計算機系統(tǒng)的基本組成 課件

1、計算機系統(tǒng)的組成吳錦天計算機系統(tǒng)的基本組成掌握計算機硬件系統(tǒng)的組成掌握計算機軟件系統(tǒng)的組成了解計算機的工作原理目標要求計算機系統(tǒng)的基本組成計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)計算機的工作原理講課提綱計算機系統(tǒng)的基本組成計算機系統(tǒng)的組成1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.1 計算機硬件系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.1 計算機硬件系統(tǒng)運算器運算器又稱算術(shù)邏輯單元，是對信息進行加工、運算的部件。運算器的主要功能是對二進制編碼進行算術(shù)運算和邏輯運算?？刂破骺刂破魇钦麄€計算機的控制指揮中心。功能是從存儲器中取出指令，確定指令的類型，并對指令進行譯碼，然后執(zhí)行該指令。運算器和

2、控制器又統(tǒng)稱為中央處理器（CPU），是計算機系統(tǒng)的核心硬件。它的用超大規(guī)模集成電路制成的CPU芯片稱為微處理器。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.1 計算機硬件系統(tǒng)存儲器存儲器是用來存放數(shù)據(jù)和程序的部件。存儲器分為內(nèi)存儲器（簡稱內(nèi)存）和外存儲器（簡稱外存）兩大類。內(nèi)存儲器可分為隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）兩大類。RAM既可以讀出數(shù)據(jù)，也可以寫入數(shù)據(jù)，斷電后數(shù)據(jù)消失。ROM中的數(shù)據(jù)在制作時就存儲在里面了，只能讀出不能寫入，斷電后數(shù)據(jù)不會消失。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.1 計算機硬件系統(tǒng)輸入設備輸入設備的任務是接受操作者提供給計算機的原始信息，并將其轉(zhuǎn)

3、換為計算機能識別和接受的信息方式。最常用的輸入設備有鍵盤和鼠標。輸出設備輸出設備的主要作用是把計算機內(nèi)部的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)槿藗兞晳T接受的或能被其他機器所接受的信息形式輸出。常用的輸出設備有顯示器和打印機。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)計算機軟件是指在硬件設備上運行的各種程序及其有關(guān)的資料。計算機軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應用軟件兩大部分組成。系統(tǒng)軟件是為管理、監(jiān)控和維護計算機資源所設計的軟件，包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、語言處理程序、實用程序等。應用軟件是為解決各種實際問題而專門研制的軟件，例如文字處理軟件、會計賬務處理軟件、工資管理軟件、人事檔案管理軟件、倉庫管理軟件

4、等。 1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)1、操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)是為了提高計算機的利用率、方便用戶使用計算機以及加快計算機響應時間而研制的一種軟件。操作系統(tǒng)是最重要的系統(tǒng)軟件，用戶通過操作系統(tǒng)使用計算機，其他軟件則在操作系統(tǒng)提供的平臺上運行。離開了操作系統(tǒng)，計算機便無法工作。DOS、Windows 95/98/XP等都是操作系統(tǒng)。 1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)2、語言處理程序計算機語言分為3類：機器語言、匯編語言、高級語言。機器語言就是計算機指令代碼的集合，它是最低層一級的計算機語言。用機器語言編寫的程序CPU可直接識別并執(zhí)行。機器

5、語言編寫程序的難度較大，容易出錯，不易排錯，幾乎不能移植 。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)2、語言處理程序(續(xù))匯編語言是采用能幫助記憶的英文縮寫符號代替機器語言的操作碼和操作地址所形成的計算機語言，又叫符號語言。用匯編語言編寫的程序也比機器語言編寫的程序易讀、易檢查、易理解。計算機不能直接識別和運行用匯編語言編寫的程序必須將其翻譯成機器語言程序后計算機才能識別并執(zhí)行。把匯編語言程序翻譯成機器語言程序的程序稱為匯編程序。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)2、語言處理程序(續(xù))機器語言和匯編語言都是面向機器的語言，稱為低級語言。低級

6、語言依賴于具體型號的計算機，用它們開發(fā)的程序通用性很差。高級語言用簡單英語和數(shù)學式子來表達，人們?nèi)菀桌斫?，編寫程序簡單。高級語言編寫的程序可在不同類型的計算機上運行。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)2、語言處理程序(續(xù))FORTRAN語言，第一個高級語言，主要用于科學計算。BASIC語言， 適合初學者學習。Pascal語言， 結(jié)構(gòu)化的編程語言，適合專業(yè)教學。C語言， 適合編寫系統(tǒng)軟件。C+語言， 面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言。Java語言， 跨平臺分布式面向?qū)ο蟪绦蛟O計語言。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)2、語言處理程序(續(xù))用高級語言

7、編寫的程序不能被計算機直接識別和運行，必須通過翻譯程序翻譯成機器指令序列后，才能被計算機識別和運行。高級語言的翻譯程序有兩種不同類型：編譯程序和解釋程序。編譯程序是將源程序全部翻譯成機器語言程序，計算機通過運行目標程序來完成程序的功能。解釋程序是逐條翻譯源程序的語句，翻譯完一句執(zhí)行一句。程序解釋執(zhí)行的速度要比編譯后運行慢，但調(diào)試與修改特別方便。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)3、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是操縱和管理數(shù)據(jù)庫的軟件。數(shù)據(jù)庫是在計算機存儲設備上存放的相關(guān)的數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)是按一定的結(jié)構(gòu)組織起來的，可服務于多個程序。數(shù)據(jù)庫按結(jié)構(gòu)可分為網(wǎng)狀數(shù)據(jù)庫、層

8、次數(shù)據(jù)庫和關(guān)系數(shù)據(jù)庫。關(guān)系數(shù)據(jù)庫由于具有良好的數(shù)學性質(zhì)及嚴格性，因而成為數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的主流。 1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.2 計算機軟件系統(tǒng)4、實用程序?qū)嵱贸绦蚴菫槠渌到y(tǒng)軟件和應用軟件及用戶提供某些通用支持的程序。典型的實用程序有診斷程序、調(diào)試程序、編輯程序、殺病毒程序等。1.3 計算機系統(tǒng)計算機系統(tǒng)的基本組成1.3.3 計算機的工作原理計算機工作原理采用的是“存儲程序”原理，由美籍匈牙利數(shù)學家馮諾依曼（J. Von Neumann）提出的?！按鎯Τ绦颉痹砗诵膬?nèi)容如下：計算機硬件包括控制器、運算器、存儲器、輸入設備和輸出設備5部分。計算機的指令和數(shù)據(jù)都用二進制數(shù)表示。程序存放在存儲器中，計算機自動執(zhí)行程序中的指令。由以上原理可知，計算機要完成一項任務，首先要編寫該任務的程序，然后將程序裝入計算機的存儲器，再運行該程序即可。1.3 計算機系統(tǒng)第1章計算機基礎知識1.3.3 計算機的工作原理計算機運行程序的過程就是執(zhí)行程序中指令的過程，執(zhí)行指令有以下3個步驟：取指令：CPU根據(jù)其內(nèi)部的程序計數(shù)器的內(nèi)容，從存儲器中取出對應的指令，同時程序計數(shù)器增加一個數(shù)，使其為下一條指令的地址。分析指令：CPU分析所取出的指令，確定要