计算机基础第二章计算机的基本组成及工作原理.

计算机基础第二章计算机的基本组成及工作原理本章学习计算机系统基本知识计算机硬件系统基本知识计算机软件系统基本知识计算机的基本工作原理微型计算机的结构及多媒体技术计算机中数的表示及编码键盘的操作几汉字输入计算机使用的基本知识第二节计算机的基本工作原理计算机的基本工作原理是美籍匈牙利科学家冯.诺依曼（John.Von.Neuman)于1946年提出。基本思想概括为以下三条：计算机由运算器、控制器、存储器、输入、输出设备组成程序和数据在计算机中用二进制数表示计算机的工作过程是由存储程序控制的注意：计算机能够自动完成运算或处理过程是于存储程序和程序控制为基础的，存储程序和程序控制原理是冯.诺依曼思想的核心。1、存储程序与程序控制•程序是为解决某个问题而编制的一系列操作步骤的集合，它可以用高级语言编写也可以由机器指令构成。程序中的每条指令控制计算机完成一定的操作。•指令通常由两部分组成，即操作码和操作数。操作码用来规定指令应进行什么操作，而操作数则表示指令操作的对象。注：因为计算机只能识别二进制数，所以指令都用二进制编码表示，常用十六进制表示。在编写程序时则用符号指令表示，通常把表示指令的符号称为助记符。1、计算机工作过程举例•完成24+53=77运算,并把运算结果保存到地址为100的存储单元.助记符操作码操作数MOVA,18H0111010000011000ADDA,35H0010010000110101MOV[64H],A11110101011001002.3计算机软件系统（P30）•软件系统（SoftwareSystem）是构成计算机系统的各种程序集合.软件可以分为系统软件和应用软件两大类.系统软件是管理、控制和维护计算机并支持应用程序运行的各种软件．通用性和基础性是系统软件的两个特点．系统软件可分为：操作系统、语言处理程序、数据库管理系统和支持软件四大类。应用软件系统软件硬件用户１、操作系统•操作系统（OperatingSystem）管理和控制计算机软、硬件资源的程序；是人（用户）与计算机（机器）的接口•操作系统的五大功能处理器管理——对处理机（CPU）资源的管理存储管理——对内存资源的管理设备管理——对外部设备的管理文件管理——对数据信息资源的管理注意：文件是管理的基本单位作业管理。作业：提交给计算机处理的某个程序、数据等•操作系统的分类与常用操作系统批处理系统分时系统实时系统网络操作系统分布式操作系统批处理系统以作业为对象，连续处理在计算机系统运行的作业流分时系统以一个CPU连接多个终端，轮流为各个终端服务常用：UNIX，LINUX实时系统对外来作用和信号及时作出反应。常用：RDOS网络操作系统由网络服务器向工作站（客户机）提供共享资源服务。常用：NetWareWindowsNT/2000分布式操作系统由多台平等的计算机组成协调工作或共享资源个人电脑（PC机）常用操作系统•DOS（DiskOperatingSystem,磁盘操作系统）单用户单任务通过命令行形式执行任务•Windows95/98单用户多任务通过屏幕“桌面”上的“窗口”形式执行任务２、程序设计语言•机器语言（指令系统）其指令为二进制代码(0、1)，如用00110011……表示相加。用机器语言编写的程序计算机可直接识别，执行速度最快，但可读性、可移植性差•汇编语言用“助记符”代替二进制代码，如用ADDA,B表示两数相加。其程序必须通过翻译程序（汇编程序）翻译成二进制代码后才能执行。机器语言和汇编语言都是“面向机器”的低级语言。•高级语言（面向过程）用英文单词和代数表达式编写程序，最接近人类的自然语言（英语）。如用LETC=A+B表示两数相加。用高级语言编写的程序称为“源程序”。源程序必须经过翻译程序翻译后计算机才能处理。高级语言的翻译程序有两种：解释程序：翻译一句，计算机执行一句。（相当于“口译”）编译程序：将源程序整个翻译成目标程序，再通过“链接程序”生成“可执行程序”，然后交计算机执行。