计算机系统概述
计算机系统概论
量子计算与未来展望
量子计算
量子计算是一种基于量子力学原理的计算方式，具有超强的并行计算能力和高度加密的安全性。量子计算的应用 前景广阔，包括化学模拟、优化问题求解、密码学等。
未来展望
随着人工智能、大数据、云计算和量子计算等技术的不断发展，计算机系统的未来将更加智能化、高效化和安全 化。同时，计算机系统的发展也将对人类社会的各个方面产生深远影响，如工业自动化、智慧城市、生物信息学 等。
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计算机病毒Leabharlann 型常见的计算机病毒类型包括蠕虫病毒、木马病毒、 宏病毒等，它们具有不同的传播途径和破坏行为。
3
计算机病毒防护
防护计算机病毒的措施包括安装防病毒软件、定 期更新病毒库、不随意打开未知来源的邮件和链 接、定期备份数据等。
网络攻击与防护
网络攻击定义
网络攻击是指利用网络漏洞或恶意行为对计算机系统进行破坏或窃取信息的行为。
大数据与云计算
大数据
大数据是指数据量巨大、复杂度高、处理速度快的数据集合。大数据技术的应用 包括数据挖掘、数据分析、数据可视化等，有助于企业做出更明智的商业决策。
云计算
云计算是一种基于互联网的计算方式，通过虚拟化技术将计算资源（如服务器、 存储设备、数据库等）汇聚到一个虚拟的云中，然后通过网络对外提供服务。云 计算的应用包括云存储、云桌面、云服务等。
网络协议与体系结构
OSI参考模型
01
开放系统互联参考模型，分为七个层次，分别为物理层、数据
链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。
TCP/IP协议族
02
传输控制协议和互联网协议，是互联网的核心协议，包括IP、
计算机系统概述
计算机系统概述
1 什么是计算机系统
计算机系统是指由计算机和辅助设备构成的用于处理数据和控制
设备的系统网络。
它是由若干部件组成的、能够自举完成复杂任务的
应用软件的统称。
计算机系统的主要组成部分是计算机硬件和软件。
计算机硬件包
括处理器、存储器和输入/输出设备等，它们组合成一个复杂的网络系统，并可以使用户通过计算机调用相应的软件实现某项任务。
计算机
软件是处理和控制计算机硬件运行的程序集合，它提供不同操作系统
下程序运行、文件系统访问和网络通信等系统功能。
2 计算机系统的应用
计算机系统的应用非常广泛，有助于完成复杂的科学及工程计算
任务，以及信息整理、资料处理、资源调度、控制和调节许多实际系
统中的过程等。
它还可以用于模拟、仿真不同系统和环境，并分析结果，从而帮助人们解决各种问题。
此外，计算机系统还在教育和娱乐等方面发挥着重要作用。
如今，计算机系统已日趋成熟，也已被越来越多的事业组织所采用。
3 计算机系统的发展
随着电子技术的发展，计算机系统发展迅速。
由于计算机系统配
备的硬件和软件能够自举完成复杂任务，它极大地提高了人们工作和
生活的效率。
今天，计算机系统已成为推动工业及其他社会部门发展
的重要工具，许多工作现在都可以按照计算机系统设计的方法来完成。
在未来的发展中，计算机系统将会持续发展并承担更多的社会责任。
比如：计算机系统将可以帮助分析和处理众多的大数据，有助于
我们更好的了解世界，挖掘有价值的知识，实现社会发展的进步。
计算机统系基础知识
常见操作系统介绍
Windows
Linux
macOS
Android
由微软公司开发的视窗操作 系统，具有图形化用户界面 和丰富的应用软件支持，广 泛应用于个人计算机和服务
器等领域。
一种自由和开放源代码的类 UNIX操作系统，具有高度的 可定制性和灵活性，被广泛 应用于服务器、移动设备、
嵌入式系统等领域。
第四代计算机（1971年至今）
采用大规模和超大规模集成电路作为主要元件，计算机的性能得到极 大提升，应用领域也进一步扩展。
计算机系统的应用领域
数据处理
用于对数据进行收集、存储、 加工和传输等操作，如企业管 理、金融分析等。
人工智能
用于模拟人类的智能行为，如 语音识别、图像识别等。
科学计算
用于解决各种复杂的数学问题 和科学问题，如天气预报、基 因测序等。
和管理大量数据。
DBMS的组成包括数据库引擎、 数据库管理工具和应用程序接口
等。
