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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)專心專注專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔傾情為你奉上專心專注專業(yè)信息技術(shù)知識點整理 傅 寧 第1章 信息技術(shù)概述1.1 信息與信息技術(shù)1.信息是什么?信息是指“事物運動的狀態(tài)及狀態(tài)變化的方式”,它既不是物質(zhì)也不是能量。2.客觀世界的三大構(gòu)成要素:信息、物質(zhì)、能量。3.信息的性質(zhì):普遍性、動態(tài)性、時效性、多樣性、可傳遞性、可共享性、快速增長性。*4.什么是信息處理?信息處理指的是與 信息的收集、加工、存儲、傳遞、施用 相關(guān)的行為和活動。5.什么是信息技術(shù)?信息技術(shù)(IT,ICT)指的是用來 擴展人們信息器官功能,協(xié)助人們更有效地進行信息處理 的一類技術(shù)

2、。信息技術(shù)包括:擴展感覺器官功能的感測(獲?。┡c識別技術(shù); 擴展神經(jīng)系統(tǒng)功能的通信技術(shù); 擴展大腦功能的計算(處理)與存儲技術(shù); 擴展效應(yīng)器官功能的控制與顯示技術(shù)。6.現(xiàn)代信息技術(shù)的三大特征:以數(shù)字技術(shù)(計算機)為基礎(chǔ);以計算機及其軟件為核心;采用電子技術(shù)(包括激光技術(shù))。 核心技術(shù):計算機、集成電路、通信、廣播、互聯(lián)網(wǎng)、自動控制、機器人等。7.什么是信息產(chǎn)業(yè)?信息產(chǎn)業(yè) (也稱為“電子信息產(chǎn)業(yè)”) 是指 信息設(shè)備生產(chǎn)制造,以及利用這些設(shè)備進行信息采集、儲存、傳遞、處理、制作與服務(wù)的所有行業(yè)與部門的總和。8.什么是信息化?信息化是指由信息技術(shù)驅(qū)動的經(jīng)濟和社會的變革。信息化的本質(zhì)是 利用信息技術(shù)幫

3、助社會個人和群體有效利用知識和新思想,從而能建成充分發(fā)揮人的潛力,實現(xiàn)其抱負的信息社會。1.2 數(shù)字技術(shù)基礎(chǔ)1.什么是比特?比特(b)是數(shù)字技術(shù)的處理對象,是組成數(shù)字信息的最小單位。它只有兩種狀態(tài)(取值)。計算機(包括其它數(shù)字設(shè)備)中所有信息都使用比特(二進位)表示,只有使用比特表示的信息計算機才能進行處理、存儲和傳輸。2.計算機中表示與存儲(比特)二進位的方法:電路的高電平狀態(tài)或低電平狀態(tài)(CPU)電容的充電狀態(tài)或放電狀態(tài)(RAM)兩種不同的磁化狀態(tài)(磁盤)光盤面上的凹凸狀態(tài)(光盤)3.用比特表示信息的優(yōu)點: 比特只有0和1兩個符號,具有2個狀態(tài)的器件和裝置就能表示和存儲比特,而制造兩個穩(wěn)定

4、狀態(tài)的電路又很容易比特的運算規(guī)則很簡單,使用門電路就能高速度地實現(xiàn)二進制數(shù)的算術(shù)和邏輯運算比特不僅能表示“數(shù)”,而且能表示文字、符號、圖像、聲音,可以毫不費力地相互組合,開發(fā)“多媒體”應(yīng)用信息使用比特表示以后,可以通過多種方法進行“數(shù)據(jù)壓縮”,從而大大降低信息傳輸和存儲的成本。使用比特表示信息后,只要再附加一些額外的比特,就能發(fā)現(xiàn)甚至糾正信息傳輸和存儲過程中的錯誤,大大提高了信息系統(tǒng)的可靠性 4.存儲容量的計量單位:8b1B(字節(jié)byte,用大寫B(tài)表示)計算機內(nèi)存儲器容量的計量單位:KB: 1 KB=210字節(jié)=1024 B (千字節(jié))MB: 1 MB=220字節(jié)=1024 KB (兆字節(jié))G

5、B: 1 GB=230字節(jié)=1024 MB (吉字節(jié)、千兆字節(jié))TB: 1 TB=240字節(jié)=1024 GB (太字節(jié)、兆兆字節(jié))外存儲器容量經(jīng)常使用10的冪次來計算:1MB103 KB 1 000 KB1GB106 KB 1 000 000 KB1TB 109 KB = 1 000 000 000 KB5. 信息是可以傳輸?shù)模畔⒅挥型ㄟ^傳輸和交流才能發(fā)揮它的作用。在數(shù)字通信技術(shù)中,信息的傳輸是通過比特的傳輸來實現(xiàn)的。近距離傳輸時直接將用于表示“0/1”的電信號或光信號進行傳輸(稱為基帶傳輸),遠距離傳輸或者無線傳輸時需要使用調(diào)制技術(shù)。傳輸速率表示每秒鐘可傳輸?shù)亩M位數(shù)目,常用單位是:比特/

6、秒(b/s),也稱“bps”。如 2400 bps(2400b/s)千比特/秒(kb/s),1kb/s=103比特秒=1 000 b/s兆比特/秒(Mb/s),1Mb/s=106比特秒=1 000 kb/s吉比特/秒(Gb/s),1Gb/s=109比特秒=1 000 Mb/s太比特/秒(Tb/s),1Tb/s=1012比特秒=1 000 Gb/s 6. B:二進制 Q:八進制 D:十進制 H:十六進制二進制十進制50.0010.1250.0110.3750.1010.6250.1110.875211=2048 212=4096 213=8192 214

7、=16384 215=32768 216=65536220=1M 230=1G 240=1T7.數(shù)值信息的表示:(1)無符號整數(shù):只表示正整數(shù)。n位二進制數(shù)可表示的最大十進制數(shù)為2n-1。(2)帶符號整數(shù):可以表示正整數(shù)、負整數(shù)、零。 最高位為符號位,“0”表示“+”,“1”表示“-” n位二進制數(shù)可表示的十進制數(shù)范圍為-2(n-1)+12(n-1)-1上面的表示方法稱為“原碼”。帶符號整數(shù)在計算機內(nèi)不采用“原碼”而采用“補碼”的形式表示。補碼:符號位不變,絕對值部分取反加1。-43的原碼: 補碼:相同位數(shù)的二進制補碼可表示的數(shù)的個數(shù)比原碼多一個。(3)浮點表示:任一個二進制實數(shù) N 均可表示

8、為 N=S2P(其中, 是該數(shù)的符號; S是N 的尾數(shù);P是N的階碼)+1001.011B = + 0.B2100 -0.=-0.10101*10(-10)因此,32位的單精度浮點數(shù)在計算機中可表示為:符號位8位階碼32位位數(shù)8.文字符號的表示:日常使用的書面文字由一系列稱為“字符”的書寫符號所構(gòu)成,計算機中常用字符的集合叫做“字符集”(西文字符集、中文(漢字)字符集)。最常用的西文字符集是ASCII字符集,包含128個字符,包括96個可打印字符和32個控制字符,每個字符采用7個二進位進行編碼,計算機中使用1個字節(jié)存儲1個ASCII 字符。ASCII字符集中ASCII碼從小到大先數(shù)字后小寫字母

