第2章 大学计算机基础简明教程

1第2章计算机系统2.1计算机系统的组成与工作原理2.2计算机软件系统2.3计算机硬件系统2计算机系统的组成输入设备：键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、麦克风输出设备：显示器、打印机、绘图仪、音响外存：软、硬盘、光盘、u盘计算机系统软件外部设备系统软件应用软件硬件运算器控制器主机内存CPU随机存储器(RAM)只读存储器(ROM)高速缓冲存储器操作系统：Windows、Unix、Linux语言处理程序：C、Pascal、VB等实用程序：诊断程序、排错程序等办公软件包、数据库管理系统32.1计算机系统的组成与工作原理2.1.1计算机系统的组成系统软件应用软件计算机系统分为：硬件+软件硬件软件42.1.2计算机硬件组成计算机硬件包括主机和外设主机外设输入设备输出设备外存设备网络设备5软件系统软件由程序、程序运行所需的数据以及开发、使用和维护这些程序所需的文档三部分组成。软件系统系统软件应用软件6微计算机的硬件结构（冯.诺依曼结构）从功能或逻辑的角度，微型计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。运算器控制器MPU存储器输出设备I/O接口输入设备A.BUSD.BUSC.BUS7处理器处理器控制器运算器控制整个计算机所有部件的工作执行算术运算和逻辑运算8存储器存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合，每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。存储器存储器通常分为内存储器和外存储器存放大量信息的外存储器信息交流中心内存储器9存储器每个记忆单元由8位二进制位组成。1KB=210B=1024B1MB=210KB=1024KB1GB=210MB=1024MB1TB=210GB=1024GB字节BYTE76543210位Bit10输入设备常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。112.2计算机软件系统软件是指程序、程序运行所需要的数据以及开发、使用和维护这些程序所需要的文档的集合。操统作系语言处理程序实用程序系统软件用户122.2.1系统软件1.操作系统目的:•计算机与人交互的接口,不必了解计算机内部结构•合理地使用系统内包含的各种软、硬件资源，提高整个系统的使用效率和经济效益。目前典型的操作系统有：Windows、UNIX、Linux等，详细介绍见第四章。13程序设计语言是人与计算机交流的工具，是用来书写计算机程序的工具，也可用不同语言来进行描述。2．程序设计语言与语言处理程序程序设计语言机器语言汇编语言高级语言14机器语言是由二进制代码0、1按一定规则组成、能被机器直接理解和执行的指令集合。机器语言中的每一条语句实际上是一条二进制形式的指令代码。例如，计算A=15+10的机器语言程序如下：1011000000001111：把15放入累加器A中0010110000001010：10与累加器A的值相加，结果仍放入A中11110100：结束，停机2．程序设计语言与语言处理程序15机器语言机器语言缺点：编程工作量大，难学、难记、难修改，只适合专业人员使用；由于不同的计算机，其指令系统不同，机器语言随机而异，通用性差，是面向机器的语言。机器语言优点：程序代码不需要翻译，所占空间少，执行速度快。现在已经没有人用机器语言直接编程了。2．程序设计语言与语言处理程序16汇编语言例如，计算A=15+10的汇编语言程序：MOVA，15：把15放入累加器A中ADDA，10：10与累加器A相加，结果存入A中HLT：结束，停机将机器指令的代码用英文助记符来表示，代替机器语言中的指令和数据。例如用ADD表示加、SUB表示减、JMP表示程序跳转等等，这种指令助记符的语言就是汇编语言。17汇编语言汇编语言克服了机器语言难读等缺点，保持了其编程质量高，占存储空间少，执行速度快的优点。常用于过程控制等编程。汇编语言面向机器，使用者需要专业知识。汇编语言编写的程序，必须翻译成机器语言，才能被计算机执行。