根据数据模型的不同，数据库可 以分为关系型数据库（如MySQL、 Oracle）和非关系型数据库（如
MongoDB、Redis）等。
常见数据库介绍及SQL语言基础
常见的关系型数据库包括 MySQL、Oracle、SQL Server等，非关系型数据库包 括MongoDB、Redis、 Cassandra等。
用于管理计算机网络，包括网 络设备的配置、网络故障的诊
断和修复等。
应用软件
办公软件
用于处理文档、制作报表和幻灯片等，如 Microsoft Office、WPS Office等。
视频编辑软件
用于处理和编辑视频，如Adobe Premiere Pro、Final Cut Pro等。
计算机系统的基本概念
计算机系统的基本概念计算机系统是由硬件和软件组成的。
硬件包括计算机的物理部件，例如中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入输出设备等。
软件包括操作系统、应用软件和程序，用于控制和管理硬件资源，实现各种功能和任务。
计算机系统的基本概念包括以下几点：1. 中央处理器（CPU）：负责执行计算机指令的核心部件，可以进行算术、逻辑、控制和数据传输等操作。
2. 内存（Memory）：用于存储计算机程序和数据的地方，是临时存储空间，可以快速读取和写入数据。
3. 输入输出设备（IO）：用于与计算机系统进行交互的设备，例如键盘、鼠标、显示器、打印机等。
4. 操作系统（OS）：负责管理和控制计算机硬件资源，提供用户接口和各种系统服务，例如文件管理、进程管理、内存管理等。
5. 文件系统（File System）：用于管理和组织文件的软件系统，提供文件的存储、访问和管理功能。
6. 网络：用于连接多台计算机系统，实现数据交换和通信，例如局域网（LAN）、广域网（WAN）等。
7. 编程语言（Programming Language）：用于编写计算机程序的语言，例如C、Java、Python等。
8. 数据库管理系统（Database Management System，DBMS）：用于管理和组织大量结构化数据的软件系统，提供数据的存储、查询和管理功能。
9. 并行计算（Parallel Computing）：利用多个处理器或计算节点同时执行任务，提高计算速度和效率。
10. 信息安全（Information Security）：保护计算机系统和数据免受未授权访问、恶意攻击和数据泄露的安全措施。
这些基本概念是理解和学习计算机系统的重要基础。
计算机系统概述
用户要求
• 要求： • 一 、5000元左右，可浮动500元； • 二 、最好是六核心的CPU，四核也行； • 三 、显示器要二十寸以上的； • 四 、主要是用来玩穿越火线等游戏，平时
还会用来搞ＣＡＤ设计。
配置实例
• CPU AMD 羿龙 II X6 1055T(盒）
1050
• 主板 华擎 970 Extreme4
2. 应用软件
• 应用软件是指操作系统以外能实现一些特 定功能的软件，人们日常工作和生活中使 用的Office办公软件、Photoshop图像处理 软件和Dreamweaver网页制作软件等都属 于应用软件的范畴。按软件功能的不同可 将常见应用软件按如图所示进行分类。
2. 应用软件
• 常见的一些应用软件
1.1 计算机系统的组成
• 计算机系统由硬件系统和软件系统两部分 组成，硬件系统是指组成计算机的硬件设 备，包括CPU、主板、内存、显示器和硬 盘等；软件系统是指运行于硬件系统之上 的计算机程序，通过对硬件设备进行控制 和操作来实现一定的功能。软件系统的运 行需要建立在硬件系统都正常工作的情况 下。
2. 存储器
• 存储器用来存放计算机中的数据，存储器 分为内存储器和外存储器。内存储器又叫 内存，其容量小、速度快，用于存放临时 数据；外存储器的容量大、速度慢，用于 存放计算机中暂时不用的数据。外存储器 的典型代表就是每台电脑必备的硬盘。
3. 输入设备
• 输入设备是指将数据输入到计算机中的设 备，人们要向电脑发出指令，就必须通过 输入设备进行。在计算机产生初期，输入 设备是一台读孔的机器，它只能输入“0”和 “1”两种数字。随着高级语言的出现，人们 逐渐发明了键盘、鼠标、扫描仪和手写板 等输入设备，使数据输入变得简单也更容 易操作了。
第一章 计算机系统概论
1．2．1 计算机硬件 ． ．
