第二章-計算機系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)

管理信息系統(tǒng)經(jīng)濟管理系第二章計算機系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)計算機系統(tǒng)：對計算機主機設(shè)備、與主機相連的外圍設(shè)備、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的總稱。計算機系統(tǒng)的基本原理與組成計算機系統(tǒng)的發(fā)展與分類計算機軟件基礎(chǔ)知識第一節(jié)計算機系統(tǒng)的基本原理與組成計算機采用2進制數(shù)據(jù)表達方式比特（bit）、字節(jié)（byte）：1字節(jié)由8比特組成。計算機中的數(shù)據(jù)表達方式馮.諾依曼計算機結(jié)構(gòu)的基本思想匈牙利數(shù)學家馮.諾依曼在1947年明確提出了兩個重要的思想存儲程序?qū)⒂嬎銠C能夠執(zhí)行的基本指令都存儲在計算機中，計算機的運行就是從存儲器中讀出指令來執(zhí)行的過程，簡化完成一系列操作的過程。二進制計算機指令和數(shù)據(jù)均以二進制編碼的形式存儲，即只用“0”和“1”兩個字符來表示，用計算機電子器件的高電平和低電平來表示“0”和“1”?；窘Y(jié)構(gòu)中央處理單元和主存儲器是計算機系統(tǒng)的核心，合稱為主機?；窘Y(jié)構(gòu)中央處理單元和主存儲器是計算機系統(tǒng)的核心，合稱為主機。計算機系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中央處理單元輸入設(shè)備輔助存儲器總線輸出設(shè)備通信設(shè)備主存儲器中央處理單元輸入設(shè)備輔助存儲器總線的類型數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)信息地址總線：存儲器地址信息控制總線：運行控制信號中央處理單元（CentralProcessingUnit，簡稱CPU）由控制器和運算器組成衡量CUP運算速度的一個通用指標：每秒中運行的百萬條指令數(shù)。（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）主存儲器主存儲器又稱為內(nèi)部存儲器，簡稱內(nèi)存。隨機存儲器（RandomAccessMemory，RAM）基本知識：kb:kilobyte1kb=1024字節(jié)1mb=1024kb輔助存儲器：又稱為外存儲器，簡稱外存。基本構(gòu)成：常識：GB：Gigabyte；1GB＝1024MB輔助存儲器外存磁帶磁盤光盤存儲器軟磁盤存儲器硬磁盤存儲器輸入設(shè)備與輸出設(shè)備輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標、圖文掃描儀、條形碼閱讀器、觸摸屏、語音輸入設(shè)備、視頻輸入設(shè)備、手寫體輸入設(shè)備。輸出設(shè)備：顯示器、針式打印機、激光打印機、噴墨打印機、繪圖儀、語音合成與輸出設(shè)備。較新類型的輸入輸出設(shè)備點觸式（Pointing）設(shè)備一種發(fā)布命令、進行決策選擇和響應(yīng)視頻提示的設(shè)備。目前有電子鼠標器（ComputerMouse）、軌跡球（Trackball）、觸碰板（TouchPads）和電子游戲機的操縱桿。計算機筆手寫輸入設(shè)備，可以完成光筆和畫圖板的功能。視頻輸入/輸出最普通的使用最廣泛的視頻輸出設(shè)備是陰極射線管（CathocleRayTube，CRT）。等離子顯示較為昂貴。電子計算器和電子表上的液晶顯示（LiquidCrystalDisplays，LCD）也被使用于便攜式微型計算機和移動終端。第二節(jié)計算機系統(tǒng)的發(fā)展與分類計算機發(fā)展概況微處理器及其主要性能指標計算機系統(tǒng)的分類計算機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢計算機發(fā)展概況常識：1946年，美國賓夕法尼亞大學的科學家和工程師設(shè)計制造了世界上第一臺電子計算機。計算機發(fā)展歷經(jīng)的階段第一代電子管計算機（1946~1956）以真空電子管為基礎(chǔ)電子管體積大、能耗高、受命短、產(chǎn)生熱量大，存儲和處理能力極為有限以磁鼓作為內(nèi)存儲器，以穿孔卡片作為輔助存儲器應(yīng)用領(lǐng)域為部分科學和工程計算第二代晶體管計算機（1957~1963）以晶體管為基礎(chǔ)穩(wěn)定性和可靠性有所提高，產(chǎn)生熱量少晶體管制作過程復(fù)雜，且費用昂貴每秒鐘可執(zhí)行20萬到30萬條指令在科學領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并擴展到業(yè)務(wù)管理領(lǐng)域第三代集成電路計算機（1964~1979）以集成電路為基礎(chǔ)速度達到每秒鐘5百萬條指令，高性能促進了操縱系統(tǒng)軟件的應(yīng)用和開發(fā)計算機的使用更加趨于平民化應(yīng)用領(lǐng)域和范圍更具廣泛的擴展第四代大規(guī)模集成電路計算機（1980~現(xiàn)在）大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)成本降低、體積減小、速度提高、存儲器容量更大、出現(xiàn)了一定的智能特征基于計算機處理器的科技領(lǐng)域不多的擴大，新技術(shù)和新興行業(yè)日益出新微處理器及其主要性能指標微處理器定義：運用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將計算機的運算器、控制器和存儲器等功能部件集成在一塊集成電路芯片上，就形成了微處理器。