計算機硬件與軟件課件

管理信息系統(tǒng)（MIS）

2012.9通知上機的安排:管11-1班第6周(10月11日)下午18:00~20:00在網(wǎng)3機房(以后是每雙周四)管11-2班第7周4(10月18日)下午18:00~20:00在網(wǎng)3機房(以后每單周四)第一次上機內(nèi)容：建立數(shù)據(jù)庫其要求:1、準(zhǔn)備一U盤，將上機結(jié)果（全部VF6.0文件）拷貝到U盤，以便下次使用。2、預(yù)習(xí)VF教材，第2章：項目管理器，準(zhǔn)備好要建立的數(shù)據(jù)庫的表格數(shù)據(jù)。3、上機內(nèi)容：建立數(shù)據(jù)庫先建立一個項目，項目名稱為你的姓名。后建立一個數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫名稱為XXX管理。（如：人事管理）再建立至少三個表，表的名稱為各表實體對象的名稱。如學(xué)生表等每個表至少有8個以上字段，每個字段要確定字段名稱、字段類型、字段長度、字段索引、是否空并且確定一個主索引及幾個普通索引。每個表至少要輸入5個記錄的數(shù)據(jù)4、將三個表建立主索引后，將三個表建立相互聯(lián)系（主索引對主索引或主索引對普通索引）形成一個數(shù)據(jù)庫第3章計算機硬件與軟件

計算機硬件與軟件軟件思維導(dǎo)圖計算機系統(tǒng)硬件軟件發(fā)展趨勢硬件發(fā)展趨勢系統(tǒng)軟件CPU系統(tǒng)外部設(shè)備硬件歷史軟件歷史windows7計算機發(fā)展趨勢平臺的發(fā)展趨勢高性能計算機計算機平臺應(yīng)用軟件計算機硬件◆計算機的基本組成計算機硬件輸入設(shè)備輸出設(shè)備輔助存儲器外部設(shè)備接口存儲器運算器控制器程序數(shù)據(jù)結(jié)果指令數(shù)據(jù)線控制信號線cpu主機外存儲總線外設(shè)存儲程序式計算機計算機科學(xué)家（VonNeumann）馮.諾依曼馮.諾依曼(1903年生于匈牙利)19歲就發(fā)表數(shù)學(xué)論文,歷任柏林大學(xué)、洪堡大學(xué)、普林斯頓大學(xué)教授。他對計算機的貢獻：44年8月他到摩爾學(xué)院看了“愛尼亞克”時，他提出了新的改進方案：1、用二進制代替十進制。2、存儲程序在內(nèi)部存儲器。（但是已經(jīng)晚了。）約翰。馮。諾依曼《計算機與人腦》約翰。馮。諾依曼（1903--1957）本書是1958年出版天然元件的大小比人造元件要優(yōu)越的多，而人造元件的運行速度比天然元件快的多。他還指出：天然系統(tǒng)的優(yōu)越性在于組織是并行的，而計算機大體上都是串行的。計算機與神經(jīng)系統(tǒng)相似之處在于，它們都具有混合計算機的特征（即“模擬”計算機和“數(shù)字”計算機，模擬計算機處理邏輯問題，數(shù)字計算機處理數(shù)字問題，邏輯與數(shù)字問題實際就是數(shù)學(xué)問題，所以，他是“從數(shù)學(xué)家的角度理解神經(jīng)系統(tǒng)”“神經(jīng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)有兩類通信方式：一種為指令通信（邏輯通信），另一種是數(shù)字通信（算術(shù)通信）”）約翰。馮。諾依曼約翰。馮。諾依曼

提出了”邏輯深度”的概念,即為了完成問題的求解過程而需要進行的初等運算的數(shù)量。人腦并行處理所需要的邏輯深度要比他估計的計算機的邏輯深度小很多。計算機的存儲器就象人腦的“記憶”他估計出人的一生所需的記憶容量為2。8×1020位，這一結(jié)果遠遠超過當(dāng)時計算機105到106位的容量?！盎虮旧硎菙?shù)字元件的一部分，而基因所發(fā)生的各個效應(yīng)，形成的特殊化學(xué)物質(zhì)，如酶卻屬于模擬的領(lǐng)域，這就是數(shù)字和模擬過程的的相互變化”計算機與人腦的共同點。計算機硬件商用計算機：英國的利昂公司（生產(chǎn)烤面包和茶葉生意）的湯普崧聽說劍橋大學(xué)威爾克斯正為人手和資金發(fā)愁，馬上答應(yīng)投入資金和技師，后來將《愛達塞克》復(fù)制了一臺，叫做“里奧”（LEO---lyonsElectronicOffice），是世界上第一臺商用計算機，原來的會計8分鐘的計算，用計算機提高到1。5秒，后來改行做計算機生意1954年成立了《“里奧電腦有限公司”》，有了“里奧2型”、“里奧3型”。。等商用計算機。計算機硬件●主板計算機硬件◆中央處理器(CPU)