1．运算器 ． 用于信息加工的部件，又称执行部件。它对数据信息进行算术运算 和逻辑运算。它由算术逻辑部件 ALU 和一系列寄存器组成。 算术运算指加、减、乘、除和其他复合运算，逻辑运算指与、或、 非、异或、比较、移位。 运算器包含多个寄存器，称为通用寄存器组，使用它们可减少访问 存储器的次数，提高运算速度。寄存器用于存放运行指令和运算操作 数，累加器除了存放运算操作数外，还存放中间结果和最终结果。 计算机采用二进制计数。二进制 二进制的运算规律非常简单，易于用物 二进制 易于用物 理的方式实现。 理的方式实现 二进制数的位数越多，计算精度就越高，但是位数越多，所需的电 子器件也越多。计算机运算器的运算宽度（ 机器字长 ） 通常为 8×2n 计算机运算器的运算宽度（机器字长） 计算机运算器的运算宽度 × （n 为自然数，目前最大为 3），即 8 位、16 位、32 位或 64 位。 即
9
1．2．1 计算机硬件 ． ．
指令和数据均以二进制信息形式存放在内存，按读取时间和存放 空间区分。取指周期中从内存中读出的信息流是指令流，它流向控制 取指周期中从内存中读出的信息流是指令流， 取指周期中从内存中读出的信息流是指令流 执行周期中从内存中读出的信息流是数据流 它流向运算器。 数据流， 器；执行周期中从内存中读出的信息流是数据流，它流向运算器 3．存储器 ． 存放程序和数据。分为若干个带地址的存储单元，数据以二进制 方式按地址存储。 读写过程：传送存储单元地址 → 地址译码器译码 → 选中存储单 元 → 从存储单元读出数据或向存储单元写入数据。 主板上的存储器为半导体触发器，每一个存储元（触发器）可存 储一位二进制信息。一个半导体触发器的 Q 输出端有两种电平状态， 输出高电平为 “1”，输出低电平为 “0”，通过输入端电平和时钟的控 制可改变触发器的输出状态，分别输出 “1” 或 “0”。
计算机系统概述
第1章计算机系统概述信息化是当今社会发展的主流，信息技术是当今世界崭新的生产力，信息产业也已成为当今全球第一大产业，计算机技术则是重要支柱。
随着计算机科学技术的发展和应用，以及它对人类社会产生的巨大影响，“掌握和应用计算机”的能力已成为当今衡量个人素质高低的重要标志。
通过本章的学习，除对计算机有基本的认识外，也为后面了解计算机的相关知识打下良好基础。
1.1 计算机的基本知识1.1.1 计算机的发展历程1．第一台电子计算机第一台电子计算机于1946年2月在美国诞生，称为“埃尼阿克”（Electronic Numerical Integrator and Calculator，ENIAC），即电子数值积分计算机。
它具有计算速度快、精度高、能按给定的程序自动计算等特点。
ENIAC共用了18 000多只电子管，重量达30吨，占地170平方米，每小时耗电150千瓦，真可谓“庞然大物”，它不仅存储容量小，而且全部指令还没有存放在存储器中；它的操作相当复杂，稳定性差，它采用线路连接的方法编排程序，每次解题都要靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。
但在当时，这台计算机的运算速度是惊人的，每秒钟能做5000次加法运算，3毫秒便可进行一次乘法运算，与手工计算相比大大加快了，60秒钟射程的导弹弹道计算时间由手工计算的20分钟缩短到30秒，它开创了计算机的新纪元，把人们从奴隶般的计算中解放出来了。
2．冯·诺依曼结构计算机针对ENIAC在存储程序方面存在的致命弱点，美籍匈牙利数学家冯·诺依曼（John V on Neumann）于1946年6月提出了一个“存储程序”的计算机方案。
这个方案包含三个要点：•采用二进制数的形式表示数据和指令。
•将指令和数据按执行顺序都存放在存储器中。
•由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备5大部分组成计算机。
其工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”，就是通常所说的“顺序存储程序”的概念。
计算机系统结构图
输入输出设备
作用
输入输出设备用于输入数据和命 令，以及输出结果。
组成
输入设备包括键盘、鼠标、触摸 屏等，输出设备包括显示器、打
印机等。
工作原理
