計算機科學導論電子教案市公開課金獎市賽課一等獎課件

1、計算機科學導論 Foundations of Computer Science田際平 計算機專業(yè)副教授答疑:工程試驗北樓310室(辦公室)第1頁教學計劃與進度課程名稱 計算機科學導論/課程類別 專業(yè)必修課/教課時數(shù) 28課時第五周緒論(計算機軟件、硬件、歷史等)第六周數(shù)據(jù)類型、表示第七周數(shù)各種表示第八周位運算、算數(shù)運算、邏輯運算第九周計算機組成第十周計算機網絡第十一周操作系統(tǒng)定義、組成部分第十二周算法第十三周程序設計語言第十四面軟件工程第十五周數(shù)據(jù)結構第十六周抽象數(shù)據(jù)類型第十七周文件結構第十八周數(shù)據(jù)庫、總復習第2頁第一部分計算機和數(shù)據(jù)第3頁第一章 緒論數(shù)據(jù)處理馮諾伊曼理論計算機硬件計算機軟件計

2、算機發(fā)展簡史第4頁數(shù)據(jù)處理 任何數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)都能夠表示為三個步驟： 數(shù)據(jù)輸入 數(shù)據(jù)輸出 計算機系統(tǒng) 在用戶看來，給出數(shù)據(jù)（出入）得到結果（輸出），目標即到達，不關心也不知道數(shù)據(jù)處理過程，所以數(shù)據(jù)處理中處理過程對用戶是看不到，就象個“黑盒子”。 對計算機科學者來說，除去數(shù)據(jù)輸入與輸出，更關心數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理過程。因為包含數(shù)據(jù)輸入與輸出在內整個數(shù)據(jù)處理都是計算機科學研究對象。 美籍匈牙利數(shù)學家馮諾伊曼(Von Neumann)于1945年奠定了當代計算機科學基本理論。 當代計算機特點是含有速度快精度高、邏輯判斷與記憶功效、高度自動化與靈活性。處理第5頁馮諾伊曼理論馮諾伊曼提出主要計算機設計思

3、想可概括為：（1）計算機應由五個基本部件組成：運算器、控制器、存放器、輸入部件與輸出部件。（2）程序存放思想：將程序與數(shù)據(jù)同時存放在存放器中，讓機器自動執(zhí)行程序。（3）程序控制思想:計算機以運算器為中心，輸入 / 輸出設備與存放器之間數(shù)據(jù)傳輸都經過運算器。數(shù)據(jù)流 控制流 輸出設備存放器輸入設備運算器控制器第6頁馮諾依曼計算機基本特點 計算機基本工作原理是存放程序和程序控制稱為馮諾依曼原理。按照馮諾依曼原理結構計算機又稱馮諾依曼計算機，其體系結構稱為馮諾依曼結構。 其基本特點為： （1）采取存放程序方式，程序和數(shù)據(jù)放在同一個存放器中，二者沒有區(qū)分，指令同數(shù)據(jù)一樣能夠送到運算器進行運算，即由指令組

4、成程序是能夠修改。 （2）存放器是按地址訪問線性編址唯一結構，每個單元位數(shù)是固定。 （3）指令由操作碼和地址碼組成。 （4）經過執(zhí)行指令直接發(fā)出控制信號控制計算機操作。 （5）機器以運算器為中心，輸入輸出設備與存放器間數(shù)據(jù)傳送都經過運算器。 （6）數(shù)據(jù)以二進制表示。第7頁計算機硬件 計算機硬件通常由五部分組成：運算器和控制器、存放器、輸入與輸出設備。這五部分之間聯(lián)結結構，稱為馮諾依曼結構圖（如前圖），其以運算器為中心。 運算器是對信息進行加工處理部件。它在控制器控制下與內存交換信息，負責進行各類基本算術運算和與、或、非、比較、移位等各種邏輯判斷和操作。另外，在運算器中還含有能暫時存放數(shù)據(jù)或結果

5、存放器。 控制器是整個計算機指揮中心。它負責對指令進行分析、判斷，發(fā)出控制信號，使計算機相關設備協(xié)調工作，確保系統(tǒng)自動運行。 控制器和運算器一起組成了計算機關鍵，稱為中央處理器，即CPU（Central Processing Unit）。通常把控制器、運算器和主存放器一起稱為主機，而其余輸入、輸出設備和輔助存放器稱為外部設備。第8頁 存放器是計算機記憶裝置，為了對存放信息進行管理，把存放器劃分成單元，每個單元編號稱為該單元地址。存放器內信息是按地址存取。向存放器內存入信息也稱為“寫入”。寫入新內容則覆蓋了原來舊內容。從存放器里取出信息，也稱為“讀出”。信息讀出后并不破壞原來存放內容，所以信息能

6、夠重復取出，屢次利用。 計算機存放器可分為主存放器和輔助存放器兩種，通常分別簡稱為主存和輔存。 輸入設備如：鍵盤、鼠標、光筆、掃描儀等。 輸出設備如：屏幕顯示器、打印機、繪圖儀、音箱等。第9頁計算機軟件 在計算機中，數(shù)據(jù)是以電信號方式存在，并以二進制形式來組織數(shù)據(jù)。 程序是指令有序序列（馮諾伊曼也定義了指令集），并與其所處理同時數(shù)據(jù)必須存放在存放器中。 程序設計是以算法為基礎，算法是一套自頂向下、逐步求精地去處理問題方法。 計算機語言是由符號與單詞按特定語法組成語句集合。每個語句都對應這特定指令集而被計算機所接收、解釋與執(zhí)行。 軟件工程是為為處理62年軟件危機而產生一套結構化（或面向對象）程序

7、設計思想與方法。 操作系統(tǒng)是對計算機系統(tǒng)軟硬件資源進行管理，并對用戶使用計算機提供良好界面程序包。第10頁計算機發(fā)展簡史1第一代計算機（19461958年） 其主要特征是采取電子管作為主要元器件。2第二代計算機（19581964年） 其主要特征是由電子管改為晶體管。 3第三代計算計算機導論機（19641974年） 其主要特征是用半導體中小規(guī)模集成電路代替分立元 件晶體管。 4第四代計算機（1974年至今） 其主要特征是以大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路為計算機主要功效部件。 - 注：與教材所講有不一樣第11頁第二章 數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)類型計算機內部數(shù)據(jù)表示數(shù)據(jù)十六進制表示法八進制表示法第12頁數(shù)據(jù)類型計算機

