計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是如何組成

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是如何組成的?(補(bǔ)充)1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成概述計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成概述計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)3計(jì)算機(jī)之父——馮·諾依曼約翰·馮·諾依曼

JohnvonNeumann 1903－1957 美藉匈牙利科學(xué)家被譽(yù)為計(jì)算機(jī)之父4補(bǔ)充資料計(jì)算機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵人物5馮·諾依曼計(jì)算機(jī)(1)1945年6月馮·諾依曼在一篇論文中第一次提出了計(jì)算機(jī)三個(gè)主要思想：計(jì)算機(jī)的基本組成采用二進(jìn)制進(jìn)行信息表示存儲(chǔ)程序原理從而形成了目前的計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)6馮·諾依曼計(jì)算機(jī)(2)計(jì)算機(jī)是由五大部件組成運(yùn)算器控制器存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備7馮·諾依曼計(jì)算機(jī)(3)計(jì)算機(jī)的兩個(gè)基本能力：一是能夠存儲(chǔ)程序；二是能夠自動(dòng)地執(zhí)行程序。計(jì)算機(jī)是利用“存儲(chǔ)器”（內(nèi)存）以二進(jìn)制的形式來(lái)存放所要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)的（將數(shù)據(jù)和程序同樣看待）稱之為CPU的部件可以自動(dòng)地依次從存儲(chǔ)器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。8計(jì)算機(jī)系統(tǒng)9計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)10硬件系統(tǒng)主機(jī)外設(shè)中央處理器內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲(chǔ)器其他設(shè)備：網(wǎng)卡、Modem11軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言編譯和解釋系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言系統(tǒng)服務(wù)程序(診斷程序等)應(yīng)用軟件程序庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)等各種用戶程序等計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成概述計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)12計(jì)算機(jī)硬件組成什么是硬件？存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線13計(jì)算機(jī)硬件組成什么是硬件？存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線14什么是硬件？計(jì)算機(jī)硬件(Hardware)是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中由電子線路和各種機(jī)電物理裝置組成的實(shí)體，它是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)其功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。硬件是看得見、摸得著的設(shè)備。15計(jì)算機(jī)硬件組成什么是硬件？存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線16存儲(chǔ)器(Memory)存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)用來(lái)存放程序和原始數(shù)據(jù)的記憶裝置。17存儲(chǔ)器的基本功能按指定位置存進(jìn)（寫入）或取出（讀出）信息存儲(chǔ)器的工作就是在運(yùn)算之前存儲(chǔ)外界送來(lái)的程序和數(shù)據(jù)在運(yùn)算過(guò)程中，向計(jì)算機(jī)提供指令和數(shù)據(jù)信息、保存中間結(jié)果運(yùn)算結(jié)束后，保存運(yùn)算結(jié)果。18存儲(chǔ)器的分類按照與主機(jī)的關(guān)系來(lái)分內(nèi)存儲(chǔ)器（內(nèi)存，主存）外存儲(chǔ)器（外存，輔助存儲(chǔ)器）按照讀寫功能來(lái)分隨機(jī)存儲(chǔ)器

RandomAccessMemory-----RAM只讀存儲(chǔ)器

ReadOnlyMemory-----ROM19內(nèi)存儲(chǔ)器設(shè)置在計(jì)算機(jī)主機(jī)中，用于存放當(dāng)前要用的數(shù)據(jù)和程序半導(dǎo)體介質(zhì)存取速度快、價(jià)格相對(duì)較貴容量不能做得太大，因而存放信息有限直接為CPU提供數(shù)據(jù)和指令20外存儲(chǔ)器設(shè)置在計(jì)算機(jī)的外部，如磁盤，磁帶等，用于存放當(dāng)前暫時(shí)不用的信息，而需要時(shí)才調(diào)入主機(jī)價(jià)格相對(duì)便宜一些容量大，存放信息量比內(nèi)存多得多速度相對(duì)較慢不能直接同CPU打交道外存儲(chǔ)器又叫輔助存儲(chǔ)器（輔存）或二級(jí)存儲(chǔ)器21隨機(jī)存儲(chǔ)器既能讀出也能寫入信息適合于存放用戶程序和數(shù)據(jù)因?yàn)檫@類信息是經(jīng)常變化的斷電后，RAM中的信息會(huì)立即丟失22只讀存儲(chǔ)器只能讀出而不能寫入的存儲(chǔ)器通常用來(lái)存放那些固定不變、不需修改的程序和數(shù)據(jù)斷電后，ROM中的信息不丟失23思考題請(qǐng)比較一下內(nèi)、外存儲(chǔ)器的異同請(qǐng)比較一下隨機(jī)存儲(chǔ)器與只讀存儲(chǔ)器的異同為什么我們編輯完一篇文章后要正確保存為文件呢？24有關(guān)存儲(chǔ)器的一些重要概念地址位字節(jié)編址存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量的單位25位（bit）位是度量數(shù)據(jù)的最小單位，表示一位二進(jìn)制數(shù)字26字節(jié)存儲(chǔ)容量的基本單位１字節(jié)等于8個(gè)bit（位——二進(jìn)制位）2701010101存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)器所包含的存儲(chǔ)單元總數(shù)28……00000H00001HFFFFFH……存儲(chǔ)容量的單位ByteKBMBGBTB29存儲(chǔ)容量的單位——換算換算關(guān)系

