第二章 计算机系统组成
第二章 计算机系统
图2.2 计算机组成结构图
• 1. 运算器 • 运算器由算术逻辑单元（Arithmetic and Logic Unit ,ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算 术逻辑运算单元的的主要功能是算术运算和逻辑运算。 ※ 算术运算是指各种数值运算，比如：加、减、乘、除等。 ※ 逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算，比如：与、或、 非、比较、移位等。 • 计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。 运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据送回存 储器或暂存在运算器中的寄存器。
表2.2 内、外存特点对比
• （1）内存储器 • 内存储器（简称内存）包括高速缓存（Cache）和主存储 器，主存储器又包括随机存储器（Random Access Memory， RAM ）和只读存储器（Read only Memory，ROM )。计算 机运行前，程序和数据由输入设备或外存送入内存，运算 开始，内存不仅要为其他部件提供信息，而且要保存运算 的中间结果和最终结果。 • CPU只与内存直接交换数据，内存的性能与容量直接影响 计算机的运行速度。
第2章 计算机系统
• • • •
2.1 2.2 2.3 2.4
计算机发展历程 计算机系统概述 微型计算机硬件组成 平板电脑
4
2Hale Waihona Puke 1 计算机发展历程20世纪中期以来，电子技术迅速发展，计算 机所采用的元器件经历了电子管、晶体管、集成 电路（IC）和超大规模集成电路（VLSI）四个阶 段，当今计算机技术正朝着巨型化、微型化、网 络化和智能化方向发展。表2.1是对计算机各个 发展阶段的概括。从目前计算机的研究情况可以 看到，未来计算机将有可能在超导计算机、光子 计算机、生物计算机、量子计算机等方面的研究 领域上取得重大的突破。
第2章微型计算机系统的组成及工作原理
2.5.6 ISA总线的定义与应用
2. ISA总线的信号线定义 ——98芯插槽，包括地址线、数据线、控制线、时钟和电源线 (1)地址线：SA019和LA1723 (2)数据线：SD015 (3)控制线：AEN、BALE、 IOR 和 IOW、 SMEMR和 SMEMW
MEMR 和 MEMW、 MEM CS16 和 I/O CS16 、SBHE
2.1.2 微机系统的软件配置
系统软件、工具软件、应用软件、用户应用程序
.3 微机系统中的信息流与信息链
1. 微机系统中信息流与信息链的构成 信息流：存储器中的数据、程序代码；接口寄存器中的I/O数据、 状态、I/O命令 信息链：信息流在系统中流动的路径； 包括物理(硬件)环节和逻辑(软件)环节 2. 微机系统中信息流与信息链 ——早期微机系统/现代微机系统中的信息链 3. 研究信息流与信息链的意义 ——通过信息流从整体上认识微机体系结构和组成微机系统的各 部件之间的关系
2.5.7 现代微机总线技术的新特点
3. 总线桥 (1) 总线桥 ——总线转换器和控制器，是两种不同总线间的总线接口 内部包含兼容协议及总线信号和数据缓冲电路；把一条总线映 射到另一条总线上 北桥：连接CPU总线和PCI总线的桥 南桥：连接PCI总线和本地总线(如ISA)的桥 (2) PCI总线芯片组 ——实现总线桥功能的一组大规模集成专用电路 保持主板结构不变前提下，改变这些芯片组的设计，即可适应 不同微处理器的要求 4. 多级总线结构中接口与总线的连接
2.4 I/O设备与I/O设备接口
2.4.1 I/O设备及其接口的作用
1. I/O设备的作用 2. I/O设备接口的作用——连接与转换
2.4.2 I/O设备的类型及设备的逻辑概念
第二章 计算机系统基础知识
单位时间内系统完成的工作量
用户提交作业到执行后改作业返回给用户所 需要的时间
WEI 坚持不懈 奋勇向前
性能指标
分类 内存的主要技术
指标
鼠标的主要技术 指标
硬件系统基础
指标 存储容量 存取时间 存储周期 灵敏度
按键点按次数
取样频率
含义
一个存储器中可以容纳的存储单元总和
WEI 坚持不懈 奋勇向前
性能指标
分类 CPU主要性能指标
计算机系统的效率
硬件系统基础
指标 主频 内存总线速度 扩展总线速度 总线宽度
响应时间 吞吐量 周转时间
含义
CPU时钟频率 主频越高CPU的速度越快
主频=外频*倍频
CPU与二级高速缓存和内存之间的通信速度
CPU与扩展设备之间的数据传输速度
数据总线宽度：CPU与二级缓存、内存、输 入输出设备时间一次数据传输的信息量
WEI 坚持不懈 奋勇向前
计算机系统概述
计算机的发展 根据计算机采用的物理器件，将计算机的发展分为四个阶段
第一代
第二代
名称
电子管计算机
晶体管计算机
存在时间 代表器件 内存储器 外存储器
1946至1959 电子管
水银延迟线或磁鼓 穿孔卡片、纸带
1959至1964 晶体管 磁芯 磁带
应用范围 代表产品 软件
CPU
WEI 坚持不懈 奋勇向前
主要部件
硬件系统基础
计算机硬件功能机构：
➢ 运算器：主要进行算数运算和逻辑运算，并把运算的中间结果暂存在运算器内的寄存器中。 （算术运算是指加、减、乘、除等；逻辑运算是指非、与、或等运算）
计算机第二章习题答案恢复版
一．简述计算机系统的组成。
计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成。
硬件系统是组成计算机系统的各种物理设备的总称，是计算机完成各项工作的物质基础。
软件是指用某种计算机语言编写的程序数据和相关文档的集合。