邏輯結(jié)構(gòu):算術(shù)邏輯運算單元(ALU)、控制單元（CU）、寄存器（register）處理速度：MIPS；時鐘速度：MHZ；字長：8/16/32/64位）和總線速度（32/64）

中國龍芯1號（godson-1CPU“狗剩1”）由計算機研究所的胡偉武領(lǐng)導(dǎo)的小組2002年研制的“完全中國自己的CPU”，現(xiàn)在有龍芯3號775針奔騰4630Pentium4，Celeron主頻超過1GHz，采用Northwood內(nèi)核，內(nèi)核采用了0.13μm工藝,具有512K二級緩存,并且支持100MHZ、133MHZ的外頻，通過它特有的4倍頻技術(shù)，前端總線（FSB）達到400~533MHZPentium4的結(jié)構(gòu)Pentium4處理器結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計：并行的3條整數(shù)流水線ALU、并行的2條圖形加速流水線AGU、并行的2條浮點運算流水線、有8KB的數(shù)據(jù)緩存、BIOS芯片串行與并行接口（總線）總線接口的發(fā)展歷史ISA：工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)比較老的技術(shù)，現(xiàn)在沒有再用。PCI-X：外設(shè)元件互連總線，133MHZ

64位數(shù)據(jù)/地址3.3VI/O188腳插槽AGP4X：加速圖形接口

1066MB/sPCIExpress(PIC-e)：PIC-ex16:PIC的擴展

4000MB/s每條通道包含2對導(dǎo)線，分別發(fā)送數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)計算機硬件

高登·摩爾摩爾定律：Moor，sLaw

從1970年開始，每18個月，芯片上集成線路的密度翻一翻，即性能提高1倍。圖靈和巨人計算機計算機硬件◆內(nèi)存（主存儲器）

存儲容量：1bit=1位；1byte（字節(jié)）=8bit；1K=1024B；1M=1024K；1G=1024M；1T=1024G；1P=1024T

存儲器的種類：RAM（隨機存?。?；ROM（只讀）；DRAM（動態(tài)隨機）；SRAM（靜態(tài)隨機）；PROM（可編程只讀）；EPROM（可擦除）SDRAM（同步動態(tài)隨機存儲器）；DDRSDRAM（雙倍速度SDRAM）CMOS（互補金屬氧化物半導(dǎo)體存儲器）—是一種只要很少電量就能保存數(shù)據(jù)的芯片：用來存儲系統(tǒng)配置的重要數(shù)據(jù)，即基本硬件設(shè)置數(shù)據(jù)。）計算機硬件內(nèi)存插槽物理文件存儲方式文件分配表FAT簇指針備注11作為操作系統(tǒng)保留21作為操作系統(tǒng)保留34Bio.txt的第一個簇,指向簇4,那里保存Bio.txt的更多數(shù)據(jù)4999Boi.txt的最后一簇50空60空78Jordan.wks的第一個簇,指向簇8,那里保存Bio.txt的更多數(shù)據(jù)810Jordan.wks的第二個簇,指向簇10,那里保存Bio.txt的更多數(shù)據(jù)9999最后一個,也是唯一含有Pick.wps的簇10999Jordan.wks的最后一個簇

1161271227123813149415105虛擬內(nèi)存儲器固態(tài)硬盤目前最大容量為1TB，傳輸速度為500MB/秒傳統(tǒng)硬盤為4TB。計算機硬件◆輸入/輸出設(shè)備：輸入設(shè)備：鍵盤和鼠標(biāo)；語音識別設(shè)備；數(shù)碼照相機；掃描儀；光數(shù)據(jù)讀人器；輸入筆；光筆；觸摸屏；條形碼掃描儀；數(shù)據(jù)手套等輸出設(shè)備：顯示器（CGA（彩色圖形適配器）/EGA（增強圖形適配器）/VGA（視頻圖形陣列）/SVGA（超級~）/GUI（圖形用戶接口）/CRT（陰極射線管）/LCD---liquidcrystaldisplay液晶顯示器,打印機；縮微膠券等計算機硬件網(wǎng)卡、聲卡、顯卡等（適配器）計算機的處理速度單位縮寫每秒鐘指令MeqaFLOPSMFLOPS1百萬GigaFLOPSGFLOPS10億TeraFLOPSTFLOPS1萬億PetaFLOPSPFLOPS1000萬億高性能計算機:曙光5000230萬億次/秒個人計算機：2.2GHZ大約537百萬次/秒龍芯1號(godson-1)處理器2002年9月研制成功，采用0.18μmCMOS技術(shù),主頻200MHZ,功耗0.4W.龍芯2號