8、能處理數(shù)據(jù)分類為：數(shù)值：計算文字：編輯圖象：縮放與調整音頻和視頻：聲效與特效第13頁計算機內部數(shù)據(jù)統(tǒng)一數(shù)據(jù)表示法：對各種類型數(shù)據(jù)都采取同一個數(shù)據(jù)表示。位（bit）：二進制數(shù)字，是存放在計算機 中最小數(shù)據(jù)單位。位模式：是一個位（bit）序列，即一個二 進制數(shù)字串。字節(jié)（byte）：長度為8位模式，也是度 量存放空間大小單位。第14頁表示數(shù)據(jù)以位模式來表示各種類型數(shù)據(jù)（1）文本 由文本語言符號個數(shù)決定位模式長度：log2 符號個數(shù) = 模式長度 如ASC 碼，128個符號，128=27 ，所以位模式長度為7，即用7位二進制數(shù)字表示一個ASC符號。 ASC 碼表要了解數(shù)字與字母排列。 擴展ASC 碼

9、用一個字節(jié)表示一個符號，每字節(jié)第一位為0。第15頁（2）數(shù)表示，見下章（3）圖象 位圖圖象：圖象由象素點陣組成，每個象素由一個位模式表示，模式長度取決于對應象素亮度與色彩（或灰度）。 矢量圖象：整個圖由基本直線與曲線數(shù)學公式組成。（4）音頻和視頻：對連續(xù)模擬信號采樣，并進行數(shù)字離散化后轉換為位模式存放。第16頁八進制和十六進制表示法十進制：基本數(shù)字為09 每位不會出現(xiàn)10，逢10進1二進制：基本數(shù)字為01 每位不會出現(xiàn)2，逢2進1八進制：基本數(shù)字為07 每位不會出現(xiàn)8，逢8進1十六進制：基本數(shù)字為09、A、B、C、 D、E、F（相當十進制1015 ） 每位不會出現(xiàn)F，逢F進1第17頁個進制對照

10、表第18頁八和十六進制與位模式轉化每一個八進制數(shù)對應二進制三位（3位模式）如：144(O)=001 100 100(B) 7123(O)=111 001 010 011(B) 7 1 2 3每一個十六進制數(shù)對應二進制四位 （4位模式）如： 64(H)=0110 0100(B) 2C1D(H)=0010 1100 0001 1101(B) 2 C 1 D 第19頁第三章 數(shù)表示數(shù)制轉換整數(shù)表示EXCESS系統(tǒng)浮點表示法十六進制表示法第20頁r 進制轉化成十進制轉換公式： an .a1a0.a-1.a-m (r) = a*rn + + a*r1 + a*r0 +a*r-1+.a*r-m 10101

11、(B)=24+22+1=21101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75101(O)=82+1=6571(O)=78+1=57101A(H)=163+16+104106第21頁十進制轉化成 r 進制 整數(shù)部分：除以 r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。 小數(shù)部分：乘以 r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。例 100.345(D)=1100100.01011(B)100(D)=144(O)=64(H)100(D)=144(O)=64(H)=1100100(B)10025022521226232100010010.34520.69021.3802 0.760 2 1.520 2 100812

12、8180441100166046161 1.04第22頁整數(shù)表示正數(shù)與負數(shù) 在計算機中數(shù)符號也是用數(shù)碼來表示，普通用“0”表示正數(shù)符號，“1”表示負數(shù)符號，并放在數(shù)最高位。比如： （01011）2 （11）10 （11011）2 （11）10第23頁原碼、補碼、反碼 在計算機中一個數(shù)能夠采取原碼、補碼或反碼表示，上面講到正數(shù)與負數(shù)表示法即為原碼表示法。 一個正數(shù)原碼、補碼、反碼是相同，而負數(shù)就不一樣了。 無符號整數(shù)格式(最簡單數(shù)據(jù)表示): 數(shù)范圍： 0 （12 n）。 其中為N用于存放該數(shù)據(jù)二進制數(shù)位. 第24頁原碼 (符號加絕對值格式) 假設x為n位小數(shù)，用小數(shù)點左面一位表示數(shù)符號，則： 數(shù)

13、范圍： （12 n）（12n）。 零有兩種表示： 正零為0.00；負零為1.00。第25頁補碼數(shù)范圍： （12 n）1。零表示是唯一，即： 0.00。第26頁反碼數(shù)范圍： （12 n）（12 n）。零表示有兩種： 正零為0.00，負零為1.11。第27頁Excess系統(tǒng)特點:能同時存放正負數(shù),易于二與十進制數(shù)轉換。正數(shù)（幻數(shù)）用于轉換過程，在8位模式下幻數(shù)為（2 n-1）=128 或（2 n-1）-1=127，并分別稱Excess-128與Excess-127。Excess系統(tǒng)數(shù)據(jù)表示法（數(shù)據(jù)轉換法）：將十進制整數(shù)與幻數(shù)之和轉換為二進制數(shù)，并補足N位。如：整數(shù)-25Excess-127數(shù)據(jù)表示

14、為01100110 D-25+D127=D102=B1100110=B01100110第28頁浮點數(shù)表示法 浮點數(shù)能夠擴大數(shù)表示范圍。 浮點數(shù)由兩部分組成，一部分用以表示數(shù)據(jù)有效位，稱為尾數(shù)；一部分用于表示該數(shù)小數(shù)點位置，稱為階碼。 普通階碼用整數(shù)表示，尾數(shù)大多用小數(shù)表示。一個數(shù)N用浮點數(shù)表示能夠寫成： N MRe M表示尾數(shù)，e表示指數(shù)，R表示基數(shù)。基數(shù)普通取2，8，16。一旦機器定義好了基數(shù)值，就不能再改變了。所以，在浮點數(shù)表示中基數(shù)不出現(xiàn)，是隱含。 注: 浮點數(shù)表示法類似于數(shù)據(jù)“科學表示法”第29頁浮點數(shù) (注:與教材講解略有不一樣) IEEE標準 (32位單精度浮點數(shù)表示): 32位

15、= 符號1位+指數(shù)Excess-127數(shù)8位+尾數(shù)23位 十六進制表示法(略) 階碼數(shù)符110.011(B)=1.100112+10=11001.12-10=0.1100112+11階符尾數(shù)1100110011N= 數(shù)符尾數(shù)2階符階碼尾數(shù)位數(shù)決定數(shù)精度。 階碼位數(shù)決定數(shù)范圍。 第30頁第四章 數(shù)位運算算數(shù)運算邏輯運算移位運算第31頁算數(shù)運算 位運算包含算數(shù)運算與邏輯運算。而算數(shù)運算包含整數(shù)與浮點數(shù)四則運算。 整數(shù)四則運算 以二進制補碼形式存放整數(shù)，能夠進行加、減、乘、除四則運算。因計算機是以重復加來實現(xiàn)整數(shù)乘（*），而以重復減實現(xiàn)除（/），以下示意，所以只介紹含有經典意義加減運算。 如： 5

