1.3计算机系统概述

1.3计算机系统概述计算机系统组成计算机系统由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。硬件是指有形的物理设备，是计算机系统中实际物理装置的总称。软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。硬件是软件的工作基础，软件是硬件功能的扩充和完善。两者相互依存，相互促进。软件与硬件的结合，构成完整的计算机系统。计算机系统组成半个世纪以来，计算机已发展为一个庞大的家族，尽管各种类型的计算机的性能、结构、应用等方面存在着差别，但是它们的基本组成结构却是相同的。现代计算机仍然采用的是冯诺依曼体系结构，硬件系统仍由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备构成。计算机硬件系统组成1、运算器在计算机中，运算器是一种执行部件。其主要任务是完成信息的加工处理。这些处理主要有加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、同或等逻辑运算。2.控制器控制器是计算机的控制中心。主要用来协调计算机的工作，完成程序信息的处理和数据的输入/输出。控制器一般包括：程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序控制电路已及微操作控制电路等组成。3.存储器存储器的主要功能是存放程序与数据。“存储器”有“内存”(主存)和“外存”(辅存)之分，“外存”是存放程序和数据的“仓库”，可以长时间地保存大量信息。内存是计算机运行时的主体，内存位于系统主机板上，直接与CPU交换信息。凡是要运行的数据与程序只有调入内存后方可执行。存储器包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存取存储器）两种。内存储器简称为内存。通常把向存储器存入数据的过程称为写入，而把从存储器取出数据的过程称为读出。（1）随机存储器（RAM）：RAM在计算机运行过程中可以随时读出所存放的信息，也可以随时写入新的内容。（2）只读存储器（ROM）：ROM里的内容只能读出，不能写入。3.存储器•输入设备的任务是输入用户提供的原始信息，并且将其转换为计算机能识别的信息。常用的输入设备有：键盘、鼠标、光笔、扫描仪等。4.输入设备输出设备的任务是将计算机的处理结果以能被人们接受的或能为其他计算机所接受的形式输出。常用的输出设备有：打印机、显示器、绘图仪等。5.输出设备显示器计算机软件定义：从广义上说，软件是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的所有程序合数据的总和。通常按功能分为系统软件和应用软件。系统软件系统软件通常是负责管理、控制和维护计算机的各种软硬件资源，并为用户提供一个友好的操作界面，以及服务于一般目的的上机环境。系统软件指操作系统、语言处理系统、数据库管理系统、系统实用程序，各种工具软件等。应用软件应用软件是专业人员为各种应用目的而开发的软件，是为解决各类实际问题而设计的程序，这些程序是利用高级语言编制或使用应用程序的生成工具来生成的。应用软件可以由用户自己来开发，也可在市场上购买。市售应用软件一般是较为成熟的应用软件。它是系统软件中最核心的组成部分，其主要任务有两个：一是管好计算机系统的全部资源，使它们能充分发挥作用、高效率的工作。二是为计算机系统和用户之间提供接口，使用户利用操作系统提供的功能去使用计算机，进而在用户面前展现的是一台功能强、使用方便的计算机。1、操作系统（1）单用户操作系统，用于系统规模不大又要求完成较广泛任务的场合，（2）多用户操作系统，又称为分时系统，用于多个用户需要同时使用计算机的场合，（3）网络操作系统，用于需要对网络信息进行管理，实现信息共享的场合，（4）实时操作系统，用于在严格时间范围内，对外部请求做出反应，系统具有高度可靠性的场合。1、操作系统用户往往是用某一种程序设计语言来编写程序，也就是常说的源程序。但计算机只能识别二进制信息，语言处理程序的实质就是完成翻译计算机各种语言的一组程序。其主要任务是对用户使用的各种语言进行处理，进而使计算机能完成用户以各种语言所描述的任务。在软件分类中，除了将语言处理程序划分为系统软件外，各种程序设计语言也被视为系统软件。在计算机应用中，程序设计语言主要包括以下种类。2.语言处理程序（1）机器语言：是一种用二进制形式表示的，并且能够直接被计算机硬件识别和执行的语言。机器语言与计算机的逻辑结构相关，也就是说，机器语言因计算机不同而异。利用机器语言编写的程序称之为机器语言程序。机器语言的缺点是：不易书写，可阅读性差，出错也不易修改。（2）汇编语言：是一种将机器语言符号化的语言，它用形象、直观、便于记忆的字母、符号来代替数字编码的机器指令。汇编语言的语句与机器指令一一对应，不同的计算机具有不同的汇编语言。用汇编语言写的程序称为汇编语言程序。例如：Nasm、Masm、Tasm等都属于汇编语言程序。2.语言处理程序（3）高级语言：是一种与具体计算机逻辑结构不相关的，表达方式接近于被描述的问题的程序设计语言。高级语言程序具可书写性和可阅读性强等优点。高级语言程序在计算机并不能直接执行，需要利用编译程序或解释程序将其翻译成机器语言程序后再执行。例如：Basic、Fortran、Pascal、C语言、Delphi、C++、Java等都属于高级语言程序。（4）面向对象语言：是当今软件开发的主流方法和技术。面向对象语言具有的抽象性、封装性、模块性、继承性和多态性，以及支持自顶向下和自底向上的软件开发风范和良好的可维护性日益被人们重视。2.语言处理程序应用软件应用软件是指计算机用户自己开发或外购的满足用户各种需要的应用软件，例如:科学计算、工程设计、数据处理、事务管理、过程控制，如大家熟知的文字处理软件WPS，WORD、电子表格EXCEL、计算机辅助设计软件CAD、统计软件SPSS等。计算机系统主要性能指标1、字长2、时钟频率（主频）3、运算速度4、存取周期5、存储容量6、外部设备机箱机箱是主机的保护壳，是主机骨架，它坚实的外壳，起到了防压、防尘、防冲击、防电磁干扰等作用。有卧式机箱和立式机箱两种。目前较流行的是立式机箱。立式机箱卧式机箱内部构造电源电源的作用是将交流市电220V变换成计算机所需的各种低压直流电。主板是一块印刷电路板，是中央处理器（即CPU）与其他部件连接的桥梁。主板上主要包括CPU插座、内存插槽、外设接口插座、串行和并行端口等几部分。主板主板中央处理器中央处理器（CPU）也称为微处理器，是一块超大规模集成电路芯片，是计算机的“心脏”。中央处理器主要由控制器、运算器等部件构成。内存储器外存储器硬盘的存储介质是若干个刚性磁盘片，因此叫做硬盘。光盘是通过光学方式读取和记录信息的。外存储器将一个镀有磁化材料的盘片封装在一个护套内而构成软盘。闪存具有体积小、重量轻、读写速度快、断电后资料也可以保存的特点。扫描仪是常用的图像输入设备。鼠标可以在屏幕中灵活地移动光标，选择各种操作和命令。键盘是计算机最常用、最主要的输入设备。输入设备打印机是把计算机处理信息的结果打印出来的设备。显示器是将电信号转换成可视信号的设备。输出设备是将计算机中存储的文稿、图片等资料打印出来，以方便使用。分为针式打印机、喷墨打印机和激光打印机。打印机显示卡也叫显卡，是连接主板与显示器的适配卡，主机对显示屏幕的任何操作都要通过显示卡控制。显卡音箱音箱是多媒体计算机不可缺少的声音输出设备小结通过本节课学习要掌握计算机硬件系统的组成部分；了解计算机软件系统的构成，了解微机的基本配置。作业P23一、2、3、4、5、6、7二、3、4、5