龍芯2號是2005年4月研制成功的，最高頻率500MHZ、工耗為3W~5W，遠遠低于國外同類芯片工耗，龍芯2號的性能是龍芯1號的10倍。（中間只用了22個月時間）北橋南橋龍芯3號芯片胡偉武介紹，CPU可分為三種，比較形象的說法是大CPU（服務(wù)器芯片）、中CPU（桌面和移動芯片）和小CPU（嵌入式芯片）。其中，大CPU應(yīng)用于服務(wù)器和高性能計算機，國內(nèi)的主要科研單位有中科院計算所、國防科技大學(xué)、江南計算技術(shù)研究所等，已經(jīng)立項的下一代高性能計算機“曙光6000”將首次采用國產(chǎn)通用處理器多核龍芯CPU。高性能計算機高效能計算機的分類高效能計算機一般分為6類：1、單指令多數(shù)據(jù)流SIMD（SingleInstructionMultipleData）2、并行向量處理機PVP（ParallelVectorProcessor）3、對稱多處理機SMP（SymmetricMulti-Processor）4、大規(guī)模并行處理機MPP（MassivelyParallelProcessor）5、機群（Cluster）6、分布共享存儲DSM（DistributedSharedMemory）多處理機世界前10名最快的超級計算機（2012年夏）奔跑者（走鵑）奔跑者(走鵑)地點：新墨西哥州LosAlamos國家實驗室制造商：美國IBM公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度1.105Pflop，129600顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：美洲虎——克雷XT5美洲虎——克雷XT5地點：橡樹山國家實驗室制造商：美國克雷公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度1.059Pflop，150152顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：昴宿星昴宿星地點：美國加州觀景山NASA埃姆斯研究中心制造商：美國SGI公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度487Tflop，51200顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：藍色基因/L

藍色基因/L地點：美國加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室制造商：美國IBM公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度478Tflop，212992顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：

藍色基因/P藍色基因/P地點：美國伊利諾伊州阿戈訥國家實驗室制造商：美國IBM公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度450Tflop，163840顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：

護林人——SunBlade護林人——SunBlade地點：美國德州高級計算中心制造商：美國Sun公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度433Tflop，62976顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：

富蘭克林——克雷XT4富蘭克林——克雷XT4地點：美國加州勞倫斯·伯克利國家實驗室制造商：美國克雷公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度266Tflop，38642顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：美洲虎——克雷XT4美洲虎——克雷XT4地點：美國田納西州橡樹山國家實驗室制造商：美國克雷公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度205Tflop，30976顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：紅色風(fēng)暴紅色風(fēng)暴地點：美國新墨西哥州阿布奎基桑迪亞國家實驗室制造商：美國克雷公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度204Tflop，38208顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：曙光5000A曙光5000A地點：中國上海超算中心制造商：中國曙光公司關(guān)鍵數(shù)據(jù)：運算速度180Tflop，30702顆處理器原文出自【比特網(wǎng)】，請保留原文鏈接：“天河一號”

“天河一號”由國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)研制，部署在國家超級計算天津中心，其實測運算速度可以達到每秒2570萬億次。美國橡樹嶺國家實驗室的“美洲虎”超級計算機此前排名第一，在新榜單中，其排名下滑一位?！懊乐藁ⅰ钡膶崪y運算速度可達每秒1750萬億次?！疤旌右惶枴薄疤旌右惶枴痹趪H超級計算機TOP500組織正式發(fā)布第36屆世界超級計算機500強排行榜，中國“天河一號”名列第一。是中國國防科大副校長楊學(xué)軍為總設(shè)計師。（第1名和第500名之間保持了6~8年差距）“天河一號”的主要部件來至英特爾和英偉達兩個美國公司，但是“天河”的互聯(lián)芯片“飛騰1000”完全是中國自主制造的，而且中國已經(jīng)研制自己的CPU了。并且使用了中國自己研制的“麒麟”操作系統(tǒng)。以高安全性著稱?！疤旌右惶枴币呀?jīng)有20多家用戶“天河一號”已經(jīng)有20多家用戶。

如：石油勘探、高端裝備、生物醫(yī)藥、動漫設(shè)計等。天津國際生物醫(yī)藥聯(lián)合研究院是其中之一。他們說研發(fā)一種新藥，平均要耗時10年，花費10億美元，篩選10萬個化合物，高性能計算機輔助藥物設(shè)計和高通量篩選方法的應(yīng)用，為化合物話性的評價提供了極大的方便，提高了新藥的研發(fā)的效率，縮短了周期，降低了成本。還能為新藥的發(fā)現(xiàn)提供嶄新的思路，在“天河”上篩選一個星期，在普通計算機上需要運行一年。

又如：中國科學(xué)院軟件研究所的題目“地球外核熱流動數(shù)值模擬”科學(xué)家實現(xiàn)了600億未知數(shù)的超大計算規(guī)模的數(shù)值模擬，目前國際上同類問題的模擬現(xiàn)狀一般為數(shù)十億未知數(shù)水平。曙光發(fā)布星云超級計算機運算速度全球第二（速度：1270億次/秒）