9、再后大寫字母。9.基本邏輯運算:邏輯加:“或”運算 邏輯乘:“與”運算 取反:否定運算1.3 微電子技術(shù)簡介1.微電子技術(shù)是信息技術(shù)領(lǐng)域中的關(guān)鍵技術(shù),是發(fā)展電子信息產(chǎn)業(yè)和各項高技術(shù)的基礎(chǔ),它是在電子元器件小型化、微型化的過程中發(fā)展起來的。微電子技術(shù)的核心是集成電路技術(shù)。2.電子電路中元器件的發(fā)展演變:電子管晶體管小規(guī)模集成電路超大規(guī)模集成電路3.什么是集成電路?集成電路 (IC):是以半導(dǎo)體單晶片作為基片,采用平面工藝,將晶體管、電阻、電容等元器件及其連線所構(gòu)成的電路制作在基片上所構(gòu)成的一個微型化的電路或系統(tǒng)。(1)集成電路的優(yōu)點:體積小、重量輕;功耗小、成本低;速度快、可靠性高。(2)集成電

10、路的分類:按用途分:通用集成電路、專用集成電路(ASIC)按電路的功能分:數(shù)字集成電路、模擬集成電路按晶體管結(jié)構(gòu)、電路和工藝分:雙極型(Bipolar)電路、金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)電路按集成度(芯片中包含的元器件數(shù)目)分:小規(guī)模集成電路(SSI)、中規(guī)模集成電路(MSI)、大規(guī)模集成電路(LSI)、超大規(guī)模集成電路(VLSI)、極大規(guī)模集成電路(ULSI)(3)集成電路的發(fā)展趨勢:集成電路的工作速度主要取決于晶體管的尺寸。晶體管的尺寸越小,其極限工作頻率越高,門電路的開關(guān)速度就越快,相同面積的晶片可容納的晶體管數(shù)目就越多。所以從集成電路問世以來,人們就一直在縮小晶體管、電阻、電容、連接線的

11、尺寸上下功夫。 4.什么是IC卡?IC卡(chip card、smart card),又稱為集成電路卡,它是把集成電路芯片密封在塑料卡基片內(nèi),使其成為能存儲信息、處理和傳遞數(shù)據(jù)的載體(1)特點:存儲信息量大、保密性能強、可以防止偽造和竊用、抗干擾能力強、可靠性高。(2) IC卡的類型:按芯片分類:存儲器卡 CPU卡 按使用方式分類:接觸式IC卡 非接觸式IC卡(頻射卡、感應(yīng)卡)第2章 計算機組成原理2.1 計算機的組成與分類1. 1946年美國賓州大學(xué)研制成功第1臺數(shù)字電子計算機ENIAC(最致命缺點:程序與計算分離)2. 第14代計算機對比代別年代使用的主要元器件使用的軟件類型主要應(yīng)用領(lǐng)域第

12、1代20世紀40年代中期50年代末期CPU:電子管內(nèi)存:磁鼓外設(shè):磁帶使用機器語言(二進制)和匯編語言(符號化機器語言)編寫程序科學(xué)和工程計算第2代20世紀50年代中后期60年代中期CPU:晶體管內(nèi)存:磁芯外設(shè):磁盤使用FORTRAN(第一個高級語言)等高級程序設(shè)計語言開始廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域第3代20世紀60年代中期70年代初期CPU:中、小規(guī)模集成電路(SSI、MSI)內(nèi)存:SSI、MSI的半導(dǎo)體存儲器操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等普遍使用在科學(xué)計算、數(shù)據(jù)處理、工業(yè)控制等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用第4代20世紀70年代中期以來CPU:大、超大規(guī)模集成電路(LSI、VLSI)內(nèi)存:LSI、VLSI的半

13、導(dǎo)體存儲器軟件開發(fā)工具和平臺、分布式計算軟件等開始廣泛使用(軟件工程)深入到各行各業(yè)。家庭和個人普遍使用計算機3.計算機的邏輯結(jié)構(gòu) (1)硬件:計算機系統(tǒng)中所有實際物理裝置的總稱。 軟件:在計算機中運行的各種程序及其處理的數(shù)據(jù)和相關(guān)的文檔。 (2)經(jīng)典計算機的邏輯結(jié)構(gòu)(馮.諾依曼計算機):運算器和控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備存儲器(3) 現(xiàn)代計算機的邏輯結(jié)構(gòu)輸入設(shè)備:向計算機輸入信息中央處理器:負責(zé)對輸入信息進行各種處理內(nèi)存儲器和外存儲器:把程序和數(shù)據(jù)(包括原始數(shù)據(jù)、中間運算結(jié)果、最終結(jié)果等)儲存起來輸出設(shè)備:把信息送出計算機總線與I/O接口:用于連接CPU、內(nèi)存、外存和各種I/O設(shè)備并在它們之間傳

14、輸信息的一組共享的傳輸線及其控制電路,為CPU總線(前端總線)和I/O總線。中央處理器(運算器及其控制)外存儲器內(nèi)存儲器輸出設(shè)備總線(bus)輸入設(shè)備I/O接口I/O接口外存儲器接口控制器控制器控制器CPU控制器memorystorageI/O設(shè)備通過I/O接口與各自的控制器連接,然后由控制器與I/O總線相連與經(jīng)典計算機結(jié)構(gòu)相比的3個變化:集中控制分散控制存儲器內(nèi)存儲器外存儲器通過CPU通信通過總線進行通信4. 內(nèi)存與外存對比內(nèi)存儲器(簡稱內(nèi)存或主存)外存儲器(簡稱外存或輔存)存取速度很快較慢存儲容量較小(因單位成本較高) 很大(因單位成本較低) 性質(zhì)斷電后信息消失斷電后信息保持用途存放已經(jīng)啟

15、動運行的程序和需要立即處理的數(shù)據(jù)長期存放計算機系統(tǒng)中幾乎所有的信息與CPU關(guān)系CPU所處理的指令及數(shù)據(jù)直接從內(nèi)存中取出程序及相關(guān)數(shù)據(jù)必須先送入內(nèi)存后才能被CPU使用5.計算機的分類按內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)分類:8位/16位/32位/64位;單CPU/多CPU按性能和價格分類:巨型計算機、大型計算機、小型計算機(服務(wù)器) 、個人計算機 (臺式PC、筆記本P、C平板電腦等)、嵌入式計算機 巨型、大型計算機作為服務(wù)器使用,個人計算機獨立使用或作為客戶機使用個人計算機特點:價格便宜、使用方便、軟件豐富、性能不斷提高、適合辦公或家庭使用。按計算機服務(wù)的對象和作用分類:類型服務(wù)對象應(yīng)用性質(zhì)主要特點分類或應(yīng)用舉例軟件