16、* 4 5 + 5 + 5 + 5 7 / 2 7 2 2 2 + 1 減3次2即商為3 余1第32頁整數(shù)加如：24 加 17 得 7 24 對應補碼形式： 00011000 17 + （17為00010001） 11101111 + 7 1 00000111再如：127加3得130 進位舍 127 對應補碼形式： 01111111 3 + 00000011 + 130 錯誤結果 126 10000010 注：8位模式補碼表示范圍為128 +127，超出該范圍即產生錯誤。所以127加1得128 ，再加兩次1，即得126。 01111111 10000000 第33頁整數(shù)減、浮點數(shù)加減 整數(shù)減運

17、算也是借助加法運算實現(xiàn)，即減一個整數(shù)等于加一個相同值負數(shù)。 如：101 62 相當于101 +（ 62）得 39 101 即 101 補碼：01100101 62 62 + 11000010 + 39 39 00100111 浮點數(shù)加減（見教材示例） 以Excess-127保留指數(shù)IEEE規(guī)范浮點數(shù)加減，主要是兩個數(shù)指數(shù)取等值后，再按多項式使同項（同冪次）系數(shù)（尾數(shù)）相加。第34頁邏輯運算 一個二進制位（bit）兩個可能值0、1，假如被決定為邏輯值，即定義0為“假”而1為“真”， 那么就能夠實現(xiàn)邏輯運算。許多邏輯是應用于邏輯電路方面，或由“門電路”觸發(fā)而實現(xiàn)。 邏輯運算真值表 值 非運算 與運

18、算 或運算 異或運算 x y NOTx xANDy xORy xXORy 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0第35頁對“與”，“或”了解示例 令P為教授，Q為黨員，則某大學相關會議參加者命題檢驗以下： 某人情況 黨內教授 黨員擴大（教授）會 P Q P AND Q P OR Q 0 0 0 （不可參加會議） 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1（能夠參加會議） 1第36頁移位運算 左（右）移位：對于無符號二進制數(shù)串各位左（右）移1位，最高（低）位舍棄而最低（高）位補0。左（右）移位對應著二進制乘（除）2。 如：D59乘2為D118，

19、而除2為29（實際為29.5）。 00111011 00111011 移出舍棄 001110110 補入 000111011 移出舍棄 再如：確定8位模式第四位值是0或1。設計“掩碼”（修改另一位模式位模式）為00001000： 原位模式 ：abcdefgh 掩碼：00001000 AND（“與”邏輯運算） 0000e000 0000000e右移3次（除8） 原碼能被8整除則結果e為1，不然e為非1（即為0）第37頁第二部分計算機硬件第38頁第五章 計算機組成中央處理器主存放器輸入 / 輸出子系統(tǒng)內部連接程序執(zhí)行兩種不一樣體系結構第39頁中央處理器 CPU全稱是“Central Process

20、ing Unit”，即中央處理器。 CPU主要性能指標有： 1主頻 主頻即CPU工作時鐘頻率。CPU工作是周期性，它不停地執(zhí)行取指令、執(zhí)行指令等操作。這些操作需要準確定時，按照準確節(jié)拍工作，所以CPU需要一個時鐘電路產生標準節(jié)拍，一旦機器加電，時鐘電路便連續(xù)不停地發(fā)出節(jié)拍，就像樂隊指揮一樣指揮CPU有節(jié)奏工作，這個節(jié)拍頻率就是主頻。普通說來，主頻越高，CPU工作速度越快。 第40頁 2外頻 實際上，計算機任何部件都按一定節(jié)拍工作。通常是主板上提供一個基準節(jié)拍供各部件使用，主板提供節(jié)拍稱為外頻。 3倍頻 伴隨科技發(fā)展，CPU主頻越來越快，而外部設備工作頻率跟不上CPU工作頻率，處理方法是讓CPU

21、作頻率以外頻若干倍工作。 CPU主頻是外頻倍數(shù)稱為CPU倍頻。 CPU工作頻率倍頻外頻第41頁 4地址總線寬度 我們知道，PC（Personal Computer，個人計算機）采取是總線結構。地址總線寬度（地址總線位數(shù)）決定了CPU能夠訪問存放器容量，不一樣型號CPU總線寬度不一樣，因而使用內存最大容量也不一樣。如32位 地址總線能使用最大內存容量為4GB。 5數(shù)據(jù)總線寬度 數(shù)據(jù)總線寬度決定了CPU與內存、輸入輸出設備之間一次數(shù)據(jù)傳輸信息量。Pentium以上計算機，數(shù)據(jù)總線寬度為64位，即CPU一次能夠同時處理8個字節(jié)數(shù)據(jù)。第42頁 6L1高速緩存 緩存是位于CPU和內存之間容量較小但速度很

22、快存放器，使用靜態(tài)RAM做成，存取速度比普通內存快38倍。 L1緩存也稱片內緩存，Pentium時代處理器把L1緩存集成在CPU內部。L1高速緩存容量普通在32KB64KB之間，少數(shù)可到達128KB。 7L2高速緩存 此即二級高速緩存，通常做在主板上，當前有些CPU將二級緩存也做到了CPU芯片內。 L2高速緩存容量普通在128KB512KB之間，有甚至在1M以上。第43頁 8工作電壓 工作電壓是指CPU正常工作時所需要電壓。早期CPU工作電壓普通為5V，而伴隨CPU主頻提升，CPU工作電壓有逐步下降趨勢，以處理發(fā)燒過高問題。 當前CPU工作電壓普通在1.6V2.8V之間。CPU制造工藝越先進，

23、則工作電壓越低，CPU運行時耗電功率就越小。 9協(xié)處理器 含有內置協(xié)處理器CPU能夠加緊特定類型數(shù)值計算。一些需要進行復雜運算軟件系統(tǒng)，如AUTO CAD就需要協(xié)處理器支持。 Pentium以上CPU都內置了協(xié)處理器。第44頁CPU封裝方式 采取Socket結構封裝CPU與Socket插座。采取Slot結構封裝CPU與Slot插座。第45頁存放器 1基本概念 存放器是由一些能表示二進制數(shù)0和1物理器件組成，這種器件稱為記憶元件或存放介質。 慣用存放介質有半導體器件和磁性材料。比如，一個雙穩(wěn)態(tài)半導體電路、磁性材料中存放元等都能夠存放一位二進制代碼信息。 位是存放器中存放信息最小單位，稱為存放位。