內(nèi)部采用英特爾至強X56502.66GHz六核處理器、NVIDIATeslaC2050圖形處理器，總計120640個計算核心，運行Linux操作系統(tǒng)，計算速度為每秒鐘1.27千萬億次(PFlops)浮點運算。排名第一的“美洲虎”的計算速度為每秒鐘1.76千萬億次(PFlops)浮點運算，中國另外一款超級計算機“天河一號”排名第七。此外，”走鵑”排名第三，KrakenXT5第四、德國JUGENE第五、Pleiades第六、藍基因/L第八、Intrepid第九，RedSky第十。

高效能計算機的高性能計算機的技術(shù)挑戰(zhàn)高效能計算機系統(tǒng)(HighProductivityComputingSystem,HPCS)1、自適應(yīng)功耗管理技術(shù)曙光5000A采用近8000顆四核處理器,總內(nèi)存達到100TB,存儲容量達500TB,總峰值功耗達到960千瓦,每年的電費近千萬。采用Gridview作為曙光5000A的機群管理軟件?；谶z傳算法的功耗調(diào)度獲得9%以上的能耗節(jié)約。對于能耗也很重視，世界現(xiàn)有“綠色500”排行榜前5名能效均突破400MFLOPS/W。高性能計算機的技術(shù)挑戰(zhàn)2、自主管理技術(shù)曙光5000A的Gridview實現(xiàn)了本地事件關(guān)聯(lián)分析機制，基于485總線的全局信息融合以及統(tǒng)一管理監(jiān)控管理策略。3、應(yīng)用加速技術(shù)采用可重構(gòu)計算引擎FPGA，可以在軟件控制下進行硬件單元優(yōu)化，來對不同的HPC的應(yīng)用進行加速，從而提高系統(tǒng)的效能：提高節(jié)點的處理能力，減少機房面積，電能消耗，更好滿足應(yīng)用需求。高性能計算機的技術(shù)挑戰(zhàn)4、高密度節(jié)點技術(shù)高密度節(jié)點結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了0.25GFLOPS/W(百萬次浮點運算/瓦)的浮點計算性能,有效地支持了曙光5000A的百萬億次計算機的構(gòu)建。5、網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存技術(shù)(NMS)在高速網(wǎng)絡(luò)支持下訪問網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存的性能優(yōu)于訪問磁盤的性能：普通磁盤4KB訪問延遲一般為5ms，而互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)存4KB只延遲0.2~0.3ms高性能計算機的技術(shù)挑戰(zhàn)6、事件流應(yīng)用技術(shù)近年來,網(wǎng)絡(luò)和傳感器技術(shù)的迅速發(fā)展促使大規(guī)模監(jiān)控系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用,從而產(chǎn)生極大量的流數(shù)據(jù),而計算能力和存儲容量的迅速增加使得人們有能力處理這些海量數(shù)據(jù),保存監(jiān)控系統(tǒng)所產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)并進行統(tǒng)計分析的事件流系統(tǒng)受到越來越多的關(guān)注。7、并行模擬技術(shù)并行模擬的關(guān)鍵技術(shù)包括模塊間的高效同步、調(diào)度、通訊和緩沖區(qū)管理機制。高性能計算機的技術(shù)挑戰(zhàn)8、并行模擬引擎技術(shù)在前面一章技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)了SimK并行模擬引擎,繼而開發(fā)了HPP（HyperParallelProcessing）結(jié)構(gòu)系統(tǒng)模擬平臺,該模擬平臺有效地支持HPP結(jié)構(gòu)系統(tǒng)軟件的開發(fā)探索，以及互連系統(tǒng)的微結(jié)構(gòu)。

摘要至《高效能計算機系統(tǒng)---若干關(guān)鍵技術(shù)分析》曾宇著高等教育出版社2001年1月嵌人式計算機嵌入式計算機

嵌入式計算機

康佳特conga-X965嵌人式計算機60年計算機的發(fā)展伊尼亞克蘭色基因差別時間1945年2005年60年時鐘頻率5000Hz7億Hz14萬倍內(nèi)存容量230字節(jié)16萬億字節(jié)695億倍峰值速度100次/秒180萬億次/秒1。8萬億倍功耗174KW1500KW8。5倍成本75萬美元1億美元133倍占地面積1800ft22500ft21。39倍1ft=0。3048m2002年世界個人計算機銷售市場份額2007年臺灣的PC機生產(chǎn)占世界份額的83%。臺灣中芯是世界第三大芯片生產(chǎn)商其它：Apple、Gatewayandothervendors微機、服務(wù)器、存儲系統(tǒng)的市場銷售額及其比例

