計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成新課件

2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述2.2計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)2.3計(jì)算機(jī)的軟件系統(tǒng)2.4指令系統(tǒng)和程序設(shè)計(jì)語言第2章

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成計(jì)算機(jī)的基本工作原理和結(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)硬件基本知識(shí)：硬件系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)圖;微機(jī)系統(tǒng)五大組成部分及功能;計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)軟件基本知識(shí)：語言的概念，系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件的概念，操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序和解釋程序的功能本章重點(diǎn)JohnvonNeumann馮諾依曼

現(xiàn)代計(jì)算機(jī)奠基人——馮諾依曼提出了存儲(chǔ)程序工作原理。這一原理確立了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本組成和工作方式。

2.1.1計(jì)算機(jī)的基本工作原理1.4.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成硬件系統(tǒng)（設(shè)備）軟件系統(tǒng)（程序、文檔）計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成圖硬件系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件層次圖2.1.2計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的組成(1)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的組成從外觀看，一臺(tái)微機(jī)由主機(jī)（包括內(nèi)存）和外部設(shè)備（包括外存）組成。在主機(jī)箱內(nèi)有主板（包括CPU和內(nèi)存、總線擴(kuò)展槽）、外存、輸入輸出接口電路等，如下圖所示：(2)微機(jī)硬件的基本組成②插卡式Slot①針腳式Socket1.中央處理器CPU（核心）：它執(zhí)行對(duì)信息的處理與控制，是整個(gè)微型機(jī)的核心，它是一個(gè)大規(guī)模集成電路芯片。決定微機(jī)的檔次。2.CPU可分為：

3.主流產(chǎn)品：

Intel公司的Pentium(奔騰）系列和AMD公司的Athlon(速龍）系列P4CPU:奔騰、賽揚(yáng)、至強(qiáng)、迅馳

字長

CPU一次所能處理的數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)；CPU字長有8bit，16bit，32bit，64bit等，目前流行的微機(jī)主要采用32bit。工作頻率即CPU每秒所能執(zhí)行的指令條數(shù)，常用主頻表示，CPU主頻通常以MH（兆赫）和GH（千兆赫）為單位，１MH指每秒執(zhí)行１百萬條指令。目前流行的CPU的主頻均已達(dá)GH數(shù)量級(jí)高速緩存（cache)（128KB～2MB)