24、由若干個存放位組成一個存放單元。 一個存放單元能夠存放一個字，此時稱為字存放單元；也能夠存放一個字節(jié)，稱為字節(jié)存放單元。許多存放單元集合形成一個存放體，它是存放器關鍵部件，信息就存放在存放體內。第46頁 怎樣區(qū)分存放在存放體中信息，也就是說怎樣將存放體中若干個存放單元加以識別呢？ 處理這個問題方法是給每個存放單元編上號，這個編號就稱為該單元地址。若一個單元存放一個字節(jié)，則對應地址稱字節(jié)地址；若一個單元存放一個機器字，那么，對應地址稱為字地址。 一個存放器中存放單元總數(shù)稱為該存放器存放容量。計算機中存放器容量越大，能存放信息就越多，計算機處理能力也就越強。 表示存放容量單位普通用字或字節(jié)。比如，

25、32KB表示32K字節(jié)，128KW表示128K字，其中 IK 1024。 第47頁 存放器兩個基本操作是寫入信息和讀出信息（或稱存數(shù)和取教）。 存放器從接到讀出命令，到指定地址信息被讀出，并穩(wěn)定在存放器數(shù)據(jù)存放器或數(shù)據(jù)總線上為止時間，稱為讀出時間（亦稱取數(shù)時間）。 反之，將數(shù)據(jù)存放器或數(shù)據(jù)總線上信息寫入存放器時間稱為寫入時間。 在連續(xù)兩次訪問存放器時，從第一次開始訪問到下一次開始訪問所需最短時間稱為存放周期，它表示存放器工作速度。第48頁2存放器分類（1）按存取方式分類：隨機存放器（RAM ）和次序存放器（SAM），讀寫存放器和只讀存放器（ROM）。（2）按存放介質分類：磁性材料存放器，半導體

26、存放器和激光存放器。 （3）按功效和存取速度分類：存放器型存放器、 主存放器和外存放器。 3存放器性能指標（1）存放容量（capacity）（2）存取速度（access time）（3）數(shù)據(jù)傳輸率（data transfer rate）（4）位存放價格（cost per bit）第49頁半導體存放器（1）RAM RAM全名是讀寫隨機存取存放器（Read Write Random Access Memory），本應縮寫為RWRAM，但它不易發(fā)音，故流行稱為RAM。 三個特點：能夠讀出、也能夠寫入； 所謂隨機存取，意味著存取任一單元所需時間相同；當斷電后，存放內容馬上消失，稱為易失性（volati

27、le）。 -（3）NVRAM NVRAM是一個非易失性隨機讀寫存放器。既能快速存取，而系統(tǒng)斷電時又不丟失數(shù)據(jù)。實際上，它是把SRAM實時讀寫功效與E2PROM可靠非易失能力綜合在一起。第50頁（2）DRAM與 SRAM RAM可分為動態(tài)（Dynamic RAM）和靜態(tài)（Static RAM）兩大類。 動態(tài)隨機存放器DRAM是用MOS電路和電容來作存放元件，因為電容會放電，所以需要定時充電以維持存放內容正確，這稱為“刷新”，比如每隔2ms刷新一次，所以稱之為動態(tài)存放器。 靜態(tài)隨機存放器SRAM是用雙極型電路或MOS電路觸發(fā)器來作存放元件，沒有電容造成刷新問題。只要有電源正常供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)定地

28、存放數(shù)據(jù)，所以稱之為靜態(tài)存放器。 DRAM特點是高密度，SRAM特點是高速度。第51頁2只讀在儲器（1）ROM ROM為只讀存放器（Read Only Memory或譯唯讀存放器）縮寫。 ROM用途很廣，如與微程序設計相結合。 與操作系統(tǒng)及高級語言相結合，與應用軟件相結合、與無磁盤網絡工作站等。 （2）PROM與EPROM PROM是可編程只讀存放器（Programmable Read Only memory）縮寫。它與ROM性能一樣，存放程序在處理過程中不會丟失、也不會被替換。 第52頁 EPROM是可擦除可編程只讀存放器（ Erasable Programmable Read Only M

29、emory）縮 寫。它內容經過紫外光照射能夠擦除，這種靈活性使EPROM得到廣泛應用。（3）E2PROM E2PROM是電擦除可編程只讀存放器（Electrically Erasable Programmable ROM）縮寫；它包含了 EPROM全部功效，而在擦除與編程方面愈加方便這就使E2PROM比EPROM有更大靈活性和更廣泛適應性。第53頁輸入/輸出（外存放器）1磁統(tǒng)計基本概念（1）磁統(tǒng)計密度（density） 面密度（areal density）。面密度等于道密度與位密度乘積。 道密度（track density）。道密度等于磁道間距倒數(shù)，而磁道間距（track pitch）則是相鄰

30、兩條磁道中線間距離 位密度（bit density）。磁道上單位長度存放二進制信息量稱為位密度也稱為線密度。第54頁（2）磁統(tǒng)計方式 磁統(tǒng)計方式主要有兩種：水平統(tǒng)計方式和垂直統(tǒng)計方式。 水平統(tǒng)計方式（horizontal recording）是利用磁頭磁場水平分量在介質上寫入信息，使介質沿其表面進行磁化。通常也稱為橫向統(tǒng)計方式。 缺點：是存在自退磁效應，每個小磁疇距離不能太近，這就限制了統(tǒng)計密度深入提升。 第55頁 垂直統(tǒng)計方式（vertical recording）是利用磁頭磁場垂直分量在介質上寫入信息，使介質磁化方向垂直于介質表面。 優(yōu)點：是相鄰位退磁磁場幾乎為零，每個磁束之間不會抵消，反

31、而會加強，這就適合于進行高密度磁統(tǒng)計。 區(qū)位統(tǒng)計方式（zone bit recording，簡稱ZBR）也稱等密度統(tǒng)計方式。 等密度統(tǒng)計就是保持全部磁道上統(tǒng)計位密度相等。為此，能夠采取兩種方法： 勻線速度控制法。區(qū)域位密度法。第56頁（3）磁統(tǒng)計編碼技術 磁盤機曾廣泛使用編碼方法有： FM調頻制（Frequency Modulation）編碼，M0.5； MFM改進調頻制（Modified Frequency Modulation）編碼， M 1；M2FM改進改進調頻制（Modified MFM）編碼， M1，且可靠性、信噪比均得到改進。 還有一類成組編碼方法，它是把統(tǒng)計數(shù)據(jù)序列按若干位編成一