微機、服務(wù)器、存儲系統(tǒng)的市場銷售額及其比例微機（億美元）服務(wù)器（億美元）存儲系統(tǒng)（億美元）微機：服務(wù)器：存儲系統(tǒng)中國1101871：0.16:0.06韓國2012101:0.60:0.50日本10080901:0.80:0.90北美6601902001:0.29:0.30全0.26:0.26信息化的廣度與深度客戶端設(shè)備量表示一個國家信息化的廣度;服務(wù)器端設(shè)備量表示一個國家信息化的深度;服務(wù)器端設(shè)備/客戶斷設(shè)備的比值越高,信息化的進程就越深,越先進。中國的微機銷售量超過了日本，說明信息化的廣度有了很大的發(fā)展，但是信息化的深度低于世界水平。計算機軟件計算機軟件★軟件的概念：

一系列相關(guān)程序和相應(yīng)的文檔的集合，1969年IBM才正式區(qū)分有硬件和軟件（以前多數(shù)叫程序）之后有軟件產(chǎn)品

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軟件發(fā)展有四個階段：①、匯編語言的出現(xiàn)(1949年)②、高級語言的出現(xiàn)(1952年有了第一個編譯器)

③、操作系統(tǒng)的形成(1976年有了8位PC的PC/M)

④、計算機網(wǎng)絡(luò)軟件和數(shù)據(jù)庫軟件的出現(xiàn)(1973--TCP)●①匯編語言的出現(xiàn)：1842年起阿黛。拜倫（《唐璜》作者拜倫的女兒）她為巴比奇的分析機編寫程序，----她被稱為軟件的祖母，1853年去世，在1979年為紀(jì)念她有一種高級語言被命名為“Ada”語言；高級語言高級語言計算機軟件巴比奇英國數(shù)學(xué)家（1791---1871）1833年設(shè)計了分析機的模型,由于資金，沒能實現(xiàn)。后由他的兒子1833年實現(xiàn)了父親的分析機，他是現(xiàn)代計算機之父。計算機軟件之祖母Ada（1815年生~1853年去世）是巴比奇的女友，她把巴比奇的設(shè)計分析機的思想用英文發(fā)表，有詳細注釋。1842年起為分析機編寫程序（指令：例程）。指令是通過穿孔卡片來實現(xiàn)的。計算機軟件之祖母英國詩人：拜倫，《唐璜》的作者拜倫的女兒Ada計算機軟件之母格萊斯?；羝眨?906-1992

）1944年5月完成了“馬克1號”，她完成了電腦歷史上第一個編譯器，把高級語言寫的程序轉(zhuǎn)換為機器語言程序。他還發(fā)明了子程序（霍普跳躍）他編寫了flow–matic高級語言，后來在1959年改進為COBOL語言，是類似英語的商業(yè)語言。為了紀(jì)念他，電腦界設(shè)立了“霍普獎”計算機軟件②高級語言的出現(xiàn)，格萊斯.霍普1944年5月為”馬克1號”完成了電腦史上第一個編譯器,后來又開發(fā)了COBOL語言的前身-----Flow—Matic語言,她被稱為軟件之母。其他的高級語言有“看不見的蒸氣機”：FORTRAN（巴庫斯1954年為IBM的701機開發(fā)的著名語言，）另外有平裝本《圣經(jīng)》BASIC語言（1964年湯姆。庫斯），“算法語言”<ALGOL>（1960年，歐洲）后來成為PASCAL?，F(xiàn)在有主要語言上百種。分四類：命令類、函數(shù)類、邏輯類、面向?qū)ο箢悺＂?、操作系統(tǒng)的形成：早期有監(jiān)控程序，后來有操作系統(tǒng)，有名的有DOS、UNIX、WINDOWS、LINIX④、計算機網(wǎng)絡(luò)軟件和數(shù)據(jù)庫軟件的出現(xiàn)

高級語言的分類與結(jié)構(gòu)1、命令式程序設(shè)計語言：Pascal、C2、函數(shù)式程序設(shè)計語言：LISP3、面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計語言:C＋＋、Smalltalk4、邏輯程序設(shè)計語言:Prolog(1972年法國為自然語言處理而開發(fā)的語言)高級語言的體系結(jié)構(gòu):

1、嵌套結(jié)構(gòu)2、塊狀結(jié)構(gòu)高級語言的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：三種結(jié)構(gòu)的相互嵌套：

1、順序結(jié)構(gòu)2、分支結(jié)構(gòu)3、循環(huán)結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)計算機軟件1952年進入IBM公司，1954年開發(fā)了世界上第一個操作系統(tǒng)1996年去世。吉恩·阿姆達爾

計算機軟件●1959年由applieddataresearch（ADR）公司研究了第一個軟件專利產(chǎn)品autoflow。（軟件）●1964年由IBM公司為計算機System/360，開發(fā)了操作系統(tǒng)OS/360（投入5000人年，5億美元，100萬行代碼）（操作系統(tǒng)產(chǎn)品）●1962年由informatics公司研制了MarkⅣ是簡單的數(shù)據(jù)庫或者文件軟件包。（數(shù)據(jù)庫）計算機軟件OS軟件功能和分類它與其它軟件的關(guān)系硬件OS編譯程序應(yīng)用程序DBMS網(wǎng)絡(luò)軟件OS的功能:1、CPU管理2、存儲管理3、設(shè)備管理4、文件管理OS的類型：1、多道程序系統(tǒng)2、批處理3、分時處理4、實時處理計算機軟件—操作系統(tǒng)的功能Cpu的工作原理:運算器(累加器)控制器存儲器