输入输出设备通过接口与计算机 连接，将输入的数据转换为计算 机能识别的二进制码，将输出的 结果转换为人们能理解的格式。
总线与接口
作用
总线是计算机系统中各部件之间进行数据传输的通道，接口是连接 各部件与总线的接口。
们更好地理解计算机系统的设计和运作。
在项目管理中的应用
项目规划
在项目管理中，可以使用计算机系统结构图来规划项目的 组成和运作流程，以便更好地进行资源分配和进度控制。
风险管理
通过分析计算机系统结构图，可以识别出项目中的潜在风 险，从而提前采取相应的风险应对措施。
系统集成
在大型项目中，各个子系统之间的集成和协同工作非常重 要。计算机系统结构图可以用来描述这些子系统之间的关 系和集成方式。
根据操作系统，计算机系统可以分为 Windows、Linux和Mac OS等。
根据使用目的，计算机系统可以分为 服务器、工作站和个人计算机等。
02
计算机硬件系统
中央处理器
作用
中央处理器（CPU）是计算机系 统的核心，负责执行程序中的指
令并处理数据。
组成
CPU主要由运算器和控制器组成， 运算器负责执行算术和逻辑运算， 控制器负责控制计算机的各个部件 协调工作。
使用其他工具制作结构图
1 2 3
AutoCAD
AutoCAD是一款专业的CAD绘图工具，适合制 作各种类型的计算机系统结构图，包括电气、管 道、钢结构等。
亿图图示
亿图图示是一款全能的绘图工具，支持制作各种 类型的系统结构图，包括流程图、组织结构图、 网络拓扑图等。
第1章 计算机系统概述
2．运算器 运算器是对信息或数据进行处理和运算的部件
，经常进行的运算是算术运算和逻辑运算。
息的存储和交流的中心。 4．输入设备 输入设备用于输入原始数据和程序等信息。 常用的输入设备有键盘、鼠标、光电输入机 等。
3．存储器 存储器用来存储程序和数据，是计算机各种信
5．输出设备 输出设备用于输出计算结果和各种有用信息
第13页 2012年6月11日星期一
第1章
计算机系统概述
1982年采用大、中规模集成电路研制成16位 的DJS-150机。 1983年国防科技大学推出向量运算速度达一亿 次的银河I巨型计算机。1992年向量运算速度达10亿 次的银河Ⅱ投入运行。1997年银河Ⅲ投入运行，速 度为130亿次每秒，内存容量为9.15GB。 1999年具有世界水平的大规模并行计算机系统 神威I号研制成功，其最高运算速度达每秒3840亿次 浮点运算。 2002年，国内第一台万亿次超级计算机——联 想深腾诞生。
（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输 入设备、输出设备五大部件构成。
（2）采用存储程序的方式，将程序和数据放 在同一存储器中，参加运算。 （3）采用二进制码表示数据和指令。 （4）指令由操作码和地址码组成。
（5）以运算器为中心，输入输出设备与存储 器间的数据传送都通过运算器。
第6页 2012年6月11日星期一
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第1章
2. 按用途分类：
计算机系统概述
通用计算机 ：功能齐全、通用性强 ；
专用计算机 ：功能单一、可靠性高，作为军 事、工业控制等方面的专用设 备；
一般所讲的计算机都是通用计算机 。
3. 按计算机的规模分类： 巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。
计算机系统的概述
第1章计算机系统概述计算机—Computer,如何正确理解“计算机”这个术语呢？凡是能完成以下三类工作的机器就是计算机：①能接受程序和数据的输入，并存储起来；②能按照存储的程序对输入的数据进行自动处理并得出结果；③能把结果输出。
所以，计算机是一种能够接收信息，存储信息，并按照存储在其内部的程序(这些程序是人们意志的体现)对输入的信息进行加工、处理，得到人们所期望的结果，然后把处理结果输出的高度自动化的电子设备。
1.1 计算机系统的硬件与软件1.1.1 计算机硬件和软件的概念硬件(Hardware)，是指计算机系统中实际装置的总称。
它可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，或由它们组成的计算机部件或整个计算机硬件系统。
计算机的硬件由输入设备、输出设备、运算器、控制器和存储器五部分组成。