32、組，對應于每種組態(tài)有一個編碼序列與之匹配。比如 GCR（45）成組編碼 。第57頁GCR（45） GCR（45）成組編碼（Group Coded Recording）就是把數(shù)據(jù)按4位編成一組，與之對應產生出5位編碼序列。 編碼規(guī)則是：禁止使用連續(xù) 3位以上“0”代碼組合。我們知道，4位有16種組態(tài)，5位則有32種組態(tài)，除掉含有3位以上連續(xù)“0”組態(tài)， 5位編碼序列還有17種組態(tài)可用。選取其中16種與4位數(shù)據(jù)序列對應即可。 GCR編碼效率M0.75，含有一定自同時能力。已應用于磁帶機與軟磁盤機中。第58頁 GCR（45）編碼數(shù)據(jù)序列d1d2d3d4GCR編碼序列e1e2e3e4e50000000

33、10010001101000101011001111000100110101011110011011110111111001110111001010011111011010110110101111101001001010100101111110011010111001111第59頁 注意：數(shù)據(jù)序列經過編碼電路轉換為編碼序列后，它還不等于就是統(tǒng)計序列。當經過磁頭往磁表面上寫數(shù)據(jù)時，還要把編碼序列按一定規(guī)則變成統(tǒng)計脈沖。比如在GCR編碼中，最終是用逢“ 1”翻轉不歸零制（Non Return to Zero， NRZ1）規(guī)律加以統(tǒng)計。 當前，比較先進并在硬磁盤機中廣泛使用編碼是 RLL（2，7）編

34、碼。這是限制兩次翻轉之間距離編碼，或稱游程長度受限碼（RunLength Limited Code，RLL）。 編碼規(guī)則是：在編碼序列中，兩個“1”之間最少有2個“0”，最多有7個“0”。第60頁ARLL（2，7） 美國最近設計出編碼，即高級RLL碼（ Advanced RLL）。它把編碼效率提到M2，將在未來更高密度磁盤機中得到普遍應用。數(shù)據(jù)序列RLL（2，7）編碼序列 11 1000000101001100111100001001001000010000001000010010000001000第61頁2軟磁盤及其設備（1）軟磁盤 軟磁盤（原名flexible disk，以后人們戲稱為fl

35、oppy disk）或譯為軟磁盤，是人們廣泛使用一個廉價介質。 它是在聚酯塑料（mylar plastic）盤片上涂布輕易磁化并有一定矯頑力磁薄膜而制成。所用磁介質有一氧化鐵、滲鈷氧化鐵，對于高密度介質（超出 30000bpi）則采取鋇鐵氧體、金屬介質等。 軟盤主要規(guī)格是磁片直徑。1972年出現(xiàn)是8英寸軟盤。1976年與微型機同時面世是5.25英寸軟盤，簡稱 5英寸盤。1985年日本索尼（sony）企業(yè)推出3.5英寸盤。1987年索尼企業(yè)又推出2.5英寸軟盤，簡稱2英寸盤。當前已出現(xiàn)1.5英寸軟盤，只是未批量生產。第62頁 在磁片直徑不?？s小同時，軟盤容量卻連續(xù)擴大，以5英寸盤為例，當初單面單

36、密度容量為125KB，單面雙密度或雙面單密度為250KB，雙面雙密度則為500KB。 所謂單面是只用一面，雙面是兩面都用。所謂單密度是用FM編碼，雙密度（又稱倍密度）是用MFM、M2FM或GCR編碼統(tǒng)計。 5寸軟盤外觀第63頁 3英寸盤容量有1MB、2MB、4MB等數(shù)種。 自 1987年IBM選擇2MB3.5英寸盤作為PS2系列配置后，2MB盤正成為實際上工業(yè)標準。伴隨膝上型計算機流行，3英寸盤成為軟盤主流產品（2）驅動器與適配卡 一個完整軟盤存放系統(tǒng)是由軟盤、軟盤驅動器、軟盤控制適配卡組成。 軟盤驅動器（floppy disk drive）由機械運動和磁頭讀寫兩部分組成。機械運動部分又由主軸

37、驅動系統(tǒng)和磁頭定位系統(tǒng)兩部分組成。 通常，主軸驅動系統(tǒng)使用直流伺服電機，帶動磁盤以每分鐘300轉以上速度旋轉，并使磁頭定位進行磁盤信息讀寫。第64頁 軟盤驅動器簡稱軟驅。它全部機械運動與數(shù)據(jù)讀寫操作，必須在軟盤控制適配卡（ FDC adapter）控制下進行。 而適配卡恰好把驅動器與CPU系統(tǒng)板聯(lián)絡起來，使磁盤存放系統(tǒng)成為整個計算機系統(tǒng)一個有機組成部分。（3）軟盤使用與維護 不要弄臟，不要用手摸盤面，不要把它放在高溫、潮濕、強磁、震動地方。也不要用硬筆在封套上寫劃，標簽要寫好再貼。寫保護缺口貼上或取下，一定不要怕麻煩，攜帶時不要圖省事，隨便放在書包里，應該裝在盒內。第65頁軟盤格式軟 盤低 密

38、 度高 密 度扇 區(qū)磁 道容 量扇 區(qū)磁 道容 量5.25英寸940360K15801.2M3.5英寸980720K18801.44M第66頁3硬磁盤及其設備 硬盤是計算機系統(tǒng)中最主要輔助存放器。硬盤盤片與其驅動器合二為一體，稱為硬盤機，以后人們叫熟了，統(tǒng)稱為硬盤。硬盤通常安裝在主機箱內，所以無法從計算機外部看到。（1）硬盤種類 按硬盤幾何尺寸劃分，硬盤分為3.5英寸和5.25英寸兩種。近年來，市場上主要以3.5英寸為主。 按硬盤接口劃分，主要有IDE、EIDE、Ultra DMA和SCSI接口硬盤。第67頁硬盤工作模式 20世紀90年代早期，PC機多采取IDE接口硬盤。IDE接口標準硬盤工作