廣泛使用的通用微處理器芯片：Intel公司的Pentium系列、Motorola公司的PowerPC系列、AMD公司的AMD系列。微處理器的主要性能指標子長CUP中運算器的二進制位數(shù)，微處理器一次能夠運送的二進制數(shù)的位數(shù)。子長越大，計算機的運算速度越快、運算精度越高。按微處理器子長將計算機稱為8位機、16位機、32位機或64位機。時鐘頻率也稱為主頻，是衡量內(nèi)容時鐘推進速度的指標，含義是時鐘在一秒鐘內(nèi)發(fā)生的周期數(shù)，單位是MHz。是確定計算機運行速度的重要因素。數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線是CPU、主存儲器和其他部件之間通信的通道，總線寬度是指在該數(shù)據(jù)通道上一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位數(shù)?？赏ㄟ^對上述指標的優(yōu)化來提高計算機的性能。精簡指令集（RISC）計算機進行數(shù)據(jù)處理的基本指令是固化在處理器芯片上的。RISC是通過對原始的CISC（復(fù)雜指令集）進行精簡得到的，以保證絕大多數(shù)的處理指令都能夠在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行完，提高計算機的運行速度。RISC的出現(xiàn)是對計算機性能提高的一次重大突破。計算機系統(tǒng)的分類大型計算機（Mainframe）處理方式以批處理為主小型計算機（Minicomputer）交互式的批處理方式工作站（Workstation）微型機（Microcomputer）－PC超級計算機（Supercomputer）微型計算機及其應(yīng)用微型計算機是對終端用戶最重要的計算機，也稱為個人計算機，大多數(shù)微型計算機設(shè)計成單用戶，以支持終端用戶各種工作活動。發(fā)展情況目前，微型計算機的能力已經(jīng)超過前代計算機中的主干計算機，而價格只有主干計算機的一部分。現(xiàn)在的微型計算機也可以作為專業(yè)工作站使用。微型計算機可以進行的信息處理業(yè)務(wù)字處理決策支持應(yīng)用電子表格軟件可以讓用戶建立描述事務(wù)狀態(tài)的電子表（Spreadsheet）模型。計算機進行事務(wù)規(guī)劃、預(yù)算和執(zhí)行事務(wù)的分析都是為提供決策服務(wù)的。數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)的查詢和分析利用。繪圖利用各種外接輸出設(shè)備，輸出多種類型的圖表，強調(diào)報告中信息的分析和表達。應(yīng)用開發(fā)應(yīng)用多種程序設(shè)計語言以及計算機輔助軟件工程（Computer－AidedSoftwareEngineering，CASE）的工具，提供系統(tǒng)開發(fā)過程的自動化及提高開發(fā)質(zhì)量。工程支持計算機輔助工程（Computer－AidedEngineering，CAE）的設(shè)計與分析過程，以及其他所需的計算機能力和繪圖能力。個人與家庭使用微型機可以提供多種可視游戲、教育及家庭管理軟件，可供個人與家庭娛樂，教育及家政管理。計算機系統(tǒng)的發(fā)展趨勢微型化網(wǎng)絡(luò)化多媒體對提供更多元化的計算機系統(tǒng)外設(shè)提出了全新的要求。第五代計算機－智能第五代計算機還有其他名稱，如知識信息處理系統(tǒng)（KIPS）、人工智能、第一代智能機等。第三節(jié)計算機軟件基礎(chǔ)知識計算機軟件的基本概念與結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（OperationSystem，簡稱OS）程序設(shè)計語言與開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件用戶圖形界面微型計算機軟件簡介計算機軟件的基本概念與結(jié)構(gòu)分類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件：用來管理計算機中CPU、存儲器、通信聯(lián)結(jié)及各種外部設(shè)備等所有系統(tǒng)資源的程序，主要作用是管理和控制計算機系統(tǒng)的各個部分，使之協(xié)調(diào)運行，并為各種數(shù)據(jù)處理提供基礎(chǔ)功能。應(yīng)用軟件：用來完成用戶所要求的數(shù)據(jù)處理任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)用戶特定功能的程序。操作系統(tǒng)（OperationSystem）操作系統(tǒng)是計算機最基本的軟件。操作系統(tǒng)的基本功能：是分配和調(diào)度計算機內(nèi)部的各種資源，安排和執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的基本操作，監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行。