16、特點個人計算機直接為用戶服務(wù)通用性能/價格比高多媒體性能好有通用性和可擴展性工作站 臺式機 筆記本種類多,功能豐富,用戶可自行裝卸服務(wù)器為其它計算機服務(wù)半通用吞吐率高可用性好有可擴展性)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器Web服務(wù)器打印服務(wù)器(企業(yè)級,部門級)實時處理和并發(fā)工作能力強,可靠性和安全性好嵌入式計算機為其它設(shè)備服務(wù)專業(yè)價格便宜功耗低實時處理軟件固化, 擴展性差手機 數(shù)碼相機 MP3播放器 功能專用、單一、結(jié)構(gòu)緊湊,固化在芯片中,不易修改和擴充 2.2 CPU的邏輯結(jié)構(gòu)與工作原理1.馮諾依曼計算機的結(jié)構(gòu)與原理(圖見P4)(1) 計算機的工作由程序控制,程序是一個指令序列,指令是能被計算機理解和執(zhí)行的操作命

17、令;(2) 程序(指令)和數(shù)據(jù)均以二進制編碼表示,均存放在存儲器中;(3) 存儲器中存放的指令和數(shù)據(jù)按地址進行存取 ;(4) 指令是由CPU一條一條順序執(zhí)行的。2.“存儲程序控制” 原理將問題的解算步驟編制成為程序,程序連同它所處理的數(shù)據(jù)都用二進位表示并預(yù)先存放在存儲器中。程序運行時,CPU從內(nèi)存中一條一條地取出指令和相應(yīng)的數(shù)據(jù),按指令操作碼的規(guī)定,對數(shù)據(jù)進行運算處理,直到程序執(zhí)行完畢為止。3.什么是指令?指令就是命令,它用來規(guī)定CPU執(zhí)行什么操作。指令是構(gòu)成程序的基本單位,程序是由一連串指令組成的。指令采用二進位表示,大多數(shù)情況下,指令由兩個部分組成: 4.CPU的組成部分:運算器(對數(shù)據(jù)進

18、行各種算術(shù)或邏輯運算,所以稱為算術(shù)邏輯部件 (ALU),參加ALU運算的操作數(shù)通常來自通用寄存器GPR ,運算結(jié)果也送回GPR)、控制器和寄存器5.CPU的任務(wù):取指令并完成指令所規(guī)定的操作。6. 指令在計算機中的執(zhí)行過程:指令指令譯碼取數(shù)運算保存通常,每一步需要1個或幾個時鐘周期才能完成。7.什么4是指令系統(tǒng)?CPU可執(zhí)行的全部指令稱為該CPU的指令系統(tǒng),即它的機器語言。8.CPU的性能(1)計算機的性能主要表現(xiàn)為程序執(zhí)行速度的快慢,計算機性能由許多因素決定,例如CPU的內(nèi)存、硬盤、顯卡等,但通常CPU是主要因素(2)CPU的性能高低主要表現(xiàn)為CPU的速度,有兩種衡量方法:1.每秒鐘可執(zhí)行的

19、指令數(shù)目(單位:MIPS、MFLOPS)2.PC大多以常用軟件(辦公軟件、數(shù)字媒體處理軟件和3D游戲等)的運行速度來測試CPU的性能(3)影響CPU性能的主要因素:字長(位數(shù))、指令系統(tǒng);體系結(jié)構(gòu) 邏輯結(jié)構(gòu)、高速緩存(cache)的容量與結(jié)構(gòu);邏輯實現(xiàn) 主頻(CPU內(nèi)部時鐘頻率)、CPU總線速率;物理實現(xiàn)(4)提高CPU性能的3大措施1改進CPU結(jié)構(gòu); 2 提高IC速度(主頻);3 增加CPU(核)的數(shù)目。2.3 PC機的組成1.主板 (1)主板的作用:安裝所有的電子器件、電路與連接件。存儲器插槽 處理器插座 I/O設(shè)備插口光驅(qū)及硬盤連接器電源連接器擴充卡插槽(PCI)CPU插座北橋芯片南橋芯

20、片 BIOS ROMCMOS 存儲器擴充卡插槽(PCI-E x1)顯示卡插槽(PCI-E x16) (2)主板內(nèi)容:見上圖(3)ROM BIOS:存放最基礎(chǔ)的軟件基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS) (4)CMOS存儲器:存放硬件配置信息和系統(tǒng)基本參數(shù)(日期、時間、口令等)2.芯片組的作用CPU芯片CPU前端總線北橋MCH圖形卡接口雙通道南橋ICH5USB 2.0接口(x8)以太網(wǎng)接口PCI 插槽(6個)ROM BIOS硬盤接口(x2)音頻CodecSuper I/O鍵盤,鼠標,軟驅(qū),并口,串口等電話ModemDDR 2電源管理、時鐘生成DDR 2存儲器芯片組是PC機各組成部分相互連接和通信的樞紐北

21、橋芯片:1.存儲器控制功能;2.連接CPU、存儲器、顯卡、南橋芯片的樞紐南橋芯片:1.多種I/O設(shè)備的控制功能; 2.I/O總線(PCI總線) 功能; 3.提供了各種I/O接口3.BIOS(1)什么是BIOS (Basic Input/Output System)?中文名為“基本輸入/輸出系統(tǒng)”,它是存放在主板上只讀存儲器(ROM)芯片中的一組機器語言程序。(2)功能:診斷計算機故障、啟動計算機工作、控制基本外設(shè)的輸入輸出操作(鍵盤、鼠標、磁盤讀寫、屏幕顯示等)BIOS 芯片:保存BIOS的只讀存儲器(ROM)芯片(4)BIOS 芯片中包含的程序:加電自檢程序程序(POST)、系統(tǒng)自舉程序(B

22、oot)、CMOS設(shè)置程序、常用外部設(shè)備的驅(qū)動程序(Driver)4.內(nèi)存儲器的分類及應(yīng)用內(nèi)存由半導(dǎo)體存儲器芯片組成,芯片有多種類型:5.主存儲器(RAM)的功能與原理(1)主存是CPU可直接訪問的存儲器,用于存放供CPU處理的指令和數(shù)據(jù)(2)特點:以字節(jié)為單位進行連續(xù)編址,每個存儲單元為1個字節(jié)(8個二進位)(3)存儲容量:主存儲器中所包含的存儲單元的總數(shù)(單位:MB或GB)(4)存取時間:從CPU送出內(nèi)存單元的地址碼開始,到主存讀出數(shù)據(jù)并送到CPU(或者是把CPU數(shù)據(jù)寫入主存)所需要的時間(單位:ns,1 ns = 10-9 s)(5)PC機主存儲器的物理結(jié)構(gòu)主存儲器由14個內(nèi)存條組成內(nèi)存

23、條的組成:把若干片DRAM芯片焊裝在一小條印制電路板上制成內(nèi)存條必須插在主板上的內(nèi)存條插槽中才能使用6. 高速緩存(cache)(1)cache是一種小容量高速緩沖存儲器,它由SRAM組成(2)cache直接制作在CPU芯片內(nèi),速度幾乎與CPU一樣快(3)程序運行時,CPU使用的一部分數(shù)據(jù)/指令會預(yù)先成批復(fù)制在cache中,cache的內(nèi)容是主存儲器中部分內(nèi)容的映象(4)當(dāng)CPU需要從內(nèi)存讀(寫)數(shù)據(jù)或指令時,先檢查cache中有沒有,若有,就直接從cache中讀取,而不用訪問主存儲器7.小結(jié):計算機存儲器的層次結(jié)構(gòu)cache存儲器主存儲器(RAM和ROM)外存儲器(軟盤、硬盤、光盤)后備存儲