39、方式只能是標準模式。在標準模式下，硬盤最大容量只能是528MB，硬盤與主機之間采取PIO方式（程序控制輸入輸出方式）傳輸數(shù)據(jù)。 突破528MB容量限制問題，所以推出了EIDE標準。EIDE接口標準工作模式有三種： 標準模式（ Normal Mode），該模式與IDE工作模式完全相同。 邏輯塊地址模式（LBA Mode），也稱大數(shù)據(jù)塊模式。它突破了硬盤空間528MB 管理限制，支持硬盤容量最大到達8.4GB。第68頁 大模式（Large Mode），也稱大磁道模式，該模式是為了方便那些不支持 LBA模式設置而準備一個工作模式，它支持硬盤最大容量為1GB。 主板上提供兩個EIDE接口，分別為EID

40、E1、EIDE2。一個EIDE接口能夠連接符合EIDE標準包含硬盤機、光盤驅動器等在內2個設備。若一臺計算機只有一個硬盤機和一個光盤驅動器，提議優(yōu)先考慮將硬盤接入EIDE 1、光盤驅動器接入EIDE 2，這么能夠提升運行速度，尤其是對提升播放VCD速度很有好處。當一個 EIDE接口接2個EIDE設備（如接2個硬盤）時，硬盤上跳線就是用來確定該硬盤是第幾個設備。第69頁硬盤接口 因為硬盤容量增大和讀寫速度提升，必定要求硬盤接口有更高傳輸率，Intel和Quantum聯(lián)合推出了最新硬盤接口標準Ultra DMA，它所采取數(shù)據(jù)傳輸方式與以往不一樣。 在PIO方式中，CPU直接進行讀寫控制，而Ultr

41、a DMA采取數(shù)據(jù)傳輸方式稱為直接存放器存取數(shù)據(jù)傳送方式，傳輸效率比 PIO模式高得多。Ultra DMA方式工作硬盤依然采取EIDE接口和主機相連。第70頁 當前采取 Ultra DMA方式工作硬盤有Ultra DMA33和Ultra DMA66兩種。Ultra DMA33硬盤是采取和 EIDE標準相同數(shù)據(jù)線與主板EIDE接口連接（一根40針數(shù)據(jù)線）。 Ultra DMA66使用是 80針接口，這么就出現(xiàn)了與 EIDE接口不兼容問題，這個問題處理方法是在傳統(tǒng)40針標準EIDE信號線和地線之間穿插了40條線，以此方法來實現(xiàn)與現(xiàn)行接線插口上兼容。 SCSI是一個智能化接口，尤其適合于并發(fā)數(shù)據(jù)處理

42、請求。與IDE接口相比，SCSI接口提供了更強擴充能力。 SCSI接口能夠以菊花鏈方式掛接7個不一樣外部設備?，F(xiàn)在PC機服務器經常采取SCSI接口。第71頁（2）硬盤主要性能指標及選購 容量：硬盤容量指是硬盤中能夠容納數(shù)據(jù)量。 轉速：轉速是指硬盤內部馬達旋轉速度，單位是RPM（每分鐘轉數(shù)）。 平均尋道時間：平均尋道時間指是磁頭抵達目標數(shù)據(jù)所在磁道平均時間，它直接影響到硬盤隨機數(shù)據(jù)傳輸速度。 緩存：緩存大小會直接影響到硬盤整體性能第72頁磁帶及其設備（1）磁帶種類 可按磁帶寬度可分 按磁帶外形可分為兩種：卡式盒帶，磁帶盒 按統(tǒng)計方式分為兩種：縱向統(tǒng)計方式、螺旋掃描統(tǒng)計方式 （2）磁帶文件次序性

43、因為磁帶介質很窄且極長，必須在兩個輪盤之間有條不紊地傳送、盤繞才能完成讀寫操作，這就決定了磁帶統(tǒng)計次序性。 然而，對于面積有限磁盤，人們能夠面對整個盤面，直接讀寫某個磁道上、某個扇區(qū)內某個字段，完全無須從0磁道次序查到399磁道，這就決定了磁盤統(tǒng)計隨機性。第73頁光盤存放器1光盤存放器主要類型 固定型光盤，又叫只讀光盤 追記型光盤，又叫只寫一次式光盤 可改寫型光盤，也叫可擦寫型光盤2光盤驅動器 工作方式有兩種，恒定線速度和恒定角速度。（1）恒定線速度（CLV） 不論光驅讀取頭是在內軌還是在外軌讀取數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳輸率都保持不變，而光驅轉速隨讀取頭在光盤軌跡位置而改變，讀取頭遠離光盤中心，光驅轉速逐

44、步下降，使讀取頭在單位時間內掃過光盤相同軌跡長度，讀取相同數(shù)據(jù)量，從而能夠以相同速率讀出全部數(shù)據(jù)。第74頁（2）恒定角速度（CAV） 與CLV恰好相反，它是讓數(shù)據(jù)傳輸率發(fā)生改變，保持光盤固定轉速。光驅讀取頭從光盤中央向外圈移動時，數(shù)據(jù)傳輸率是遞增，而且數(shù)據(jù)傳輸率完全取決于數(shù)據(jù)所存放位置。 購置光驅主要應考慮兩方面問題: 其一是光驅倍速； 其二是糾錯能力，“糾錯”能力實際上是對“爛盤”（盤片質量不太好、有缺點）“讀盤”能力。第75頁子系統(tǒng)內部連接（系統(tǒng)總線） 總線結構1單總線結構 在單總線結構中，計算機系統(tǒng)部件如CPU、主存放器及輸入輸出設備等，都掛在一條總線上，它們之間以相同形式進行通信，故稱

45、單總線 。 CPU工作期間，單總線上信息流動能夠描述以下：首先，CPU將PC內容（指令地址信息）和讀命令（控制信息）送到總線，并將總線上全部設備與總線送來地址進行比較，只有與此地址相同設備（主存）才接收命令，執(zhí)行對應操作（開啟主存操作，將指令取出，經總線數(shù)據(jù)線送到CPU）；第76頁 然后，CPU檢驗操作碼，決定下一步要執(zhí)行操作是在CPU內部進行，還是要經總線訪問主存或1O設備。第77頁2雙總線結構 在這種結構中有兩條總線：主存總線及輸入輸出總線。前者負責CPU與主存、通道之間信息傳送；后者負責多臺外部設備與通道及外部設備之間信息傳送）。 在CPU工作期間，取指令經過主存總線完成。指令取出后，C

46、PU檢驗操作碼決定下一步操作是在CPU內部進行還是訪問主存或IO操作。 若訪問主存，則仍由主存總線完成；若IO操作，則交給通道去處理，經過輸入輸出總線完成。第78頁第79頁3三總線結構 三總線結構是指在計算機系統(tǒng)中各部件用3條各自獨立總線組成信息通路。這3條總線是：主存總線，它負責CPU與主存信息傳送；IO總線，它負責IO設備之間以及IO設備與CPU之間信息傳送；DMA總線，即直接主存訪問總線，它負責高速外部設備與主存信息傳送。 在計算機工作期間，CPU經過主存總線取到指令。然后，CPU檢驗操作碼，決定下一步要執(zhí)行操作是在CPU內部進行，還是要訪問主存或IO設備。 因為IO設備與主存不在一條總