指令數(shù)據(jù)Abc取A加B存C馮.諾依曼結(jié)構(gòu)執(zhí)行內(nèi)存提交收容輔存設(shè)備管理作業(yè)管理完成去分配作業(yè)管理運行就緒阻塞完成進程調(diào)度I/O完成時間到I/O要求中斷作業(yè)調(diào)度線程CPU的管理（作業(yè)調(diào)度和進程調(diào)度）計算機軟件●60—70年代出現(xiàn)了“軟件危機”，后來有了

結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計技術(shù)

●80年代出現(xiàn)了微型計算機，1975年創(chuàng)辦的微軟，在CP/M（計算機監(jiān)控程序）之后開發(fā)了DOS（PC磁盤操作系統(tǒng)）●有名的操作系統(tǒng)：UNIX(1969)、LINEX、Windows、Vista、Windows7Windows7Windows7Windows7桌面主題的索引Windows7Windows7

Windows7是什么概念?Windows7新增功能Windows7新增功能

（安全可靠性）

1、將數(shù)據(jù)加密擴展到可移動媒體。

2、借助強大的腳本功能，自動化例行任務(wù)。

3、更加有效地創(chuàng)建、部署映像管理。

4、對客戶端虛擬化提供更好的支持。

5、提供增強的疑難解答工具。Windows7新增功能處理窗口的新方法：●Windows7提供了三種簡單卻強大的新功能，分別名為Aero晃動、Aero桌面透視和鼠標(biāo)拖拽操作，可幫助您即時在繁雜的桌面中理清頭緒●Windows7之所以提供大量新桌面背景（即墻紙，從雄偉壯麗到平淡無聊，豐富至極）●Windows7中，對任務(wù)欄徹底重新設(shè)計，幫助您更智能地工作、去繁就簡并完成更多任務(wù)。●改進的小工具：小工具是WindowsVista中引入的常用小程序Windows7新增功能Aero桌面透視可以使打開的窗口變得透明，以便您可以看到桌面上的內(nèi)容Windows7新增功能Windows7可以用有創(chuàng)意的新主題和其他自定義內(nèi)容，方便地表達您的個性。Windows7新增功能全新Windows7任務(wù)欄的改進包括：能夠以縮略圖形式預(yù)覽網(wǎng)頁和文檔，甚至正在運行的視頻Windows7新增功能最喜歡的小工具可以位于Windows7桌面上的任意位置。智能手機操作系統(tǒng)手機操作系統(tǒng)：一、WindowsMobile系列手機操作系統(tǒng)二、Symbian開放式操作系統(tǒng)三、PALM手機操作系統(tǒng)四、Linux手機操作系統(tǒng)

●三星正式推出手機操作系統(tǒng)BADA微軟推新一代WM6.5應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件計算機軟件●軟件的分類：

操作系統(tǒng)匯編程序語言處理系統(tǒng)解釋程序編譯程序系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)界面工具程序計算機軟件實用程序編輯程序

連接裝配程序程序庫診斷排錯程序

應(yīng)用軟件

軟件包其他套裝軟件用戶自己開發(fā)的軟件系統(tǒng)

