱、控制面板52共一百頁53 算術(shù)邏輯單元 寄存器陣列 控制器電路數(shù)據(jù)總線地址總線控制總線只讀存儲(chǔ)器隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器串行輸入輸出接口并行輸入輸出接口外存儲(chǔ)器接口顯

21、示器接口等鍵盤、鼠標(biāo)顯示器、打印機(jī)軟磁盤驅(qū)動(dòng)器硬磁盤驅(qū)動(dòng)器光盤驅(qū)動(dòng)器等等微處理器系統(tǒng)總線內(nèi)存儲(chǔ)器外圍接口電 路電源、機(jī)箱、控制面板系統(tǒng)軟件中間件應(yīng)用軟件軟件外圍設(shè)備微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)微處理器，微計(jì)算機(jī)，微計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三者關(guān)系CP1.3 微型(wixng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)共一百頁軟件：為了管理、維護(hù)計(jì)算機(jī)以及為了完成用戶的某種特定任務(wù)而編寫的各種程序的總和（程序+數(shù)據(jù)+文檔），是用戶與計(jì)算機(jī)硬件的橋梁微型計(jì)算機(jī)的軟件包括(boku)系統(tǒng)軟件和用戶（應(yīng)用）軟件系統(tǒng)軟件：不需用戶干預(yù)，為其他程序的開發(fā)、調(diào)試及運(yùn)行等建立一個(gè)良好環(huán)境的程序，主要包括OS、系統(tǒng)應(yīng)用程序等用戶軟件：用戶為解決各種實(shí)際問題

22、而編寫的各種程序541.4 微型(wixng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)共一百頁1.4.1 軟件(run jin)的分類系統(tǒng)軟件：支持程序設(shè)計(jì)人員（計(jì)算機(jī)用戶）能方便地使用和管理計(jì)算機(jī)的軟件。功能： 為整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度、管理、監(jiān)視和服務(wù)，為用戶使用計(jì)算機(jī)提供方便。如：操作系統(tǒng)、匯編程序(hu bin chn x)、高級(jí)語言編譯程序、故障診斷程序、數(shù)據(jù)庫管理程序、控制程序等。55共一百頁1.4.1 軟件(run jin)的分類應(yīng)用軟件：用于解決(jiju)各種具體應(yīng)用問題的專門軟件,包括通用應(yīng)用軟件和定制應(yīng)用軟件如：工資管理程序、圖書檢索程序、人口普查程序、文字處理軟件、AutoCAD、表格軟件等。5

23、6共一百頁軟件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件操作系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)語言處理程序（編譯和解釋系統(tǒng)）用戶定制（工資管理程序,圖書檢索程序、生產(chǎn)控制等）系統(tǒng)服務(wù)程序（診斷、排錯(cuò)、編輯）通用應(yīng)用軟件（WORD、EXCEL、PhotoShop、AutoCAD、CorelDraw、PowerPoint、 KV3000等）571.4.1 軟件(run jin)的分類共一百頁裸機(jī)(lu j)操作(cozu)系統(tǒng)應(yīng)用軟件用戶語言處理程序DBMSTools網(wǎng)絡(luò)與通信軟件應(yīng)用軟件58軟件的層次構(gòu)成共一百頁操作系統(tǒng)(co zu x tn)計(jì)算機(jī)語言及語言處理程序數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)用程序支撐(zh chng)軟件591.4.2系統(tǒng) 軟件共一百

24、頁 是直接(zhji)運(yùn)行在裸機(jī)上的最基本的系統(tǒng)軟件；是在所有的計(jì)算機(jī)上都必須配置的系統(tǒng)軟件。只有在操作系統(tǒng)的支撐下，整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)才能正常運(yùn)行。操作系統(tǒng)(co zu x tn)(Operating System) 60共一百頁I）操作系統(tǒng)(co zu x tn)的重要作用管理系統(tǒng)中的各種( zhn)資源61 為用戶提供各種服務(wù)界面 對各個(gè)任務(wù)使用資源的請求作出仲裁，承擔(dān)系統(tǒng)資源管理的任務(wù)，在各個(gè)程序之間調(diào)度分配，避免沖突，保證用戶程序正常有序運(yùn)行。處理器管理（任務(wù)管理） 存儲(chǔ)管理 文件管理 設(shè)備管理共一百頁II）操作系統(tǒng)(co zu x tn)的類型批處理系統(tǒng)(xtng)分時(shí)系統(tǒng)-時(shí)間片輪法