计算机软件是指在计算机硬件上运行的各种程序以及有关的文档资料，例如操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、数据库管理系统、专用软件包、各种维护使用手册、程序流程图和说明等。
1.1.2 计算机的硬件计算机的硬件是指组成一台计算机的各种物理装置,它们是由各种实实在在的器件组成的,是计算机进行工作的物质基础。
计算机的硬件由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五部分组成。
1.输入设备输入设备（input equipment）的功能是从计算机外部把信息和处理这些信息的程序通过输入接口输入到计算机的存储器中。
键盘(keyboard)和鼠标器(Mouse)是最常用的输入设备。
其它输入设备还有：扫描仪(scanner)、数字化仪(digitizer)、光笔(light pen)、条形码扫描器(barcode scanner)、触摸屏、各种模－数(A/D)转换器、数码相机等。
⒉输出设备和外围设备输出设备（output equipment）的功能是用来输出计算机的处理结果。
最常用的输出设备是显示器(display)和打印机(printer)，还有绘图仪(plotter)、X-Y 记录仪、音箱、各种数－模(D/A)转换器等。
1 计算机系统概论
输出设备用来输出计算机的处理结果。可以是数字、
字母、表格、图形等。
计算机硬件的组成框图
CPU（包括运算器和控制器） 存储器 ROM RAM 输入/输出设备(I/O设备) 运算器 和控制 总线 器 DB—DATA BUS CPU AB—ADDRESS BUS CB—CONTROL BUS
计算机硬件系统组成
22
1.3 什么是硬件?什么是软件?两者谁更重要? 为什么？ 答：硬件是计算机系统的实体部分，它由看得 见摸得着的各种电子元器件及各类光、电、机 设备的实物组成，包括主机和外部设备等。 软件是指用来充分发挥硬件功能，提高机器 工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算 机系统工作的程序集合，是无形的。 硬件和软件是不可分割的统一体，前者是后 者的物质基础，后者是前者的“灵魂"，它们 23 相辅相成，互相促进。
软件部分 硬、软界面 硬件部分
操作系统软件层（操作系统） 指令系统层（指令系统） 微体系结构层（微程序控制器） 数字逻辑层（硬件逻辑部件）
计算机系统的层次结构
站在不同层次上编程的程序员所看到的计算机属性各不相同。
计算机系统的层次结构 （2）软件和硬件逻辑上的等价性
计算机系统以硬件为基础，通过软件扩充其功能，并以执 行程序方式体现其功能。硬件完成最基本的功能，而复杂 的功能则通过软件实现。计算机是一个软件和硬件结合的 整体系统。
计算机的语言简介
自然语言：人类相互交流信息所用的语言。 高级语言：一种和自然语言接近并能为计算机接受 的语言，这种语言被称为计算机的高级语言。 汇编语言：符号式程序设计语言，属于低级语言。 机器语言：机器能执行的语言，这种语言被称为机器 语言（由二进制代码表示的指令组成）。
计算机系统的概述
计算机系统的概述•计算机硬件系统•计算机软件系统•计算机网络系统目录•计算机系统的应用•计算机技术的发展趋势•计算机系统的安全问题CHAPTER计算机硬件系统中央处理器作用CPU主要由运算器和控制器组成，运算器负责执行算术和逻辑运算，控制器负责控制计算机的各个部件协调工作。
组成发展组成内存储器主要由RAM（随机存取存储器）和ROM（只读存储器）组成，RAM是常用的存储器类型，可以随时读写数据，ROM则主要用于存储固件和重要数据。
作用内存储器是计算机系统中的临时存储器，用于存储程序和数据，以便CPU快速访问。
性能内存储器的性能对计算机系统的整体性能有着重要影响，如内存的速度和容量都会直接影响计算机的运行速度和数据处理能力。
内存储器输入输出设备组成发展作用作用发展计算机的体系结构CHAPTER计算机软件系统操作系统操作系统定义操作系统功能常见操作系统程序设计语言定义程序设计语言分类程序设计语言发展程序设计语言03常见数据库管理系统数据库管理系统01数据库管理系统定义02数据库管理系统功能应用软件030201CHAPTER计算机网络系统网络拓扑结构所有节点共享一条总线，易于安装、维护，但单个故障可能导致整个网络瘫痪。