常用應(yīng)用軟件1、文檔制作軟件（WORD）2、電子制表軟件（EXCEL）3、會計金融數(shù)學(xué)模型和分析軟件（SPSS、SIS）4、數(shù)據(jù)庫管理軟件（DBMS）5、圖形軟件（Painter、Drawing、Photoediting）6、音樂軟件（WindowsAudioEditing）7、視頻編輯軟件（WindowsMovieMaker）8、教育與參考軟件（CAI）9、娛樂性軟件（role-playing、action、adventure、sports、simulation、puzzle、strategy）10、商業(yè)軟件商業(yè)應(yīng)用軟件（本課程重點介紹）1、企業(yè)資源計劃（ERP）2、供應(yīng)鏈管理（SCM）3、客戶關(guān)系管理（CRM）4、聯(lián)機分析處理（OLAP）5、數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘（Datahouse、DataWing）6、商務(wù)智能（BI）從數(shù)據(jù)到信息的進化過程進化階段商業(yè)問題支持技術(shù)產(chǎn)品廠家產(chǎn)品特點數(shù)據(jù)收集（20世紀(jì)60年代）“過去五年中我的總收入是多少？”計算機、磁帶、磁盤IBM、CDC提供歷史性的、靜態(tài)的數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)訪問（20世紀(jì)80年代）“在中國的分部去年三月的銷售額是多少？”關(guān)系數(shù)據(jù)庫（RDBMS）結(jié)構(gòu)化查詢語言（SQL）ODBCOracleSybase、Informix、IBM、Microsoft在記錄級提供歷史性、動態(tài)數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)倉庫、決策支持（20世紀(jì)90年代）“在中國的分部去年三月銷售額是多少？據(jù)此可得出什么結(jié)論？”聯(lián)機分析處理（OLAP）多維數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)倉庫Pilot、ComshareArbor、CognosMicrostrategy在各種層次上提供回溯的、動態(tài)的數(shù)據(jù)信息數(shù)據(jù)挖掘（正在進行中）“下個月上海的銷售會怎么樣？為什么？”高級算法、多處理器計算機、海量數(shù)據(jù)庫Pilot、PockheedIBM、SGI、其他初創(chuàng)公司提供預(yù)測性信息系統(tǒng)集成EAI財務(wù)系統(tǒng)行政管理數(shù)據(jù)庫人力資源EAM內(nèi)部應(yīng)用CRMERPSCM企業(yè)門戶Web應(yīng)用遺留系統(tǒng)企業(yè)應(yīng)用集成（EAI）ERP（企業(yè)資源管理）、CRM（客戶關(guān)系管理）、SCM（供應(yīng)鏈管理）、EAM（企業(yè)資產(chǎn)管理）計算機系統(tǒng)(平臺)計算機平臺總體結(jié)構(gòu)●工作站和終端（集中模式）●客戶機/服務(wù)器（C/S結(jié)構(gòu)模式）●瀏覽器/服務(wù)器（BWD模式三層C/S模式）客戶機/服務(wù)器模式用戶界面客戶應(yīng)用操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口服務(wù)驅(qū)動服務(wù)器應(yīng)用核心操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)接口局域網(wǎng)局域網(wǎng)局域網(wǎng)客戶方服務(wù)器方BWD模式示意圖VideoServerSQLDatabaseMailServer三層結(jié)構(gòu)：計算機平臺總體機構(gòu)大型機終端終端網(wǎng)絡(luò)LAN/WANCCCCSSSSSS網(wǎng)絡(luò)CC19601975199020052020年服務(wù)器聚集高性能計算機網(wǎng)絡(luò)計算（網(wǎng)格）分合國際電腦界的競爭協(xié)調(diào)格局廣域分布計算機網(wǎng)絡(luò)存儲設(shè)備軟件數(shù)據(jù)資源本地操作系統(tǒng)本地操作系統(tǒng)

W(vista與longhorm)

GlobusApache等因特網(wǎng)操作系統(tǒng)如：WebSphers網(wǎng)絡(luò)計算應(yīng)用軟件三派分成開放源代碼軟件公司IBM公司為首微軟公司為首微軟公司的計算機模式演變：微軟公司的計算機模式演變時代時間跨度特征典型產(chǎn)品舉例第一代1975-現(xiàn)在孤立個人模式BASIC、C、C++、DOS、Windows、word、excel第二代1995-現(xiàn)在客戶機/服務(wù)器模式ASP、WindowsServer、Office、EI第三代2006-2020無縫計算模式C#、XML、Windows。Net（Vista）Office。Net第三代計算技術(shù)沒有統(tǒng)一的名稱：如服務(wù)計算（services~）網(wǎng)絡(luò)計算（network~）網(wǎng)格計算（grid~）萬維網(wǎng)服務(wù)（Web~）分布式計算（distributed~）對等計算（peer-to-peer~：P2P）按需計算（ondemand~）面向服務(wù)體系結(jié)構(gòu)（service-orientedarchitectureSOA）cloudcomputing云計算模式Google云計算cloudcomputing云計算cloudcomputing●“云計算”是一種全新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式?！窬哂谐笠?guī)模、虛擬化、高可靠性、通用性和成本低廉的特點?！袼某霈F(xiàn)徹底改變了舊有的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用模式，被稱為科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的又一次革命。云計算是什么意思？云計算（cloudcomputing，臺灣譯作:云端運算），是一種動態(tài)的易擴展的且通常是通過互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計算方式，用戶不需要了解云內(nèi)部的細節(jié)，也不必具有云內(nèi)部的專業(yè)知識，或直接控制基礎(chǔ)設(shè)施。狹義云計算是指IT基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，指通過網(wǎng)絡(luò)以按需、易擴展的方式獲得所需的資源（硬件、平臺、軟件）。提供資源的網(wǎng)絡(luò)被稱為“云”（cloud）。云計算是什么意思？李開復(fù)：(曾任Google全球副總裁、中國區(qū)總裁)打了一個形象的比喻：打一個比方,就像用電不需要家家裝備發(fā)電機，直接從電力公司購買一樣?！霸朴嬎恪睅淼木褪沁@樣一種變革——由谷歌、IBM這樣的專業(yè)網(wǎng)絡(luò)公司來搭建計算機存儲、運算中心，用戶通過一根網(wǎng)線借助瀏覽器就可以很方便的訪問，把“云”做為資料存儲以及應(yīng)用服務(wù)的中心。（數(shù)據(jù)中心）云計算的應(yīng)用●每個用戶都可以享受到超級計算機服務(wù)。例如：美國房地產(chǎn)網(wǎng)站goosipy希望建立一個數(shù)據(jù)庫，計算76萬個家庭在12年的房產(chǎn)數(shù)據(jù)，以便為消費者提供更好的建議，如果他們自己動手計算，初步預(yù)計，需要花費6個月的時間和數(shù)百萬美元。最后，他們租用了亞馬孫所提供的“彈性計算云服務(wù)”，通過使用強大的數(shù)據(jù)分析能力，僅用了3個星期的時間，不到5萬美元就完成了這項任務(wù)。云計算應(yīng)用●2010年2月初，IBM與美國空軍簽定了一份試驗合同，獲準(zhǔn)為后者建立一個能夠安全地支持國防和情報網(wǎng)絡(luò)的“云計算”系統(tǒng)，更好地保證軍方的網(wǎng)絡(luò)安全。它將對于數(shù)千個數(shù)據(jù)流進行實時分析，檢測和防御惡性攻擊及系統(tǒng)故障，美軍將派出技術(shù)人員實施全程監(jiān)督，對于試驗結(jié)果進行審核，IBM的感應(yīng)器將提供“云計算”網(wǎng)絡(luò)運作狀況的及時資料，協(xié)助空軍對于網(wǎng)絡(luò)攻擊或其他問題作出快速反映。云計算●云計算可以動態(tài)的管理幾十萬、幾百萬、甚至幾千萬臺計算機資源所具有的總處理能力，并按需分配給全球用戶，而且所有數(shù)據(jù)處理都是遠程的，用戶無需知道資料存儲在哪里，也無需知道計算在哪里進行。Google云計算