24、器(磁帶庫、光盤庫)內(nèi)存儲器外存儲器寄存器典型容量1KB幾個MB幾個GB100GB-1TB10TB-100TB典型存取時間1 ns2 ns10 ns10 ms10 s(1)分析:速度越快,成本較高。 為了獲得好的性能/價格比,計算機中各種存儲器組成一個層狀的塔式結(jié)構(gòu),取長補短,協(xié)調(diào)工作(2)工作過程:1)CPU運行時,需要的操作數(shù)大部分來自寄存器2)如需要從(向)存儲器中取(存) 數(shù)據(jù)時,先訪問cache,如在,取自cache3)如操作數(shù)不在cache,則訪問RAM,如在RAM中,則取自RAM4)如操作數(shù)不在RAM,則訪問硬盤,操作數(shù)從硬盤中讀出RAM cache8. I/O操作的任務(wù)與特點(

25、1)輸入的任務(wù):將輸入設(shè)備輸入的信息送到內(nèi)存儲器的指定區(qū)域 (2)輸出的任務(wù):將內(nèi)存儲器指定區(qū)域的內(nèi)容送出到輸出設(shè)備 (I/O操作也包括外存與內(nèi)存之間的數(shù)據(jù)傳輸)(3)I/O操作的特點:I/O操作與CPU的運算可同時進行多個I/O設(shè)備的操作也可同時進行工作每類I/O設(shè)備都有各自的控制器,它們按照CPU的I/O操作命令,獨立地控制I/O操作的全過程9.關(guān)于計算機中的總線(1)總線的定義:用于在CPU、內(nèi)存、外存和各種輸入輸出設(shè)備之間傳輸信息的一個共享的信息傳輸通路及其控制部件。(2)總線的特點:共享; 高速 (3)總線的參數(shù):數(shù)據(jù)通路寬度;總線工作頻率;每秒傳輸次數(shù)總線帶寬(最高傳輸速率)(數(shù)據(jù)

26、通路寬度/8) x 總線工作頻率 x 傳輸次數(shù)(4)總線的類型:CPU總線(前端總線FSB)存儲器總線I/O總線( 目前使用的是PCI 和PCI-E 兩種)10. I/O接口(1)I/O接口:I/O設(shè)備與主機之間的連接器。包括:插頭/插座的形式、通訊規(guī)程和電器特性等(2)分類:從數(shù)據(jù)傳輸方式來分:串行(一次只傳輸1位)、并行(多位一起進行傳輸)從是否能連接多個設(shè)備來分:總線式(可連接多個設(shè)備)、獨占式(只能連接1個設(shè)備)從是否符合標準來分:標準接口 (通用接口)、專用接口 (專用接口)*PC機常用I/O接口名稱數(shù)據(jù)傳輸方式可連接的設(shè)備數(shù)目通常連接的設(shè)備串行口串行,雙向1鼠標器,MODEM并行口

27、(增強式)并行,雙向打印機,掃描儀USB(1.0)USB(1.1)串行,雙向最多127鍵盤,鼠標器,數(shù)碼相機,移動盤等USB(2.0)外接硬盤,數(shù)字視頻設(shè)備,掃描儀等IEEE-1394aIEEE-1394b最多63數(shù)字視頻設(shè)備IDE并行,雙向14硬盤,光驅(qū),軟驅(qū)SATA串行,雙向1硬盤,光驅(qū)顯示器輸出接口并行,單向顯示器PS/2接口串行,雙向鍵盤或鼠標紅外線接口鍵盤,鼠標器,打印機等11. USB接口(1)通用串行總線式接口(Universal Serial Bus )(2)高速、可連接多個設(shè)備、串行傳輸12. 小結(jié)1:I/O總線,I/O控制器,I/O接口與I/O設(shè)備的關(guān)系打印機掃描儀顯示器麥

28、克風(fēng)網(wǎng)線I/O總線I/O接口硬盤光驅(qū)I/O設(shè)備CPU主板I/O設(shè)備I/O控制器(擴充卡)機箱插座板卡插座I/O控制器PCI插槽內(nèi)存主板插槽機 箱芯片組IDE接口機箱插座I/O設(shè)備鍵盤鼠標器(1)I/O設(shè)備通常都是物理上相互獨立的設(shè)備,它們一般通過I/O接口與I/O控制器(或I/O總線)連接(2)I/O控制器通過擴展卡或者南橋芯片與I/O總線連接(3)I/O總線經(jīng)過北橋芯片與內(nèi)存、CPU連接13. 小結(jié)2: I/O總線,I/O控制器,I/O接口與I/O設(shè)備的關(guān)系2.4 常用輸入設(shè)備(1)鍵盤:早期:機械式鍵盤 現(xiàn)在:電容式鍵盤(2)鼠標:早期:機電式鼠標 現(xiàn)在:光電式鼠標(3)數(shù)碼相機:數(shù)碼相機

29、的主要性能指標:CCD像素數(shù)目、存儲器容量2.5 常用輸出設(shè)備1.計算機顯示器(1)作用:是計算機必不可少的圖文輸出設(shè)備,它能將數(shù)字信號轉(zhuǎn)化為光信號,使文字和圖像在屏幕上顯示出來(2)組成與分類:(3) LED背光顯示器3大優(yōu)點:功耗小對比度大色彩鮮艷(4)顯示器的性能參數(shù):顯示屏尺寸與屏幕寬高比;顯示分辨率:水平像素個數(shù)垂直像素個數(shù);刷新速率;響應(yīng)時間;亮度和對比度 ;背光源類型 :LED或熒光燈管;輻射和環(huán)保。(5)顯示器的新發(fā)展:3D立體顯示器、有機發(fā)光二極管(OLED)可彎曲顯示器2.顯示控制器(顯卡)顯示使用的存儲器需占用內(nèi)存的一部分 顯卡的類型獨立顯卡:以擴展卡形式插在機箱中集成顯

30、卡繪圖處理器包含在北橋芯片中,功能較弱 顯卡集成在主板上顯示存儲器(VRAM)顯示控制電路與北橋芯片的接口顯示器繪圖處理器(顯示卡)北橋芯片CPU內(nèi)存條顯卡的性能指標繪圖處理器(圖形引擎)類型顯存容量128MB2GB,大多采用DDR2, GDDR3 或 GDDR4存儲器組成 主機接口AGP x4, x8PCI-E x16(4GB/s )顯示器接口:VGA接口(D-Sub接口):模擬接口DVI接口:數(shù)字接口HDMI 全高清多媒體接口(以無壓縮方式傳送1920 x 1200的數(shù)字視頻信號和5.1聲道音頻信號)3.打印機(1)作用:將程序、數(shù)據(jù)、字符、圖形打印輸出在紙上(2)類型:針式打印機、激光打

31、印機、噴墨打印機(3)針式打印機類型:屬于擊打式打印機優(yōu)點:耗材成本低,能多層套打,適合于票據(jù)打印缺點:打印質(zhì)量不高,工作噪聲很大,速度慢應(yīng)用:銀行、證券、郵電、商業(yè)等領(lǐng)域 用于打印存折和票據(jù) 等 (4)激光打印機類型:屬于非擊打式打印機原理:激光技術(shù)與復(fù)印技術(shù)的結(jié)合優(yōu)點:分辨率較高,打印質(zhì)量好速度高,噪聲低價格適中缺點:彩色輸出價格還比較高接口:過去是并行口,目前流行使用USB接口應(yīng)用:辦公室和家庭應(yīng)用(5)噴墨打印機類型:非擊打式打印機,大多為彩色打印優(yōu)點:可以打印近似全彩色圖像,經(jīng)濟,效果好,低噪音,使用低電壓,環(huán)保缺點:墨水成本高,消耗快應(yīng)用:家庭及辦公2.6 外存儲器1.PC機的外存