47、線上，所以IO設備尋址與主存單元尋址是不統(tǒng)一，即采取單獨編址方法。第80頁 CPU經過訪存指令訪問主存，指令中給出存放單元地址；CPU經過IO指令訪問IO設備時，由指令中給出IO設備接口存放器地址。所以，指令操作碼指示CPU將使用哪條總線。第81頁 在三總線系統(tǒng)中，訪問主存和訪問IO設備各有單獨指令。當IO指令地址碼包括到高速外設時（如磁盤），將使用DMA總線，直接在主存與高速外設之間傳送信息。 三總線結構不允許外設之間直接傳送信息，只能經過主存間接傳送。 總線控制與通信1總線控制方式 系統(tǒng)總線多采取集中控制方式，處理總線使用權控制問題。按各部件使用總線優(yōu)先次序確實定方法不一樣，集中控制與分布

48、控制方式均對應有3種實現(xiàn)方法：串行鏈接、定時查詢及獨立請求。下面討論集中控制方式3種實現(xiàn)方法。第82頁（1）串行鏈接方式 串行鏈接方式，又稱鏈式查詢方式，需要在系統(tǒng)總線中增加3根控制線：總線忙（BS）線，它有效時，指示總線正在被某部件使用；總錢請求（BR）線，它有效時，指示總線上最少有一個部件請求使用總線；總線響應（BG）線，它有效時，指示總線控制部件正在響應某個部 件總線請求。 在串行鏈接方式中，總線上全部部件共用一根總線請求線。若有部件請求使用總線時，均需經此線發(fā)總線請求到總線控制器。由總線控制器檢驗總線忙否，若總線不忙，則馬上響應，即發(fā)總線響應信號，經總線響應線BG串行地從一個部件送到下

49、一個部件，依次查詢。第83頁 若響應信號抵達部件無總線請求，則該信號馬上傳送到下一個部件；若響應信號抵達部件有總線請求，則信號便截住，不再傳下去。第84頁 串行鏈接方式特點是采取硬接線邏輯，將各部件扣鏈在總線響應線上。所以，優(yōu)先級則固定，有較高實時響應性。另外，只需極少幾根控制線就能按一定優(yōu)先次序，實現(xiàn)總線控制，結構簡單，擴充輕易。（2）定時查詢方式 定時查詢方式采取一個計數(shù)器控制總線使用權。它仍公用一根請求線，當總線控制器收到總線請求信號，判斷忙線不忙時，計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)值經過一組地址線發(fā)向各部件，每個部件與總線接口都有一個地址判別線路。當?shù)刂肪€上計數(shù)值與請求使用總線設備地址一致時，該設

50、備取得總線控制權，置忙線為“1”。同時，中止計數(shù)器計數(shù)及查詢工作 。第85頁（3）獨立請求方式 在獨立請求方式中，每個部件都有一對總線請求線（BR）和總線同意線（BG），而不采取共享請求線方式。第86頁 當總線上部件需要使用總線時，經各自總線請求線發(fā)送總線請求信號，在總線控制器中排隊。 當總線控制器按一定優(yōu)先次序決定同意某個部件請求時，則給該部件發(fā)送總線響應信號，該部件接到此信號，就取得了總線使用權，開始傳送數(shù)據(jù)。第87頁第88頁第89頁第六章 計算機網絡網絡OSI模型網絡分類連接設備互連網與TCP/IP第90頁網絡 計算機網絡是利用當代通訊設備和線路,將分布在各個不一樣地理位置、功效不一樣且

51、各自獨立多個計算機系統(tǒng)連接起來，在網絡軟件支持下，實現(xiàn)相互通訊和資源共享系統(tǒng)。 計算機網絡主要功效： （1）信息交換 （2）資源共享 （3）分布式處理第91頁OSI模型 模型是由國際標準化組織制訂用于網絡設計指南。OSI稱開放式互連系統(tǒng)，它允許任兩個不一樣計算機系統(tǒng)相互通訊而無需考慮其底層體系結構。 OSI七層結構： 數(shù)據(jù) A 數(shù)據(jù)B 1 應用層 應用層 2 表示層 表示層 3 會話層 會話層 4 傳輸層 傳輸層 5 網絡層 網絡層 6 數(shù)據(jù)鏈路層 數(shù)據(jù)鏈路層 7 物理層 物理層 傳輸媒介 第92頁OSI個層功效 數(shù)據(jù)（消息）從A發(fā)向B，實際就是A各層（7至1層）工作后，經媒介（線路）傳向B，

52、再由B各層（1至7層）工作后得到數(shù)據(jù)（消息）。 消息數(shù)據(jù)稱為“報文”，它在各層中被逐步分解組合（如報頭，報尾等）并加以檢驗。 （1）物理層：任務是透明地傳輸位（比特bit）流， 即傳輸單位是“比特”。該層考慮何電壓表示和識別“0”或“1”，及電纜插頭腳數(shù)和定義腳連接。 注意：傳輸介質（雙絞線、同軸電纜、光纖等線路）本身并不在物理層?！巴该鳌笔且粋€實際存在事物看起來好象不存在一樣，透明地傳輸即說明比特流不受實際電路影響而傳輸后不改變。第93頁 （2）數(shù)據(jù)鏈路層：任務是在兩個相鄰結點間線路上無差錯地傳輸“幀”（讀zheng，幅frame）。 加報頭把別特流組組成“幀”，而報尾加控制信息（同時、地址

53、 、差錯控制、流量控制等），可檢驗傳輸差錯或重發(fā)幀，使“點對點傳輸”接收端能正確無誤地接收到報文。 該層將有可能出差錯實際線路，變?yōu)樵凇熬W絡層”向下看似乎是一條不出差錯線路。 （3）網絡層：任務是“站到站傳輸”信息，傳輸單位是“分組”或“包”，該層選擇適當路由，使發(fā)送運站輸層下來包能準確無誤地按地址找到并交付接收站運輸層，此為該層尋址功效。 注意：這里“網絡是專用詞”。對于通訊子網，因為路由問題很好處理，所以該層可省略。第94頁（4）運輸層：任務是依通訊子網特征，合理利用網絡資源并可靠地進行“端到端傳輸“報文。 “報文”是由一個或多個信息包組成，報文較長時能夠分組并交由網絡一下各層處理。 該層