Google云計算執(zhí)行過程21世紀(jì)前20年的預(yù)測21世紀(jì)前20年的預(yù)測計算機21世紀(jì)前20年的預(yù)測●1999年11月蘭德公司

組織的2020年全球信息技術(shù)的景象的探討，所得到的共識：有5項技術(shù)將成為今后20年的突破性創(chuàng)新技術(shù)，并對信息市場產(chǎn)生廣泛影響。

計算機21世紀(jì)前20年的預(yù)測●光通信：通信速度達到數(shù)萬億/秒比特，將大大改變計算機體系結(jié)構(gòu)、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和應(yīng)用軟件?！駨V泛互聯(lián)：無線和有線的互聯(lián)，將產(chǎn)生各種各樣的新產(chǎn)品和服務(wù)，從而改變政府、企業(yè)、金融業(yè)的運作模式?！衿毡橛嬎悖焊鞣N嵌人式計算機將存在于各種設(shè)備、工具和設(shè)施中，為人們的衣、食、住、行和工作提供智能控制與服務(wù)。●傳感器：傳感器將無所不在。人們存在的物理世界將與虛擬世界耦合于一體?！袢蛐畔⒐δ茉O(shè)施：信息網(wǎng)絡(luò)將像使用電力、電話一樣方便地獲取信息服務(wù)。計算機硬件發(fā)展趨勢計算機硬件發(fā)展趨勢計算機硬件發(fā)展趨勢◆微小化●20世紀(jì)90年代集成電路進入系統(tǒng)級芯片（SOC）時代，將90nm技術(shù)（CMOS器件的有效溝道長度為50nm==0.05μm超深亞微米）作為近期目標(biāo)。(1納米(ns)=10億分子1米，30ns大約3個原子的厚度，5000個原子只相當(dāng)于1張紙的厚度）?！窦{米光電子技術(shù)(量子點激光器、光子晶體光電子器件、光通信、光網(wǎng)絡(luò)、光存儲技術(shù))◆集成化

●微系統(tǒng)技術(shù)硅基光電子集成電路硅基光電子集成電路主板量子計算芯片這塊6×6厘米的芯片就是一臺量子計算機,它提供4個量子位。圖片出自：/read-htm-tid-1865092.html

計算機軟件的發(fā)展趨勢計算機軟件發(fā)展趨勢

●集成化●智能化●比爾。蓋茨：《軟件正在改變資本的真正機》：真正對于人類生活構(gòu)成沖擊的，不是電腦本身，準(zhǔn)確的說來是軟件這種人類知識的產(chǎn)物?！馦ichaclA。Cusumano《軟件的生存之道》：軟件具有改變世界的能力?！衲吖饽显菏浚很浖哂懈淖冎袊哪芰?，軟件也具有改變世界的能力。計算機系統(tǒng)發(fā)展趨勢計算機的發(fā)展趨勢●李國杰院士：1、大眾化：即無處不再的計算機，與因