总线型拓扑星型拓扑环型拓扑网状拓扑所有节点连接到一个中心节点，易于扩展和管理，但中央节点负担重，易成为瓶颈。
节点形成一个闭环，数据传输方向单一，传输效率高，但单个故障可能导致整个网络瘫痪。
节点之间存在多条通信路径，可靠性高，但结构复杂，管理和维护难度大。
网络协议TCP/IP协议HTTP协议DNS协议FTP协议互联网物联网互联网与物联网网络的安全与防护CHAPTER计算机系统的应用科学计算计算机系统在科学研究和工程设计中发挥着重要作用，可以进行大规模数值计算、模拟实验和分析，提高研究效率和精度。
工程设计计算机系统可以辅助工程设计，如CAD、CAE等软件可以进行各种工程图纸的设计、分析和优化，提高设计质量和效率。
计算机系统结构(ComputerArchitecture)
02 中央处理器(CPU)
CPU的基本组成
运算器
执行算术和逻辑运算操作，处理数据。
寄存器
存储数据和指令，提供快速访问。
控制器
控制计算机各部件协调工作，发出控制信号。
指令集
一组指令集合，用于实现计算机的基本操作。
CPU的主要功能
数据处理
执行算术和逻辑运算，处理数据。
指令执行
解释和执行程序中的指令。
通道方式：通过独立的通道处 理输入输出操作，提高系统的 效率。
I/O设备的发展趋势
高速化
提高设备的传输速度，满足大数据处理的需 求。
智能化
设备具有更高的自主性和智能性，能够自动 完成更多的任务。
网络化
设备通过多个设备共享物理设备 的资源，提高设备的利用率。
CPU的发展趋势
多核化
通过增加核心数量提高处理能力。
并行化
采用多线程、多进程等技术提高并行 处理能力。
微处理器定制化
根据特定应用需求定制处理器。
节能环保
降低功耗，提高能效比，实现绿色计 算。
03 存储器系统
存储器的基本组成
数据存储单元
用于存储二进制数据，通常由晶体管组成。
地址存储单元
用于存储存储单元的地址，通过地址码来识别存 储单元。
计算机系统结构 (computerarchitecture)
contents
目录
• 计算机系统概述 • 中央处理器(CPU) • 存储器系统 • 输入输出系统(I/O) • 计算机系统结构的发展趋势
01 计算机系统概述
计算机系统的基本组成
01
02
03
硬件
包括中央处理器、存储器、 输入输出设备等，是计算 机系统的物理基础。
计算机系统的理解
计算机系统的理解
计算机系统是指由硬件和软件组成的，能够进行数据处理、存储和传输的系统。
它由多个层次和组件组成，包括硬件、操作系统、应用程序和用户界面等。
在计算机系统中，硬件是指计算机的物理组件，包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入输出设备等。
硬件是计算机系统的基础，它们通过电子信号的传输与处理实现计算和存储。
操作系统是计算机系统的核心组件，它负责管理和控制计算机的各种资源，如处理器、内存、硬盘、输入输出设备等。
操作系统提供了统一的接口，使得不同的应用程序能够在计算机上运行并相互协作。
常见的操作系统有Windows、Linux、macOS等。
应用程序是计算机系统的用户界面，它们是用户直接与计算机进行交互的工具。
应用程序可以是办公软件、图像处理软件、游戏等，它们通过操作系统提供的接口与硬件进行通信，并完成特定的任务。
计算机系统的理解不仅仅局限于硬件和软件的组成，还包括计算机的工作原理和数据处理方式。
计算机系统采用二进制表示数据，通过输入、运算、输出的过程来处理数据。
计算机系统还包括存储器层次结构，包括寄存器、缓存、主存和辅助存储器等，用于存储和访问数据。
此外，计算机系统还涉及到计算机网络的概念。
计算机网络是多台计算机通过通信设备连接起来，可以共享资源和信息。
计算机网络可以是局域网、广域网或互联网，它们通过传输协议实现数据的传输和共享。
总之，计算机系统是一个复杂的系统，它由硬件和软件相互结合，通过数据的输入、运算和输出来实现各种功能。
了解计算机系统的原理和组成，对于学习和使用计算机技术都非常重要。
计算机系统-概述