25、實(shí)時(shí)系統(tǒng)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)信息處理系統(tǒng)單用戶操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)分布式操作系統(tǒng)62共一百頁1990年III）常用(chn yn)操作系統(tǒng) a) MS-DOS（字符(z f)用戶界面、單用戶單任務(wù)）b) WINDOWS 操作系統(tǒng) Windows 9X（圖形界面、單用戶多任務(wù)）: 63共一百頁Windows NT (New Technology)(網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng))Windows 2000(Win NT5.0) Professional/Server/Advanced ServerWindows XP、Windows NETWindows CEc)UNIX操作系統(tǒng)（多用戶/分時(shí)/網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)）1970年

26、第一版問世，國際上使用最廣泛、影響(yngxing)最大的主流操作系統(tǒng)之一。d)其他：Linux（開放性/多用戶分時(shí)/網(wǎng)絡(luò)）OS/264III）常用(chn yn)操作系統(tǒng) 共一百頁計(jì)算機(jī)語言三個(gè)發(fā)展階段：機(jī)器語言、匯編語言、高級(jí)語言1)機(jī)器語言：第一代語言，由 0、1 代碼組成，機(jī)器能直接執(zhí)行的語言2)匯編語言：第二代語言，也稱符號(hào)語言，便于識(shí)別記憶，用助記符表示一條機(jī)器指令。（例：0000010000001010 ADD AL,10-AL的內(nèi)容加10，和值放在AL中）3)高級(jí)語言:第三代語言，算法語言，與人們?nèi)粘Ｊ煜さ淖匀徽Z言和數(shù)學(xué)(shxu)語言更接近。計(jì)算機(jī)語言(yyn)及語言(yyn

27、)處理程序650000010000001010ADD AL, 10I=I+10共一百頁常見(chn jin)的高級(jí)語言FORTRAN語言FORmula TRANslation(公式翻譯)應(yīng)用于大型科學(xué)與工程計(jì)算 Pascal語言開發(fā)于1971年，用于幫助學(xué)生學(xué)習(xí)編程語言C、C+(對C語言的擴(kuò)充)Basic語言：QBasic、TurboBasic、VisualBasic Java(用于網(wǎng)絡(luò)(wnglu)環(huán)境下開發(fā))1995年Sun公司66共一百頁II）語言(yyn)處理程序語言處理程序（翻譯程序）：是指一個(gè)把源程序翻譯（編譯、解釋）成機(jī)器語言程序的程序源程序：用匯編語言或高級(jí)語言編寫的有待翻譯的

28、程序目標(biāo)程序：也稱為結(jié)果程序，是源程序經(jīng)過翻譯程序加工(ji gng)后生成的程序67源程序語言處理程序（翻譯程序）機(jī)器語言程序共一百頁語言(yyn)處理程序分類1)匯編程序(assembler) ： 把匯編語言編寫的源程序翻譯成機(jī)器語言目標(biāo)程序(m bio chn x)的翻譯程序。 2)解釋程序(interpreter) ： 按源程序中指令（或語句）的執(zhí)行順序，逐條翻譯并立即執(zhí)行相應(yīng)功能的處理程序。 “口譯” 68解釋程序高級(jí)語言源程序執(zhí)行結(jié)果逐句解釋并執(zhí)行 用于交互方式工作、調(diào)試狀態(tài)下、運(yùn)行時(shí)間與解釋時(shí)間相差不大的情況共一百頁3）編譯程序(compiler)： 從高級(jí)語言到機(jī)器語言(j q

29、 y yn)或匯編語言的翻譯程序?！肮P譯” 源程序分析綜合符號(hào)表、常數(shù)表 中間語言程序目標(biāo)程序 可以(ky)一次性產(chǎn)生可在具體計(jì)算機(jī)上執(zhí)行的高效運(yùn)行的目標(biāo)程序，并保存在磁盤上，以備多次執(zhí)行。69語言處理程序分類共一百頁編輯、編譯、裝入和執(zhí)行過程程序模塊1程序模塊n正文編輯源程序n源程序1編譯目標(biāo)程序1目標(biāo)程序n聯(lián)接編輯可執(zhí)行目標(biāo)程序裝入執(zhí)行結(jié)果庫文件70語言(yyn)處理系統(tǒng)共一百頁數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫：以一定的方式組織起來的數(shù)據(jù)(shj)的集合,以統(tǒng)一管理和共享數(shù)據(jù)為主要特征,用于數(shù)據(jù)的管理。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)庫（DB）、應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）、數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）組成。 71