1KB = 1024byte = 210byte 1MB = 1024KB = 220byte 1GB = 1024MB = 230byte 1TB = 1024GB = 240byte30計(jì)算機(jī)硬件組成什么是硬件？存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線31運(yùn)算器(ALU)運(yùn)算器是對(duì)二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算的部件，所以也稱為算術(shù)邏輯部件（ALU---ArithmeticalandLogicalUnit），簡(jiǎn)稱算邏部件32算術(shù)邏輯運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的按位運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的移位運(yùn)算33算術(shù)運(yùn)算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運(yùn)算(以加法為例)逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二340000101010111101+11000111字長(zhǎng)(wordlength,wordsize)運(yùn)算器一次所能處理的運(yùn)算數(shù)（二進(jìn)制數(shù)）的基本位數(shù)一般等于運(yùn)算器中寄存器所能容納數(shù)據(jù)的位數(shù)（二進(jìn)制數(shù)）35VeryImportant計(jì)算機(jī)硬件組成什么是硬件？存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線36控制器(ControlUnit)什么是控制器？控制器的基本功能控制器的組成37什么是控制器？控制器是整個(gè)機(jī)器的控制中心存儲(chǔ)器進(jìn)行信息的存取運(yùn)算器進(jìn)行各種運(yùn)算信息的輸入和輸出都是在控制器的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行的38控制器的基本功能取出指令、譯碼和執(zhí)行指令39控制器的組成程序計(jì)數(shù)器指令寄存器指令譯碼器時(shí)序控制電路操作控制部件40輸入/輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備41輸入設(shè)備InputDevice輸入設(shè)備主要作用是把用戶準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)、程序等信息轉(zhuǎn)變成計(jì)算機(jī)能接受的電信號(hào)送進(jìn)計(jì)算機(jī)。 例如，最常見的輸入設(shè)備是鍵盤，用鍵盤輸入信息時(shí)，按下其每一個(gè)鍵都能產(chǎn)生相應(yīng)的電信號(hào)送入計(jì)算機(jī)42輸出設(shè)備OutputDevice輸出設(shè)備是把計(jì)算機(jī)的運(yùn)算結(jié)果或工作過(guò)程以人所要求的形式表達(dá)出來(lái)的裝置。 如可將計(jì)算的結(jié)果通過(guò)打印機(jī)打印在紙上，可將繪制的圖形通過(guò)顯示器顯示在屏幕上，或通過(guò)繪圖儀繪制在紙上。 常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等43一些重要概念中央處理器

（CentralProcessingUnit---CPU）

運(yùn)算器和控制器是計(jì)算機(jī)的核心，常將它們合在一起稱為中央處理器主機(jī)

CPU和主存儲(chǔ)器一起常被稱為計(jì)算機(jī)的主機(jī)外部設(shè)備（外設(shè)）

輔助存儲(chǔ)器和輸入／輸出設(shè)備統(tǒng)稱為計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備4445內(nèi)存外存CPUI/O設(shè)備總線計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成概述計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)46計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)什么是軟件？軟件與硬件間的關(guān)系軟件的分類計(jì)算機(jī)語(yǔ)言與語(yǔ)言處理程序（略）操作系統(tǒng)47什么是軟件？軟件(software)泛指程序、運(yùn)行時(shí)所需數(shù)據(jù)以及與程序有關(guān)的文檔資料。通俗一點(diǎn)說(shuō)，軟件就是程序和數(shù)據(jù)48軟件的基本功能軟件系統(tǒng)著重研究如何管理機(jī)器和使用機(jī)器的問題，也就是研究怎樣通過(guò)軟件的作用更好地發(fā)揮計(jì)算機(jī)的功能49一個(gè)基本概念一個(gè)實(shí)際問題的解決方法硬件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn)50軟件與硬件間的關(guān)系硬件與軟件相互依存、不可分割軟件無(wú)硬件支持無(wú)法實(shí)現(xiàn)其功能，將是無(wú)源之水硬件脫離軟件便不能有效工作，成為一堆廢物軟件在很大程度上決定計(jì)算機(jī)整體功能的發(fā)揮硬件和軟件共同組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)51軟件與硬件的關(guān)系52軟件硬件(裸機(jī))軟件的分類53軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)語(yǔ)言編譯和解釋系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言系統(tǒng)服務(wù)程序(診斷程序等)應(yīng)用軟件程序庫(kù)、數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用系統(tǒng)等各種用戶程序等系統(tǒng)軟件(1)系統(tǒng)軟件是支持程序人員能方便地使用和管理計(jì)算機(jī)的軟件，它的功能是對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度、管理、監(jiān)視和服務(wù)，為用戶使用機(jī)器提供方便，并可擴(kuò)充機(jī)器功能，提高機(jī)器的使用效率54系統(tǒng)軟件(2)系統(tǒng)軟件一般是由計(jì)算機(jī)廠商在出廠時(shí)提供的，主要有：操作系統(tǒng)匯編程序高級(jí)語(yǔ)言編譯程序故障診斷程序數(shù)據(jù)庫(kù)管理程序控制程序55應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是由計(jì)算機(jī)用戶利用計(jì)算機(jī)的軟硬件資源為某一專門應(yīng)用目的而開發(fā)的程序。如：工資管理程序人事檔案管理程序圖書管理與檢索系統(tǒng)庫(kù)存管理程序…………56系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的關(guān)系57應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件硬件(裸機(jī))系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的關(guān)系從圖中我們可以看出軟件是在硬件基礎(chǔ)上對(duì)硬件功能的擴(kuò)充與完善系統(tǒng)軟件是對(duì)計(jì)算機(jī)硬件功能的完善與擴(kuò)充應(yīng)用軟件是對(duì)系統(tǒng)軟件的進(jìn)一步完善58計(jì)算機(jī)語(yǔ)言計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言簡(jiǎn)介語(yǔ)言處理程序59操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的功能常用操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介60操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)(OperatingSystem,OS)是控制和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源（處理器，存儲(chǔ)器，輸