计算机系统-概述1.信息⽂本⽂件：只由ASCII字符构成的⽂件⼆进制⽂件：所有其他⽂件区分不同数据对象的唯⼀⽅法：根据字节序列的上下⽂2.编译过程从源⽂件到可执⾏⽬标⽂件，执⾏：gcc -o hello hello.c分为四个阶段：预处理阶段：预处理器（cpp）修改原来的C程序，得到hello.i⽂件编译阶段：编译器（ccl）将hello.i⽂件翻译成hello.s⽂件，包含汇编语⾔程序汇编阶段：汇编器（as）将hello.s⽂件翻译成机器语⾔指令，将指令打包并保存在hello.o⽂件中链接阶段：将其他预编译好的⽬标⽂件合并到hello.o⽂件中，得到hello可执⾏⽂件3.处理器读取并解释指令3.1 硬件组成1. 总线：携带信息字节并在各个部件之间传递2. I/O设备：键盘、⿏标、显⽰器、磁盘，通过控制器或适配器和I/O总线相连控制器：I/O设备本⾝或系统的主板适配器：插在主板插槽上的卡3. 主存：临时存储设备，物理上看，由⼀组动态随机存取存储器芯⽚组成，逻辑上看，是⼀个线性的字节数组4. 处理器：解释或执⾏存储在主存中指令的引擎，核⼼是程序计数器（PC）CPU的⼀些操作如下：加载：主存 -> 寄存器存储：寄存器 -> 主存操作：复制两个ALU（算术逻辑单元）的内容到寄存器并做算术运算，将结果保存到⼀个寄存器中跳转：从指令中抽⼀个字，复制到PC中，覆盖原来的值3.2 程序的运⾏1. shell程序等待我们输⼊指令，然后将我们输⼊的"./hello"字符逐⼀读⼊寄存器，再存放到内存2. 敲回车后，shell程序得知命令输⼊结束，执⾏⼀系列指令加载可执⾏⽂件，将hello⽬标⽂件中的代码和数据从磁盘复制到内存3. 处理器执⾏main程序中的机器语⾔指令，将要输出的字符串中的字节从主存复制到寄存器⽂件，再从寄存器⽂件复制到显⽰设备，最终显⽰在屏幕上4.缓存为什么需要缓存？因为从磁盘上读取数据的时间要远远⼤于主存中的时间，寄存器的速度⼜⽐主存快100倍，⽽且随着半导体技术进步，差距还在增⼤，针对这种差异，将处理器近期可能会需要的信息存储在⾼速缓存，让⼤部分的内存操作在缓存中完成5.存储设备层次结构从上到下，访问速度越来越慢，容量越来越⼤：L0：寄存器L1⾼速缓存L2⾼速缓存L3⾼速缓存主存本地磁盘远程存储上⼀层的存储器作为低⼀层的⾼速缓存6.操作系统应⽤程序和硬件之间的⼀层软件，有两个功能：1. 防⽌硬件被失控的软件滥⽤2. 向应⽤程序提供简单⼀致的机制控制硬件设备6.1 进程操作系统对⼀个正在运⾏的程序的抽象上下⽂：操作系统保持跟踪进程运⾏所需的所有状态信息上下⽂切换：保存当前进程的上下⽂，恢复新进程的上下⽂，将控制器交给新的进程6.2 线程⼀个进程由多个称为线程的执⾏单元组成，线程之间共享全局数据和代码6.3 虚拟内存抽象概念，提供了⼀个假象，每个进程都在独占使⽤内存，每个进程看到的内存都是⼀致的，称为虚拟地址空间。
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2008年7月 年 月
1
第1章
计算机系统概述
1.1 计算机系统的组成 1.2 硬件系统的基本结构 1.3 计算机选购指南 1.4 组装和维护的基本常识
2
1.1 计算机系统的组成
3
1.2 硬件系统的基本结构
主板 内存 基本输入设备 基本输出设备
4
1.3 计算机选购指南
品牌机的选购 通常从这几方面来比较：配置与价格、 通常从这几方面来比较：配置与价格、易 用性与外观、售后服务与技术支持等 用性与外观、 兼容机的选购 首先要考虑各配件的稳定 性，其次考虑配 件组合后的稳定性， 件组合后的稳定性，最后才决定选购什么 档次的配件。 档次的配件。 笔记本电脑的选购 首先明确自身需求,其次明确购买预算。 首先明确自身需求,其次明确购买预算。 再次了解市场行情,最后把握售后服务。 再次了解市场行情,最后把握售后服务。
5
1.4 组装和维护的基本常识
严禁带电插拔微机的插头和卡 插卡插到槽后要检查是否平整，不得歪斜 内存条插到插槽后，其两头的小孔应卡进槽架的定位 凸柱上 各种电缆要认清上面的标记（电缆边上的色标）和插 座上的数字记号，不要插反，特别是直流电源插头更 要小心 检查所配设备使用的电源是否与供电电压一致 当所有配件安装好，应反复检查无误后，即可接通电 源，开始验机 第一次开机需要进入CMOS SETUP（CMOS设置） 整机安装好后，最好连续考机72小时，质量较差的部 件很可能在这段时间内就会暴露出问题来
6