4.主要性能指標(biāo)：高速CPU低速內(nèi)存高速CPU和低速內(nèi)存的速度不匹配，如何解決？高速緩存多核CPU技術(shù)64位CPU低功耗CPU嵌入式CPU5.CPU技術(shù)的新發(fā)展1、內(nèi)存外存儲(chǔ)器之一：硬盤存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)原理：電磁原理2、外存外存儲(chǔ)器之二:軟盤存儲(chǔ)器軟盤一般有5寸盤(5.25“)和3寸盤(3.5”)，高密3寸盤的存儲(chǔ)容量為1.44M，高密5寸盤容量為1.2M，現(xiàn)在一般采用3寸盤。在DOS中用“A：”、或“B：”來表示軟盤的盤符。讀寫窗口擋板塑料殼軸盤連接孔盤片寫保護(hù)孔3.5英寸軟盤示意圖類型：只讀型光盤(CD-ROM、DVD-ROM)，數(shù)據(jù)采用專用設(shè)備一次性寫入到光盤中。只能讀取信息，不能再寫入。CD-ROM的存儲(chǔ)容量為650MB，DVD-ROM的存儲(chǔ)容量為4.3GB～17GB。一次寫入型光盤(CD-R、DVD-R)，只能寫一次，寫后不能修改?？刹翆懶凸獗P(CD-RW、DVD-RW)，可以反復(fù)讀寫，但需要專用軟件進(jìn)行操作。外存儲(chǔ)器之四、五：優(yōu)盤與移動(dòng)硬盤①優(yōu)盤（又名閃存盤）②移動(dòng)硬盤特點(diǎn)：容量大，單位存儲(chǔ)成本低；速度快；兼容性好，即插即用；具有良好的抗震性能。特點(diǎn)：防潮、耐高低溫、抗震、防電磁波、容量大、攜帶方便等外存是一種長期保留數(shù)據(jù)的裝置，屬外部設(shè)備。既是輸入設(shè)備，又是輸出設(shè)備，主要用于和內(nèi)存儲(chǔ)器交換信息。有硬盤、軟盤、光盤、U盤、移動(dòng)硬盤。CPU、內(nèi)存、外存間的關(guān)系：CPU外存內(nèi)存交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)不能直接交換外存和內(nèi)存的比較：速度較內(nèi)存慢、容量一般較內(nèi)存大，且價(jià)格比內(nèi)存便宜。軟盤容量為1.44M，常見硬盤達(dá)GB級(jí)以上，光盤容量有500~600MB，有可擦寫光盤。主板是計(jì)算機(jī)中重要的部件。主要功能是傳輸電子信號(hào)。計(jì)算機(jī)的性能、功能、兼容性都取決于主板設(shè)計(jì)。目前主板的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為控制中心結(jié)構(gòu)。主流產(chǎn)品是ATX主板。1-3-5-7三大芯片北橋芯片－決定主板性能高低南橋芯片－決定主板功能多少BIOS芯片－決定主板兼容性好壞2.2.4輸入輸出設(shè)備顯示器打印機(jī)繪圖儀鍵盤鼠標(biāo)掃描儀輸入設(shè)備輸出設(shè)備1.鍵盤功能鍵區(qū)主鍵盤區(qū)副鍵盤區(qū)小鍵盤區(qū)3.顯示器如同一臺(tái)電視機(jī)，能及時(shí)顯示計(jì)算機(jī)的提示信息和程序的運(yùn)行結(jié)果，是向用戶提供信息的重要設(shè)備。主要由顯示監(jiān)視器和顯示適配器（顯卡）兩部分組成：（VGA是一種顯示標(biāo)準(zhǔn)）2.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的組成2.4指令和指令系統(tǒng)指令是對(duì)計(jì)算機(jī)進(jìn)行程序控制的最小單位。指令格式操作碼操作數(shù)機(jī)器執(zhí)行什么操作執(zhí)行對(duì)象（具體數(shù)、存放位置）程序是為完成一項(xiàng)特定任務(wù)而用某種語言編寫的一組指令序列注意：(1)所有指令的集合稱為計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。(2)不同的計(jì)算機(jī)指令系統(tǒng)不同。1.3.2指令和指令系統(tǒng)馮氏原理：人們預(yù)先編好程序，利用輸入設(shè)備把程序輸入內(nèi)存，計(jì)算機(jī)在控制器控制下，從內(nèi)存中逐條取出程序交運(yùn)算器執(zhí)行。把結(jié)果回送入內(nèi)存、或由輸出設(shè)備輸出。執(zhí)行步驟：取指令、分析指令、執(zhí)行指令、程序計(jì)數(shù)器加1指令執(zhí)行過程1.4.6微型計(jì)算機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)字長：計(jì)算機(jī)一次可并行處理的二進(jìn)制數(shù)碼的位數(shù)（分32位、64位等幾種字長）主（內(nèi)）存貯器的容量：128MB/256MB/512MB/1GB等運(yùn)算速度（或時(shí)鐘頻率）——MIPS（每秒百萬條指令）主頻，即主時(shí)鐘頻率。80486：33MHZ~66MHZ之間

Pentium4：2.4GHZ頻率越高，速度越快。外部設(shè)備配置性能指標(biāo)此外，還有功能指標(biāo)、可靠性指標(biāo)、兼容性指標(biāo)等。常用鍵的使用方法換檔鍵字母鎖定鍵空格鍵退格鍵功能鍵光標(biāo)鍵制表定位鍵控制鍵小鍵盤數(shù)字鎖定鍵1、功能鍵區(qū)：功能鍵區(qū)位于鍵盤最上面一行，主要由ESC、F1至F12及屏幕打印鍵、屏幕鎖定鍵、暫停鍵組成。功能鍵區(qū)的按鍵功能一般不明確，其具體功能由操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件來決定，在一般情況下，ESC鍵是退出當(dāng)前應(yīng)用程序或關(guān)閉某個(gè)窗口、取消某個(gè)設(shè)置等，F(xiàn)1是幫助鍵，ALT+F4鍵是關(guān)閉當(dāng)前窗口和退出應(yīng)用程序等。功能鍵區(qū)