32、儲器(1)硬盤存儲器功用:長期(非易失性)保存二進制信息特點:可讀可寫 容量很大(當(dāng)前臺式PC:250GB1000GB) 可靠性高 成本極低(當(dāng)前:0.5GB1GB/元) 技術(shù)發(fā)展很快,容量將更大,成本會更低磁盤存儲器的信息存儲原理:盤片旋轉(zhuǎn),磁頭寫入和讀出信息,磁性材料粒子的兩種不同磁化方向,分別表示記錄的是“0”還是“1”磁盤的磁道: 磁盤表面被分為許多同心圓,每個同心圓稱為一個磁道。每個磁道都有一個編號,最外面的是0磁道. 磁盤的扇區(qū): 每個磁道被劃分為若干段(段又叫扇區(qū)),每個扇區(qū)的存儲容量均為512字節(jié)。每個扇區(qū)都有一個編號 注:所謂磁盤的格式化操作,就是在盤面上劃分磁道和扇區(qū),并在

33、扇區(qū)中填寫扇區(qū)號等信息的過程信息的平均存取時間: 磁盤上的信息以扇區(qū)為單位進行讀寫,平均存取時間為:T = 尋道時間+旋轉(zhuǎn)等待時間+數(shù)據(jù)傳輸時間尋道時間磁頭尋找到指定磁道所需時間(大約5ms)旋轉(zhuǎn)等待時間指定扇區(qū)旋轉(zhuǎn)到磁頭下方所需要的時間(大約46ms) (轉(zhuǎn)速: 4200/5400/7200/10000rpm)數(shù)據(jù)傳輸時間(大約0.01ms/扇區(qū))硬盤存儲器的性能指標(1)容量:以GB為單位,目前硬盤單碟容量約為幾百個GB(2)平均存取時間:在幾ms幾十ms之間,由硬盤的旋轉(zhuǎn)速度、磁頭尋道時間和數(shù)據(jù)傳輸速率所決定(3)緩存容量:原則上越大越好,通常為幾MB幾十MB(4)數(shù)據(jù)傳輸速率外部傳輸速

34、率指主機從(向)硬盤緩存讀出(寫入)數(shù)據(jù)的速度,與采用的接口類型有關(guān)內(nèi)部傳輸速率指硬盤在盤片上讀寫數(shù)據(jù)的速度,轉(zhuǎn)速越高內(nèi)部傳輸速率越快(5)與主機的接口:以前使用:并行ATA(PATA)接口當(dāng)前流行:串行ATA(SATA)接口關(guān)于硬盤的SATA接口前幾年P(guān)C大多使用并行ATA接口Ultra ATA100或Ultra ATA133接口,傳輸速率最高分別為100MB/s和133MB/s近兩年開始大量采用SATA接口(150300MB/s)串行傳輸方式,工作頻率高(1.5GHz-3GHz)低電平差分信號,內(nèi)嵌時鐘信號傳輸線長度增加,插頭插座體積縮小使用硬盤應(yīng)注意什么?正在對硬盤讀寫時不能關(guān)掉電源 保

35、持使用環(huán)境的清潔衛(wèi)生,注意防塵;控制環(huán)境溫度,防止高溫、潮濕和磁場的影響防止硬盤受震動,工作時不要移動機器及時對硬盤內(nèi)容進行整理,包括目錄的整理、文件的清理、磁盤碎片整理等防止計算機病毒對硬盤的破壞,對硬盤定期進行病毒檢測移動硬盤工作原理與固定硬盤相同存儲容量較大(30GB160GB、320GB)采用USB或IEE1394接口,即插即用,支持熱插拔(必須先停止工作)小巧而便于攜帶速度快,安全可靠(2)U盤、存儲卡和固態(tài)硬盤U盤 采用Flash存儲器(閃存)芯片,體積小,重量輕容量按需要而定(幾十MB幾十GB),具有寫保護功能數(shù)據(jù)保存安全可靠,使用壽命長使用USB接口,即插即用,支持熱插拔(必須

36、先停止工作)讀寫速度比較快可以模擬光驅(qū)和硬盤啟動操作系統(tǒng)存儲卡原理與U盤相同,也使用閃存芯片(flash memory)做成長方形或正方形的卡片狀,使用印刷插頭,不使用USB插頭使用讀卡器才能對存儲卡進行讀寫存儲卡的主要種類:CF卡MMC卡SD/SDHC卡(包括Mini SD卡、Micro SD卡)Memory Stick卡(MS卡)用途:數(shù)碼相機、游戲機、手機、MP3播放器固態(tài)硬盤(SSD)固態(tài)硬盤(Solid State Disk、Solid State Drive)是使用NAND型閃存做成的外存儲器用途:在便攜式計算機中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硬盤外形與常規(guī)硬盤相同,如1.8英寸、2.5英寸或3.5英

37、寸,與主機的接口也相互兼容存儲容量:64GB128GB或更大優(yōu)點:低功耗、無噪音、抗震動、低熱量,讀寫速度也快于傳統(tǒng)硬盤存在問題:成本:高于常規(guī)的硬盤壽命:Flash存儲器都有一定的寫入壽命、壽命到期后數(shù)據(jù)會讀不出來且難以修復(fù)(3)光盤存儲器光盤存儲器的發(fā)展分代年代名稱激光類型存儲容量第1代1982CD光盤存儲器紅外光650MB第2代1995DVD光盤存儲器紅光4.7GB第3代2006BD光盤存儲器藍光25GB選講:光盤驅(qū)動器的工作原理驅(qū)動器由光頭、光頭驅(qū)動機構(gòu)、盤片驅(qū)動機構(gòu)、控制電路等組成激光器發(fā)出的激光經(jīng)過透鏡聚焦后到達光盤,從光盤上反射回來的激光束沿原來的光路返回,到達激光束分離器后反射

38、到光電檢測器,由光電檢測器把光信號變成電信號,再經(jīng)過電子線路處理后還原成原來的二進制數(shù)據(jù)為什么DVD容量比CD大得多?1) 更小的凹點長度(2.08x), 2) 數(shù)據(jù)軌道間隔更緊密 (2.16x), 3) 采用較短波長的635nm或650nm的紅色激光, 使激光斑點直徑縮小,提高信息的鑒別能力.4) 數(shù)據(jù)區(qū)域稍大一點(1.02x), 5) 更有效的信道比特調(diào)制 (1.06x), 6) 更有效的糾錯碼(1.32x), 7) 較少的段開銷(1.06x).光盤驅(qū)動器的類型按信息讀寫能力分只讀光驅(qū)可寫光驅(qū)(光盤刻錄機)按可處理盤片類型進一步分成:CD只讀光驅(qū)CD刻錄機DVD只讀光驅(qū)DVD刻錄機DVD只