操作系統(tǒng)中的幾個基本概念多道程序運行多個程序同時共享計算機的資源。允許程序在不占用系統(tǒng)相同資源的情況之下多個程序同時運行。提高了計算機設(shè)備的利用率。多任務(wù)操作在單用戶操作系統(tǒng)上實現(xiàn)多道程序運行方式。多個任務(wù)同時執(zhí)行，處理結(jié)果可同時顯示。虛擬存儲利用對應(yīng)用程序進行分片的方式實現(xiàn)程序的存儲，使程序能夠及時的調(diào)入到CPU中進行處理。提高了存儲器的利用效率，執(zhí)行程序的大小也可以不受主存儲器容量的限制，使得中小型的計算機的適應(yīng)能力更強。分時處理使多個用戶共享計算機處理能力的一種有效的手段。利用對CPU分片的方式賴實現(xiàn)同時對多個程序進行處理的操作。并行處理操作系統(tǒng)支持計算機中的多個CPU并行聯(lián)合工作，能夠?qū)⒊绦蛩蟮奶幚矸纸庠诙鄠€CPU上同時進行，每個CPU執(zhí)行程序的一部分指令。

常識在管理信息系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的主要有微型機磁盤操作系統(tǒng)DOS、基于圖形用戶界面的Windows系統(tǒng)以及多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)Unix等。程序設(shè)計語言與開發(fā)工具程序設(shè)計語言的主要分類機器語言匯編語言高級語言：BASIC、FORTRAN、COBOL第四代語言面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計語言：C++、Java標記語言：HTML、XML開發(fā)工具：PowerBuilder、VB、Delphi、InterDev、DreamWeaver、ASP、CASE等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)定義：是專門對數(shù)據(jù)記錄進行綜合管理的軟件，對數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)記錄的更新、數(shù)據(jù)記錄的查詢以及對數(shù)據(jù)記錄的各種運算提供全面的支持。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是信息系統(tǒng)的主要技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)用軟件及用戶圖形界面應(yīng)用軟件主要分為兩大類：通用應(yīng)用軟件（包）文字處理軟件表格處理軟件數(shù)值統(tǒng)計軟件財務(wù)核算軟件人事檔案管理軟件專用應(yīng)用軟件微型計算機軟件簡介微機操作系統(tǒng)Windows系列－MicrosoftOS/2－IBMUNIX－lotsofcompaniesSystem7－Apple微機常用應(yīng)用軟件文字處理軟件：MicrosoftWord電子表格計算軟件：MicrosoftExcel數(shù)據(jù)管理軟件：MicrosoftAccess、Foxpro集成軟件包：LotusNotes、MicrosoftOffice其他應(yīng)用軟件：Photoshop、AutoCAD補充內(nèi)容－新的軟件工具和方法由于企業(yè)對信息需求即時性和擴張性和軟件開發(fā)的延遲性，迫使需要一種新軟件開發(fā)方法，即采用物件導(dǎo)向程序設(shè)計工具和新的程序設(shè)計語言Java，超文本標記語言（HypertextMakeupLanguage，HTML），以及擴展標記語言（ExtensibleMakeupLanguage，XML）。物件導(dǎo)向程序設(shè)計物件導(dǎo)向程序設(shè)計的基礎(chǔ)依賴于類別（Class）繼承（Inheritance）物件導(dǎo)向程序設(shè)計方法創(chuàng)新了軟件開發(fā)工作，目前由物件導(dǎo)向程序設(shè)計孕育出的一種新技術(shù)稱為視覺化程序設(shè)計（可視化程序設(shè)計）。JavaJava是一種物件導(dǎo)向式程序設(shè)計語言，是由SunMicrosystems開發(fā)的。Java是一種跨平臺的語言，各種品牌、各種操作系統(tǒng)的計算機，甚至智慧型電話豆科一執(zhí)行Java程序。Java可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)計算機上，由Java寫出的小程序“applets”，可以存儲在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，并在服務(wù)器上處理數(shù)據(jù)。Java語言還可以用于多媒體程序設(shè)計和網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)。超文本標記語言和擴展標記語言HTML是一種網(wǎng)頁設(shè)計語言，用于描述網(wǎng)頁的超文本和超媒體文件，利用標記（TAG）來描述文件的格式。XML是一種新的一般性用途的描述語言，可以用它來開發(fā)其他標記語言，因此它可以創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化的文件。HTML與XML的