18汇编语言与机器语言例如，计算A=15+10的汇编语言程序：1011000000001111：MOVA，150010110000001010;ADDA，1011110100;HLT19高级语言高级语言是由表达各种意义的词和数学公式按照一定的语法规则来编写程序的语言。高级语言使程序员可以完全不用与计算机的硬件打交道，可以不必了解机器的指令系统，是面向过程的语言。这样，程序员就可以集中精力来解决问题本身而不必受机器制约，编程效率高；由于与具体机器无关，因此程序的通用性强。例如，计算A=15+10的BASIC语言程序如下：A=15+10‘15与10相加的结果放入A中PRINTA‘输出AEND‘程序结束20常用高级语言Fortran语言1954年推出，适用于科学和工程计算。Pascal语言结构化程序设计语言，1968年推出，适用于教学、科学计算、数据处理和系统软件等开发，目前已被C语言取代.C与C++语言1972年推出C语言，1983年加入面向对象的概念，改名为C++。语言简练、功能强，适用面广。BASIC语言初学者语言，1964年推出；1991年微软推出可视化的、基于对象的VisualBasic开发环境，发展到现在的VB.NET开发环境，则是完全面向对象、功能更强大。Java语言一种新型的跨平台的面向对象设计语言，1995年推出，适用于网络应用.21语言处理程序在所有的程序设计语言中，除了用机器语言编制的程序能够被计算机直接理解和执行外，其他的程序设计语言编写的程序都必须经过一个翻译过程才能转换为计算机所能识别的机器语言程序，实现这个翻译过程的工具是语言处理程序，即翻译程序。源程序：非机器语言写的程序称为；目标程序：通过翻译程序翻译后的程序；翻译程序也称为编译器。针对不同的程序设计语言编写出的程序，有各自的翻译程序，互相不通用。22语言处理程序——汇编程序汇编程序是将汇编语言编制的程序（源程序）翻译成机器语言程序（目标程序）的工具。汇编语言源程序汇编程序机器语言程序汇编程序的具体翻译工作步骤：①用机器操作码代替符号化的操作符。②用数值地址代替符号名称。③将常数翻译为机器的内部表示。④分配指令和数据的存储单元。23语言处理程序高级语言翻译程序1）解释方式（口译，不产生目标程序）2）编译方式（笔译，产生目标程序）24语言处理程序——高级语言翻译程序1)解释方式解释方式的翻译工作由解释程序来完成。解释程序对源程序进行逐句分析，若没有错误，将该语句翻译成一个或多个机器语言指令，然后立即执行这些指令；若解释时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。解释方式不生成目标程序。如同“口译”数据高级语言源程序解释程序计算结果252）编译方式翻译工作由编译程序完成。如同笔译在纸上记录翻译后的结果。编译程序对整个源程序经过编译处理，产生一个与源程序等价的目标程序；目标程序还可能要调用一些其他语言编写的程序和程序库中的标准子程序，通过连接程序将目标程序和有关的程序库组合成一个完整的可执行程序。执行速度快，修改源程序后都必须重新编译。一般高级语言（C/C++、PASCAL、FORTRAN、COBOL等）都是采用编译方式。目标程序源程序可执行程序编译程序连接程序数据计算结果.C.OBJ.EXE26实用程序完成一些与管理计算机系统资源及文件有关的任务。如WINDOWSXP中“附件/系统工具”中提供了一些实用程序。系统设置软件（不必直接修改注册表）超级兔子软件、Windows优化大师诊断程序（识别并且改正计算机系统存在的问题）控制面板的系统备份程序（备份程序把硬盘上的文件复制到其他存储设备上）“附件|系统工具|”的“备份”反病毒程序文件压缩程序（WINRAR）272.2.2应用软件为某一专门的应用目的而开发的软件称为应用软件。例如：1.办公软件包1.文字处理2.桌面排版3.电子表格4.商务图标5.演示软件常用的办公室软件有Microsoftoffice。282.2.2应用软件2.图形和图象处理软件windows自带附件里的‘图画’是一个简单的图像处理软件。adobephotoshop是目前最流行的图像处理软件292.2.2应用软件2.绘图软件绘图软件主要用于创建和编辑矢量图文件。常用的绘图软件有autoCAD、coreIDRAW等3.动画设计软件3dmax、flash等302.2.2应用软件2.数据库系统3.动画设计软件4.Internet服务软件5.娱乐与学习软件