39、讀/CD刻錄機組合而成的“康寶”BD(Blue-ray Disc)只讀光驅(qū)BD刻錄機按存儲容量與讀寫特性分:CD盤片 只讀盤片(CD-ROM)一次性可寫盤片(CD-R)可擦寫盤片(CD-RW)DVD盤片 只讀盤片(DVD)一次性可寫盤片(DVD-R, DVD+R)可擦寫盤片(DVD-RW, DVD+RW DVD-RAM )藍光盤片 只讀盤片(BD)一次性可寫盤片(BD-R)可擦寫盤片(BD-RE)資料:DVD刻錄機和DVD光盤的容量 DVD刻錄盤目前有2大類、5種規(guī)格:一次性可寫:DVD-R、 DVD+R可擦寫:DVD-RAM、DVD-RW、DVD+RWSuperMulti DVD刻錄機能夠兼

40、容上述大部或全部盤片第3章 計算機軟件3.1 軟件概述1.什么是計算機軟件?計算機系統(tǒng)=硬件+軟件,計算機通過軟件才能進行信息處理什么是程序(program) ?程序是告訴計算機做什么和如何做的一組指令(語句),這些指令(語句)都是計算機能夠理解并能夠執(zhí)行的一些命令程序的特性: 用于完成某一確定的信息處理任務(wù) 使用某種計算機語言描述如何完成該任務(wù) 預(yù)先存儲在計算機中,啟動運行后才能完成任務(wù)程序與數(shù)據(jù)的關(guān)系程序所處理的對象和處理后得到的結(jié)果統(tǒng)稱為數(shù)據(jù)(分別稱為輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù))程序必須處理合理的輸入數(shù)據(jù),否則不會產(chǎn)生有意義的輸出程序和數(shù)據(jù)有相對性程序與軟件是什么關(guān)系?軟件往往指的是設(shè)計比較成熟

41、、功能比較完善、具有某種使用價值、且有一定規(guī)模的程序軟件既包含程序、也包含與程序相關(guān)的數(shù)據(jù)和文檔:程序是軟件的主體數(shù)據(jù)指的是程序運行過程中處理的對象和必須使用的一些參數(shù)(如三角函數(shù)表、英漢詞典等)文檔指的是與程序開發(fā)、維護及操作有關(guān)的一些資料(如設(shè)計報告、維護手冊和使用指南等)“軟件” 強調(diào)的是產(chǎn)品、工程、產(chǎn)業(yè)或?qū)W科等宏觀方面的含義,“程序”更側(cè)重技術(shù)層面的含義軟件和程序本質(zhì)上相同,在不會發(fā)生混淆的場合,軟件和程序兩個名稱經(jīng)常混用,并不嚴格加以區(qū)分2. 計算機軟件的特性1.不可見性(是無形的,不能被人們直接觀察、欣賞和評價) 2. 適用性(可以適應(yīng)一類應(yīng)用問題的需要 ) 3. 依附性(依附于特

42、定的硬件、網(wǎng)絡(luò)和其他軟件 ) 4. 復(fù)雜性(規(guī)模越來越大,開發(fā)人員越來越多,開發(fā)成本也越來越高) 5. 無磨損性(功能和性能一般不會發(fā)生變化 ) 6. 易復(fù)制性(可以非常容易且毫無失真地進行復(fù)制 ) 7. 不斷演變性(軟件的生命周期 ) 8. 有限責(zé)任(有限保證) 9. 脆弱性(黑客攻擊、病毒入侵、信息盜用) 3.計算機軟件的分類按產(chǎn)權(quán)性質(zhì):商品軟件、共享軟件、自由軟件按軟件用途:應(yīng)用軟件、系統(tǒng)軟件計算機軟件與知識產(chǎn)權(quán)軟件是智力活動的成果,受到知識產(chǎn)權(quán)(版權(quán))法的保護版權(quán)授予軟件作者(版權(quán)所有者)享有下列權(quán)利:拷貝、發(fā)布、修改、署名、出售保護知識產(chǎn)權(quán)的目的: 確保腦力勞動成果受到獎勵,鼓勵人們

43、進行發(fā)明創(chuàng)造購買一個軟件,用戶僅僅得到了該軟件的使用權(quán),并沒有獲得它的版權(quán)隨意進行軟件拷貝和分發(fā)是一種違法行為從軟件知識產(chǎn)權(quán)對軟件進行分類商品軟件共享軟件(shareware) (也稱為試用軟件demoware)具有版權(quán),可免費試用一段時間,允許拷貝和散發(fā)(但不可修改),試用期滿后需交費才能繼續(xù)使用自由軟件 (Free Software)(開放源代碼軟件)用戶可共享,并允許隨意拷貝、修改其源代碼,允許銷售和自由傳播。但是,對軟件源代碼的任何修改都必須向所有用戶公開,還必須允許此后的用戶享有進一步拷貝和修改的自由免費軟件(Freeware)( Free Software)無需付費即可獲得的軟件。

44、例如 PDF閱讀器、Flash播放器等自由軟件很多是免費軟件;免費軟件不全是自由軟件軟件的許可證(license)軟件許可證也稱為“許可證協(xié)議”,它規(guī)定了計算機軟件使用方式的法律合同,軟件使用有哪些額外的限制,有哪些額外的權(quán)利等許可證的類型:單用戶許可證多用戶許可證并發(fā)用戶許可證定點(fixed site)許可證許可證的形式:拆封許可證最終用戶許可證(不能再次出售、只能安裝在1臺計算機上、不得進行反匯編、反編譯、不得將其組成部分分散在多臺計算機上使用、不得出租或出借)從用途對計算機軟件分類應(yīng)用軟件:專門用于幫助最終用戶解決各種具體應(yīng)用問題的軟件分類(按開發(fā)方式):定制應(yīng)用軟件通用應(yīng)用軟件(幾乎

45、所有領(lǐng)域、所有人都需要使用;設(shè)計精巧,易學(xué)易用;商品化,價格較低)系統(tǒng)軟件:不是為了解決某種具體應(yīng)用,而是為了:給用戶使用計算機提供方便給應(yīng)用軟件的開發(fā)與運行提供支持使計算機有效、安全、可靠地運行通用應(yīng)用軟件的類別與功能類 別功 能流行軟件舉例文字處理軟件文本編輯、文字處理、桌面排版等Word、Adobe Acrobat、 WPS、 FrontPage等電子表格軟件表格定義、數(shù)值計算和統(tǒng)計、繪圖等Excel等圖形圖像軟件圖像處理、幾何圖形繪制、動畫制作等AutoCAD、Photoshop、CorelDraw、3DS MAX等媒體播放軟件播放各種數(shù)字音頻和視頻文件Media Player、Rea

46、l Player、Winamp等網(wǎng)絡(luò)通信軟件電子郵件、聊天、IP電話等Outlook Express、MSN、QQ、ICQ等演示軟件投影片制作等PowerPoint等信息檢索軟件在數(shù)據(jù)庫和因特網(wǎng)中查找需要的信息Google,天網(wǎng),百度等個人信息管理軟件記事本、日程安排、通訊錄、郵件Outlook,Lotus Notes游戲軟件游戲、教育和娛樂棋類游戲、撲克游戲等啟發(fā):成功軟件的經(jīng)驗是什么?它們都具有如下特點:1 它們能替代現(xiàn)實世界已有的其他工具,而且使用起來比已有工具更方便有效2 它們能完成已有工具很難完成甚至完全不可能完成的工作,擴展了人們的能力3 成功的市場運作和售后服務(wù)4 不斷前進、不斷