（相当于“笔译”）２、程序设计语言(续）•程序设计语言小结：①低级语言（面向机器语言）机器语言——其程序无需翻译即可被识别，执行速度最快汇编语言——其程序需通过翻译程序（汇编程序）处理常见高级语言种类：BASIC语言——简单易学C语言——编程通用Fortran语言——科学计算Pascal语言——程序设计教学【术语】指令=操作码+操作数（地址码）(操作码不可缺少)②高级语言（面向过程语言）其程序需通过翻译程序（解释程序/编译程序）处理２、程序设计语言(续）•名词：【源程序】用汇编语言或高级语言编写的程序（需经“翻译”处理）【翻译程序】将源程序译成目标程序或可执行指令的程序【目标程序】经翻译程序翻译生成的程序【可执行程序】经连接程序处理过的程序•互相关系MOVA,3ADDA,6A=5,B=4C=B+A*2/B01100100011011目标程序高级语言源程序汇编语言源程序汇编程序编译程序解释程序可执行程序连接程序翻译一句执行一句注意——生成目标程序的条件!4、数据库管理系统•数据库数据库是指存储在计算机内部的，具有较高的数据独立性、较少的数据冗余、数据规范化并且共享数据的集合。•数据库管理系统（DBMS)是一种管理数据库的软件，它能维护数据库，接受和完成用户提出的访问数据库的各种请求。5、支持软件支持软件又称为支撑软件，是指在软件开发过程中进行管理和实施而使用的软件工具，是软件系统的重要组成部分。支持软件包括编辑程序、连接装配程序、诊断程序和调试程序。•编辑程序：使用编辑程序用户可以编辑程序、文件和表格。•连接装配程序：完成连接功能。•诊断程序：用来诊断计算机工作情况。•调试程序：用户调试程序的一种工具。2.3.2、应用软件应用软件是指为解决各类实际问题而设计的程序的有关技术资料。•程序库：主要用于科学计算和统计分析。•软件包：是针对某种应用而设计的应用程序。•套装软件：软件集合。2.4微型计算机硬件系统一、CPU芯片谱系：286386486PentiumPentiumProPentiumIIPentiumIII•型号标识Pentium133MMXPentiumIII550奔腾奔腾II代奔腾III代PentiumMMX(多能奔腾）Celeron（赛扬）CPU主频单位为兆赫（MHz）（决定CPU的运行速度）高能奔腾CPU型号（决定CPU的性能档次）目前最新的CPU芯片为PentiumⅣ（P4），即奔腾四代CPU•Pentium•PentiumIII2.4微型计算机硬件系统（续）二、内存(memory)地址：存储单元的编号两类内存：ROM（只读存储器）特点：所存数据只能读出（调用），不能用一般的方法修改；断电数据不会丢失用途：一般用于存放系统信息RAM（随机存取存储器）特点：新进旧出，断电数据全部丢失只有内存才能与CPU直接交换信息（打交道）内存=ROM+RAM有关内存的几个名词Cache（高速缓冲存储器）用于提高CPU读写速度BIOS（基本输入/输出系统）芯片主机板上最重要的ROM芯片，BIOS是微机启动、自检和运行最基本的软件。FlashMemory（闪速存储器）主机板上用来存放系统软件（如BIOS）且其内容可以升级的特殊存储器。2.4微型计算机硬件系统（续）三、外部存储器软磁盘3.5〃盘，5.25〃盘现代微机一般使用1.44MB的3.5〃盘盘上写保护缺口封上时，可读可写盘上写保护缺口露出时，只能读不能写软盘是外存，软盘驱动器（drive)是I/O设备硬磁盘既是外存，又是I/O设备磁带磁带是外存，磁带机是I/O设备只读光盘（CD-ROM）CD-ROM是外存，CD-ROM驱动器或DVD-ROM驱动器是I/O设备CD-ROM的存储容量一般在650MB左右。以上外存中，存取速度最快是硬盘，其余依次是光盘、软盘、磁带。各种存储器中，存取速度最快的则是内存。2.4微型计算机硬件系统（续）四、输入与输出设备输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、手写板、语音输入设备等输出设备显示器display或monitor打印机（针式，喷墨、激光）Printer绘图仪等既是输入又是输出的设备：软盘驱动器、光盘驱动器、磁带机、调制解调器（Modem）既是输入又是输出又是外部存储器的设备：硬盘用于连接计算机与因特网