54、在源站與目標站兩個主機進程之間，建立運輸連接以透明地傳送報文。即它向上層提供一個可靠端到端服務，使上面看不到運輸層以下數(shù)據(jù)通訊細節(jié)。 通訊子網內各個各結點和連接各通訊子網路由器都沒有運輸層，運輸層僅存在于子網之外主機中。 運輸層以上各層不再關心信息傳輸問題，所以運輸層在計算機網絡體系結構中十分主要。第95頁以下三層可統(tǒng)歸“應用層” （5）會話層：從此不再參加數(shù)據(jù)傳輸，其任務是對數(shù)據(jù)傳輸進行管理，它在兩個相互通訊進程之間建立、組織與協(xié)調交互（會話）。 如會話中同時，整條信息是否重發(fā)，確定是雙工（同時收發(fā)）還是單工（交替收發(fā)）通訊等。 （6）表示層：任務是處理用戶信息語法表示。 表示層將欲交換數(shù)據(jù)

55、從適合于某一用戶“抽象語法”變換為適合于OSI系統(tǒng)內傳送語法。 抽象語法包含數(shù)據(jù)語法（格式）和語義（數(shù)據(jù)意義），因為不一樣系統(tǒng)可能含有不一樣編碼格式。第96頁（7）應用層：任務是定義通用網絡應用程序，它直接為用戶提供服務。 注意：會話層與表示層功效經常被包含在應用層中，從而省略會話層與表示層。 網絡分類 按考慮問題不一樣角度，可使網絡有不一樣分類，如按網絡總線“拓撲結構”，網絡能夠分為集中式、分散式和分布式等；按網絡作用范圍，網絡可分為局域網（LAN）、城域網（ MAN ）或廣域網（WAN）等。第97頁網絡連接設備（1）中繼器：增強信號設備。它網絡物理延伸，能夠提供信號再生，免去長距離信息傳輸

56、所造成通訊信號衰減所造成錯誤。（2）網橋：能夠連接同一網絡內兩個段或連接兩個同類網絡通訊控制器。（3）網關：能夠連接兩個不一樣類網絡（咎由自取不一樣網絡協(xié)議）通訊控制器。（4）路由器：同網關，或可用以連接兩個以上同類網絡通訊控制器。（觀點不一樣）第98頁互連網與TCP/IP 互連網：即國際互連網（Internet），它是連接世界各地各種局域網、城域網和廣域網所組成交互式網絡。 TCP/IP：傳輸控制協(xié)議/網際協(xié)議（網絡通訊一組規(guī)則） ，它是Internet關鍵，要求連入Internet每臺計算機都有一個32字節(jié)IP地址。 FTP：文件傳輸協(xié)議，在Internet中用以處理含有不一樣編碼系統(tǒng)機器

57、之間進行文件傳輸。SMTP：簡單郵件傳輸協(xié)議， Internet山支持電子郵件（email）協(xié)議，實際要結合郵局協(xié)議POP使用。特點是SMTP郵件地址系統(tǒng)。第99頁TELNET：是Internet上允許遠程登錄通用客戶/服務器程序。（將當?shù)亟K端模擬為遠程終端）WWW / Web：稱“萬維網”，多媒體穩(wěn)當集合。 HTTP：超文本傳輸協(xié)議，超文本是在“萬維網”上組成網頁、包含特殊符號多媒體文本。 瀏覽器：接收、解釋并顯示超文本程序。URL：同意資源定位器，在Internet上用方法、主機、端口和路徑地址格式指定信息（位置）。第100頁第三部分計算機軟件第101頁第七章 操作系統(tǒng)定義演化組成部分主流

58、操作系統(tǒng)第102頁操作系統(tǒng)定義 計算機系統(tǒng)由計算機硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)組成，而計算機軟件系統(tǒng)又是分為系統(tǒng)軟件與應用軟件，其中操作系統(tǒng)就是主要系統(tǒng)軟件之一。 操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內各種硬件和軟件資源, 有效地組織多道程序運行系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間接口。 主要功效:進程管理、存放器管理、處理機管理、設備管理、文件管理、用戶界面與接口等。第103頁計算機系統(tǒng)層次結構 用戶 用戶 應用軟件 支撐軟件管理信息系統(tǒng)、 測試工具、飛機訂票系統(tǒng)、 剪輯工具、地理信息系統(tǒng)、 項目管理工具、數(shù)字計算軟件包 等 語言轉換工具等 系統(tǒng)軟件 語言編譯程序、連接裝配程序、 數(shù)據(jù)庫管理程序、網絡

59、軟件等 操作系統(tǒng) 計算機硬件第104頁演化（操作系統(tǒng)發(fā)展）（1）批處理系統(tǒng)：早期計算機系統(tǒng)，程序員對機器沒有控制與交互，程序（作業(yè)）都以穿孔卡片形式交操作員執(zhí)行后打印結果。操作員搜集全部程序員作業(yè)成批運行。（2）分時系統(tǒng)：在引入多道程序概念后產生了分時（對CPU時間共享），程序員直接而不是經過操作員來操作系統(tǒng)，使多程序共享系統(tǒng)資源，而用戶每個作業(yè)都可透明地得到CPU一個“時間片”。進程是存放器中等候資源程序，而作業(yè)是要運行程序。（3）個人系統(tǒng)：當個人計算機（PC機）產生后，獨占資源單用戶操作系統(tǒng)（個人系統(tǒng)）應運而生。如DOS。第105頁（4）并行系統(tǒng)：普通計算機是用一個CPU逐一處理程序，即串

60、行系統(tǒng)，而當一個機器中安裝了多個CPU并使沒個CPU都能夠處理一個程序或程序一部分，則產生了多任務并行系統(tǒng)。（5）分布式操作系統(tǒng)：在計算機網絡發(fā)展到了交互式網絡階段，則可利用分布在不一樣地理位置上資源共同完成一個作業(yè)，而且程序不一樣部分能夠在網絡內不一樣計算機上運行。第106頁操作系統(tǒng)組成部分 普通講，操作系統(tǒng)有四大基本管理功效：存放管理、進程管理、設備管理與文件管理。（1）存放管理 能夠分為單道程序與多道程序內存管理 單道程序內存管理，是除少許用于必要操作系統(tǒng)存放外，基本使一個程序獨占內存。即一個程序載入內存并運行，之后再用另一程序取代，操作系統(tǒng)不停地重復此過程。 這里問題是：程序大過內存容