47、發(fā)展(功能、技術(shù)、性能等)關(guān)于系統(tǒng)軟件什么是系統(tǒng)軟件?系統(tǒng)軟件是為了給用戶使用計算機提供方便、為應(yīng)用軟件提供支持、使計算機安全可靠地運行的必不可少的軟件舉例:基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)操作系統(tǒng)(如Windows、Unix、Linux等)程序開發(fā)工具與環(huán)境(如C語言編譯器等)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)實用程序(Utility,如磁盤清理程序、備份程序、殺毒軟件、防火墻等)系統(tǒng)軟件有哪些特性?與計算機硬件有密切的關(guān)系,能對硬件進行統(tǒng)一的控制、調(diào)度和管理;具有通用性,能為多種應(yīng)用軟件的開發(fā)和運行提供支持與服務(wù)在任何計算機系統(tǒng)中,系統(tǒng)軟件都是必不可少的在購買計算機時,通常計算機供應(yīng)廠商會提供給用戶

48、一些最基本的系統(tǒng)軟件,否則計算機無法工作。 最重要的系統(tǒng)軟件有哪些?操作系統(tǒng)(OS)OS是最重要的系統(tǒng)軟件,幾乎所有計算機都需要OS功能上也包含BIOS在內(nèi)程序設(shè)計語言處理系統(tǒng):編譯器、解釋器、匯編程序(匯編器)、開發(fā)工具與平臺、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)實用程序3.2 計算機操作系統(tǒng)什么是操作系統(tǒng)(OS)?沒有安裝任何軟件的計算機稱為裸機, 裸機是無法使用的操作系統(tǒng)是用于執(zhí)行各種具有共性和基礎(chǔ)性操作的軟件,是最重要的一種系統(tǒng)軟件,幾乎所有計算機都要安裝OSOS為用戶提供了一個操作使用計算機的友善的用戶界面OS屏蔽了計算機中幾乎所有物理設(shè)備的技術(shù)細節(jié),為開發(fā)和運行其他軟件提供了一個高效、可靠的

49、平臺為什么需要操作系統(tǒng)?分配系統(tǒng)中的資源管理存儲器空間控制基本的輸入/輸出操作監(jiān)測計算機運行和故障維護計算機安全進行計算機之間的通信方便用戶的操作使用提供應(yīng)用程序開發(fā)平臺操作系統(tǒng)的重要作用三個主要作用: 1為運行的程序管理和分配各種軟硬件資源 2 為用戶提供友善的人機界面(圖形用戶界面) 3 為開發(fā)和運行應(yīng)用程序提供高效率的平臺其它輔助功能:顯示系統(tǒng)狀態(tài)處理軟硬件錯誤保護系統(tǒng)安全基本輸入輸出系統(tǒng)(BIOS)BIOS是存放在主板上只讀存儲器(flash ROM)中的一組程序(也稱為firmware, 固件)主要包含4個部分:加電自檢程序 (診斷計算機故障)系統(tǒng)自舉(裝入)程序 (裝入并啟動OS工

50、作)CMOS設(shè)置程序 (設(shè)定和修改計算機配置)基本外圍設(shè)備的驅(qū)動程序 (控制基本的I/O操作)計算機斷電后,BIOS程序和CMOS中的數(shù)據(jù)仍保持不變需要時BIOS程序可以升級(update)BIOS和操作系統(tǒng)的啟動過程開機啟動BIOS工作時,按下Del鍵(或F2或F8健),即可進入BIOS中的CMOS設(shè)置程序在3.2.1 多任務(wù)處理什么是任務(wù),什么是多任務(wù)處理?“任務(wù)”指的是要計算機做的一件事,計算機執(zhí)行一個任務(wù)通常就對應(yīng)著運行一個應(yīng)用程序“單任務(wù)處理”與“多任務(wù)處理”單任務(wù)處理:前一個任務(wù)完成后才能啟動后一個任務(wù)的運行,任務(wù)是順序執(zhí)行的多任務(wù)處理(Multitasking):允許計算機同時執(zhí)

51、行多個任務(wù),任務(wù)是并發(fā)執(zhí)行的多任務(wù)處理舉例:編輯PPT講稿 + 播放音樂 + 收發(fā)郵件多任務(wù)處理的優(yōu)點:大大提高了用戶的工作效率大大提高了計算機的使用效率如何知道有哪些任務(wù)在運行?每啟動一個應(yīng)用程序,OS就會打開一個相應(yīng)的窗口,通常一個窗口就是一個任務(wù)每啟動一個應(yīng)用程序,OS就會在任務(wù)欄上顯示一個相應(yīng)的任務(wù)按鈕(程序按鈕),通常一個按鈕就是一個任務(wù)窗口可以放大或縮小,甚至可以“最小化”,但任務(wù)的運行不受其影響使用“任務(wù)管理器”程序可以了解每個任務(wù)的運行情況什么是前臺任務(wù)與后臺任務(wù)?前臺任務(wù):能接受用戶輸入(擊鍵或按擊鼠標)的窗口只能有一個,稱為活動窗口,它所對應(yīng)的任務(wù)稱為前臺任務(wù)后臺任務(wù):除前

52、臺任務(wù)外,所有其它任務(wù)均為后臺任務(wù)前臺任務(wù)與后臺任務(wù)的區(qū)別:前臺任務(wù)對應(yīng)的窗口(活動窗口)位于其它窗口的前面活動窗口的標題欄比非活動窗口顏色更深(深藍色)前臺任務(wù)與后臺任務(wù)的共同點:都在計算機中運行前臺任務(wù)與后臺任務(wù)的切換:為了輸入信息到某個后臺任務(wù)中去,必須切換窗口(單擊要激活的后臺任務(wù)窗口的任何部位, 或單擊任務(wù)欄中對應(yīng)的任務(wù)按鈕)如何結(jié)束任務(wù)的運行?每一個應(yīng)用程序運行時都要占用大量的系統(tǒng)資源(存儲器、CPU、屏幕等),所以當(dāng)不再需要某個應(yīng)用程序運行時,就應(yīng)該退出這個應(yīng)用程序,釋放它所占用的資源多數(shù)應(yīng)用程序都設(shè)計成交互式控制的方式,所以運行完畢后必須由用戶退出該程序。Windows XP中

53、退出應(yīng)用程序的幾種方法:最快速的方法,是左擊應(yīng)用程序窗口右上角的紅色“叉子”按鈕左擊窗口左上角的控制按鈕,在彈出菜單中選擇“關(guān)閉”在應(yīng)用程序的“文件”菜單中,選擇“退出”通過OS的任務(wù)管理器,強迫結(jié)束任務(wù)OS如何支持多任務(wù)處理?為什么可以實現(xiàn)多任務(wù)處理?CPU速度極高,且有時不止1個,必須并且可以充分發(fā)揮CPU的效能CPU與I/O(外圍設(shè)備)可以并行工作,CPU不必等待I/O完成各個外圍設(shè)備之間可以并行工作實現(xiàn)多任務(wù)處理要解決哪些問題?任務(wù)多,CPU少,如何管理和調(diào)度存儲器空間如何分配和管理 I/O設(shè)備和I/O操作如何管理和控制誰來解決上述問題?不是應(yīng)用程序自己,而是操作系統(tǒng)(OS) !CPU