2、主鍵盤區(qū)：主鍵盤區(qū)位于鍵盤的左下部，它通常由四個(gè)部分來組成：數(shù)字鍵0至9、字母鍵A至Z、特殊符號(hào)鍵、功能控制鍵。數(shù)字鍵0至9字母鍵A至Z特殊符號(hào)鍵功能控制鍵功能控制鍵A、回車鍵（ENTER）：又稱換行鍵，在輸入程序或文字編輯時(shí)使用該鍵可以換行或分段，將光標(biāo)插入點(diǎn)移至下行行首；在DOS命令狀態(tài)下用來對(duì)DOS命令的確認(rèn)并執(zhí)行；在Windows窗口中，該鍵可以代替鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊來打開選定的對(duì)象。B、退格鍵（BACKSPACE）：在輸入程序或文字編輯時(shí)用來刪除當(dāng)前光標(biāo)位置左邊一格的字符或選定的字符/字符串；在Windows資源管理器窗口中，可以代替鼠標(biāo)點(diǎn)擊“后退”按鈕使當(dāng)前窗口返回到上一級(jí)目錄。退格鍵回車鍵C、跳格鍵（TAB）：又稱制表鍵，其具體功能根據(jù)應(yīng)用軟件來決定，一般情況在文本編輯狀態(tài)下可以插入占位符或表格編輯時(shí)可切換活動(dòng)單元格；在Windows的窗口或?qū)υ捒蛑锌汕袚Q各項(xiàng)目的執(zhí)行焦點(diǎn)。D、組合控制鍵（Ctrl）、（Alt）：這兩個(gè)鍵分別在空格鍵兩邊各有一對(duì)，一般來說單獨(dú)按下不起作用，它們只有在特定的軟件環(huán)境下和其他的按鍵組合才能完成特定的功能。在Windows操作系統(tǒng)中常用的組合鍵有：Ctrl+C、Ctrl+X、Ctrl+V、Alt+字母、Alt+F4、Ctrl+Alt+Del。跳格鍵組合控制鍵E、上擋鍵（SHIFT）:該鍵在主鍵盤區(qū)的左右各有一個(gè)，一般情況下左鍵和右鍵的功能一致，都可以完成上檔字符（如：!、@、+、<、？等）的輸入和大小寫字母的轉(zhuǎn)換；但在與空格鍵配合完成輸入法切換時(shí)，左右SHIFT鍵的切換順序相反。F、大小寫字母鎖定鍵（CapsLock）：當(dāng)計(jì)算機(jī)正常啟動(dòng)后，鍵盤上的字母鍵自動(dòng)處于為小寫輸入狀態(tài)。按下此鍵后，主鍵盤右上角對(duì)應(yīng)的指示燈點(diǎn)亮，將字母A至Z鎖定為大寫狀態(tài)，若再一次按此鍵，相應(yīng)指示燈熄滅，字母鍵又回到小寫狀態(tài)；如果啟動(dòng)了中文輸入法，使用該鍵可以在中文及大寫字母間切換。鎖定鍵上擋鍵G、空格鍵：其主要功能是在光標(biāo)當(dāng)前位置處插入一個(gè)空格，光標(biāo)向后移動(dòng)一個(gè)字符。H、Windows專用鍵：徽標(biāo)鍵可以打開Windows的開始菜單（包括在任務(wù)不出現(xiàn)在桌面時(shí)），而鼠標(biāo)右鍵可以代替鼠標(biāo)右鍵打開對(duì)象的快捷菜單?？崭矜I徽標(biāo)鍵鼠標(biāo)右鍵4、小鍵盤區(qū)該區(qū)位于鍵盤的右部，主要是為了提高純數(shù)字的輸入