30、共一百頁應(yīng)用程序1應(yīng)用程序2應(yīng)用程序n.數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）數(shù)據(jù)庫管理員（DBA）數(shù)據(jù)庫（DB）數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)示意圖72共一百頁DBMSDBMS是數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心DBMS的三種(sn zhn)數(shù)據(jù)模型：層次型、網(wǎng)狀型、關(guān)系型常用的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)有：Foxpro、Access、SQL Server、DB2、SYBASE、ORACLE等73共一百頁實(shí)用程序完成某些(mu xi)與系統(tǒng)資源及文件管理相關(guān)的程序74實(shí)用程序種類 主要功能磁盤格式化為在磁盤上存儲(chǔ)文件做準(zhǔn)備文件管理文件拷貝、移動(dòng)、壓縮、刪除等磁盤碎片整理重新存儲(chǔ)磁盤上的內(nèi)容，可使同一文件的不同段存儲(chǔ)在鄰接位置文件

31、卸載刪除一個(gè)不再需要的文件文件轉(zhuǎn)換把文件從一種格式轉(zhuǎn)換到另一種格式反病毒保護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)不受病毒的侵?jǐn)_共一百頁1.4.3 應(yīng)用軟件通用應(yīng)用軟件：文字處理電子表格圖形(txng)圖象處理軟件網(wǎng)絡(luò)通信軟件簡報(bào)軟件定制應(yīng)用軟件：完全按照用戶的特定需求專門開發(fā)75共一百頁應(yīng)用軟件服務(wù)程序數(shù)據(jù)庫管理程序語言處理系統(tǒng)操作系統(tǒng)機(jī)器語言（指令系統(tǒng)）硬件系統(tǒng)（裸機(jī)）高低軟件(run jin)的分層示意圖76共一百頁1.4.4 計(jì)算機(jī)軟件的發(fā)展(fzhn)過程階段年份特點(diǎn)第一階段：從第一臺(tái)計(jì)算機(jī)上第一個(gè)程序出現(xiàn)到實(shí)用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言出現(xiàn)以前1946年至1956年計(jì)算機(jī)主要用于科學(xué)計(jì)算，存儲(chǔ)容量小。編制程序主要用機(jī)器

32、語言和匯編語言。程序的設(shè)計(jì)和編制工作復(fù)雜、煩瑣和容易出錯(cuò)。設(shè)計(jì)和編制程序采用個(gè)體工作方式。衡量程序質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)主要是功效，很少考慮結(jié)構(gòu)清晰、易讀性和易維護(hù)性第二階段：從實(shí)用高級(jí)程序設(shè)計(jì)語言出現(xiàn)到軟件工程出現(xiàn)以前1956年至1968年除了科學(xué)計(jì)算外，計(jì)算機(jī)也被用于事務(wù)處理，其中涉及到非數(shù)值數(shù)據(jù)。出現(xiàn)大容量存儲(chǔ)器。高級(jí)語言進(jìn)入實(shí)用階段，出現(xiàn)了操作系統(tǒng)，開始出現(xiàn)數(shù)據(jù)庫及管理程序。編制程序主要采用個(gè)體與合作的方式。20世紀(jì)60年代中期開始出現(xiàn)了軟件危機(jī)。提出了結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和軟件工程的思想。第三階段：軟件工程出現(xiàn)以后1968年以后編程普遍采用高級(jí)語言、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)和工程的方式。后來出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)軟件。微機(jī)普及。面向?qū)ο蟮募夹g(shù)得到了發(fā)展和使用。共一百頁裸機(jī)(lu j)操作系統(tǒng)(co zu x tn)語言處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用程序用戶計(jì)算機(jī)軟硬件之間的層次關(guān)系78共一百頁馮諾依曼計(jì)算機(jī)的工作(gngzu)過程共一百頁1.5 微型(wixng)計(jì)算機(jī)的工作過程80CPU內(nèi)部(nib)存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線ABUS數(shù)據(jù)總線DBUS控制總線CBUS共一百頁 微機(jī)(wi j)工作原理舉例-訪存舉例81CPU內(nèi)部(nib)存儲(chǔ)器I/O接口I/O設(shè)備地址總線AB