54、的管理(處理器管理)目的:讓CPU輪流為所有任務(wù)服務(wù)原則:公平性;優(yōu)先級;負載均衡方法:按時間片輪轉(zhuǎn)(10-20ms為1個時間片 )按優(yōu)先級調(diào)度Windows中的處理器管理Windows為了確保每個已經(jīng)啟動的任務(wù)都有機會運行,它采用“搶先式”多任務(wù)處理技術(shù):由硬件計時器大約每10-20ms發(fā)出1次中斷信號,Windows立即暫停當(dāng)前正在運行的任務(wù),查看當(dāng)前所有的任務(wù),選擇其中的一個交給CPU去運行只要時間片結(jié)束,不管任務(wù)有多重要,也不管它執(zhí)行到什么地方,正在執(zhí)行的任務(wù)就會被強行暫停執(zhí)行 上述的任務(wù)調(diào)度,每秒鐘要進行幾十次幾百次實際上,操作系統(tǒng)本身的若干程序也是與應(yīng)用程序同時運行的,它們一起參與

55、CPU時間的分配。當(dāng)然,不同程序的重要性不完全一樣,它們獲得CPU使用權(quán)的優(yōu)先級也有區(qū)別附:多任務(wù)處理與多核CPUCPU瞬間可同時執(zhí)行的線程(任務(wù))數(shù)目:單核CPU:1 雙核CPU:2 四核CPU:43.2.3 存儲管理和虛擬存儲器操作系統(tǒng)運行時內(nèi)存的態(tài)勢 系統(tǒng)運行時內(nèi)存儲器的布局內(nèi)存儲器空間劃分為2個部分:系統(tǒng)區(qū)和用戶區(qū),用戶區(qū)用來存放正在運行的應(yīng)用程序每個應(yīng)用程序運行時均有屬于它自己的存儲器空間,用來存儲它自己的程序代碼和數(shù)據(jù)“存儲管理”需要解決哪些問題?1.為每個任務(wù)分配存儲空間,任務(wù)結(jié)束之后收回存儲空間2.對存儲空間進行保護保護操作系統(tǒng)所在區(qū)域不被應(yīng)用程序修改保護每個應(yīng)用程序的私有區(qū)域

56、不被其他程序修改3.對存儲空間進行擴充,使應(yīng)用程序的存儲空間不受實際存儲容量大小的限制 解決方案虛擬存儲器(Virtual Memory)虛擬存儲器的設(shè)計思想每個程序都在各自的虛擬空間中工作程序運行時,若程序和數(shù)據(jù)在物理內(nèi)存,就直接訪問物理內(nèi)存若程序和數(shù)據(jù)不在物理內(nèi)存,則把它們從虛擬內(nèi)存裝入物理內(nèi)存后再使用每個程序啟動運行后,只有一部分代碼和數(shù)據(jù)裝入內(nèi)存中,其余都放在硬盤的一個專門區(qū)域中,該區(qū)域稱為 “虛擬內(nèi)存”特點:1)整個過程自動完成; 2)程序可用內(nèi)存容量超過實際物理容量;3)多個程序互不干擾Windows XP的虛擬存儲器Windows XP操作系統(tǒng)中:每個程序的虛存空間最大可達到4G

57、B頁面的大小通常是4KB虛擬內(nèi)存是系統(tǒng)盤根目錄下的一個名為pagefile.sys的文件,其大小和位置用戶可設(shè)置使用“任務(wù)管理器”可以查看:總的物理內(nèi)存大小可用物理內(nèi)存大小總的虛擬內(nèi)存大小可用虛擬內(nèi)存大小等3.2.4 文件及其管理“文件”概念的由來外存儲器的存取特性:適合于批量數(shù)據(jù)的存取,不適合單個數(shù)據(jù)存取外存儲器的使用特性:1 每次從外存讀出(或?qū)懭?的對象是一個程序或一個文檔、一張圖片、一封郵件、一首歌曲 2 按對象的名字進行存取操作,而不是按地址存取在操作系統(tǒng)中使用“文件”來組織外存儲器中的信息,并使用“文件”作為外存的存取單位什么是文件(file) ?程序和數(shù)據(jù)通常都存儲在外存儲器中,

58、為了便于存取和管理,它們都組織成 “文件(file)”文件是存儲在外存儲器中的一組相關(guān)信息的集合,例如:一個程序、一張圖片、一只MP3歌曲、一封郵件每個文件均有自己的“文件名”,用戶(或軟件)使用文件名讀出/寫入(稱為“存取”) 外存儲器中的文件文件的名字由兩部分組成:(主文件名) .擴展名Windows XP 的文件允許使用長文件名,即文件名最多可包含255個中文或西文字符英文字母的大、小寫只在形式上加以區(qū)分,實際上不予區(qū)別 (例如: Text.DOC 與 text.doc 是同一個文件)常用程序文件的擴展名:.exe .com .dll .bat常用數(shù)據(jù)文件的擴展名:文件的組成和文件說明信

59、息每一個文件都由2部分組成文件名等說明信息:文件名和文件擴展名文件大小(長度)在磁盤上存放的起始位置文件時間(創(chuàng)建時間、最近修改時間、最近訪問時間等)文件創(chuàng)建者文件屬性(系統(tǒng)文件、隱藏文件、存檔文件、只讀文件、壓縮、加密、編制索引)選講:文件屬性在文件管理中的作用 “系統(tǒng)”屬性 表示該文件屬于操作系統(tǒng),刪除時系統(tǒng)會給出警告,資源管理器若不特別設(shè)置為“顯示全部文件” 時不會在文件列表中顯示“隱藏”屬性 若資源管理器設(shè)置為“不顯示隱藏文件”,則不會在文件列表中顯示出來“存檔”屬性 文件尚未存檔的標識,“文件備份程序”通過該屬性來決定是否對它進行備份,新建的或備份后又修改過的文件,其存檔屬性為1,執(zhí)

60、行備份操作后存檔屬性為0;“只讀”屬性 該文件不能修改,若進行修改必須以不同的文件名保存“壓縮”屬性 文件數(shù)據(jù)保存到外存時進行數(shù)據(jù)壓縮“加密”屬性 對文件內(nèi)容進行了加密,以進行保護文件在磁盤中如何存儲?磁盤分成兩個區(qū)域:目錄區(qū)和數(shù)據(jù)區(qū)。目錄區(qū)用于存放文件的目錄,即文件說明信息。數(shù)據(jù)區(qū)用于存放文件的內(nèi)容。目錄實質(zhì)上是一張 “文件名存放位置” 的對照表從磁盤上讀出一個文件時,先在目錄區(qū)中找出該文件的存放位置,然后再按此位置,從磁盤的數(shù)據(jù)區(qū)中讀出該文件內(nèi)容。Windows XP 的文件組織文件目錄在Windows中稱為文件夾每個邏輯盤(物理盤或硬盤上的分區(qū))是一個根文件夾文件夾中既可包含文件,也可包

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