软件系统则是在计算机上运行的所有软件的总称。
其中，硬件系统包括主机和外设，主机又分为中央处理器(CPU)和内存，内存分为随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM),高速缓冲存储器(Cache),，中央处理器又分为运算器（ALU）和控制器(CU).。
外设分为输入设备（键盘，鼠标，触摸屏，扫描仪麦克风等）输出设备（显示器，打印机，绘图仪，音响等）外存（软盘，硬盘，光盘，U盘等）。
软件系统分为系统软件和应用软件。
其中，系统软件又包括操作系统（DOS,windows,OS/2,UNIX,）语言处理程序（C,C++）实用程序（诊断程序，排错程序），应用软件又包括通用应用软件（办公软件包，数据库管理系统，计算机辅助设计软件）和专业应用软件（如各企业的信息管理系统等）二．计算机硬件包括哪些部分，分别说明个部分的作用。
硬件是指计算机装置，即物理设备主要包括以下几部分：1，运算器，又称算术逻辑单元，它的主要功能是进行算术运算和逻辑运算。
2，控制器，是指挥计算机的各个部件按照指令的功能要求协调工作的部件。
3，存储器，基本功能是能够按照指定位置存入或取出二进制信息。
4，输入设备，用来接收用户输入的原始数据和程序，并将它们转变为计算机可以识别的形式放到内存中。
5，输出设备，用于将存放在内存中由计算机处理的结果转变为人们所能接受的形式。
三．指令和程序有什么区别？试述计算机执行指令的过程。
指令，即能被计算机识别并执行的二进制代码，它代表了计算机能完成的某一项操作。
程序，即指令的集合。
执行过程分为下列三步；①取指令：按照程序计数器中的地址从内存储器中取出指令并送往指令计数器。
②分析指令：对指令寄存器中存放的指令进行分析，由指令译码器对操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由地址码确定操作数地址。
第二章 计算机组成原理
时钟频率的发展：
400MHZ---533MHZ---800MHZ，即将达到1066MHZ [单选]用MHz来衡量计算机的性能，它指的是计算机__________。
ACM 图灵奖
1966年由ACM（美国计算机学会）创建，该奖有计 算机界的诺贝尔奖之称。
IEEE 计算机先驱奖
1980年由IEEE-CS(美国电气与电子工程师学会-计 算机学会)创建，是世界范围内计算机科学技术领域另 一个最重要的奖项，和图灵奖是互为补充的。
计算机的诞生与发展
对计算机的诞生发展做出重大贡献的两个人：
(a) NEC SX-6/64MB巨 型计算机外形
(b) 全球气温分布与 变化趋势图
计算机的分类
大型计算机（Mainframe）
运算速度快、存储容量大、通信联网功能完善、可靠性高、安 全性好、有丰富的系统软件和应用软件的计算机， CPU 通常有 4 、 8、16、32个甚至更多处理器。
功能： 为企业或政府的数据提供集中的存储、管理和处理，作为主服务 器（企业级服务器），在信息系统中起着核心作用。
内存储器
控制器CU RAM
外部存储器－－硬盘 、软盘、光盘、磁带
外设
输入设备－－键盘、鼠标器、扫描仪 输出设备－－显示器、打印机、绘图仪 其他设备－－调制解调器
计算机的组成
台 式 机
PC机的物理组成
机箱、显示器、键盘、鼠标器等
机箱内包含:
主板、硬盘、软驱、光驱、
电源、风扇等
主板上安装
CPU、芯片组、内存条、
第二章
计算机组成原理
第二章 计算机系统
第二章计算机系统一、单选题1.计算机系统由计算机硬件和计算机软件两大部分组成。
硬件是软件的工作基础，软件使硬件的功能______。
A.扩充B.完善C.扩充和完善D.改变2.硬件系统包括______和外部设备两部分。
A.内部设备B.处理设备C.其他设备D.主机3.软件系统则由系统软件和______两部分组成。
A.应用软件B.非系统软件C.功能软件D.商业软件4.计算机硬件是计算机系统中所有实际的物理装置的总称，主要由______、存储器、输入/输出接口、各种输入/输出设备等功能部件组成。
A.微处理器B.集中处理器C.中央处理器D.处理器5.硬件系统由五大功能部件组成，即运算器、控制器、______、输入设备和输出设备。
A.存储器B.处理器C.输入设备D.输出设备6.计算机软件是相对于计算机硬件而言的，它包括计算机运行所需要的所有程序、运行程序所需要的数据、______、用户文档等。
A.软件说明书B.数据结构图C.源程序清单D.软件开发文档7.一个完整的计算机系统，各种硬件和软件是按照一定的层次关系组织起来的，其中的基本输入输出系统的英文缩写是______。
A.BOSB.DOSC.BIOSD.OS8.指令是告诉计算机进行各种操作的指示和命令，它用二进制表示。
在大多数情况下，指令由______和操作数地址两个部分组成。
A.指令码B.操作码C.功能码D.地址码9.______是计算机的指挥中心。
它的功能是取出指令、翻译并分析指令、将指令转化为各种电信号，从而使各个部件协同工作。
A.处理器B.控制器C.运算器D.存储器10.按照总线中传输的信息的不同，系统总线分为地址总线、数据总线、______三类。
A.信息总线B.通信总线C.指令总线D.控制总线11.CPU是计算机系统的核心部件。
它的主要任务是执行指令，它按照指令的要求完成对数据的运算和处理。
CPU主要由运算器、控制器和______三部分组成。
A.存储器B.缓冲器C.寄存器组D.译码器12.只读存储器(Reading Only Memory ,ROM)。
第二章 计算机组成原理考点
第 2 章计算机组成原理★考核知识要点、重点、难点精解★考点 1 * ：计算机硬件的组成及其功能计算机硬件主要包括中央处理器（CPU ）、内存储器、外存储器、输入设备和输出设备等，它们通过系统总线互相连接1. 输入设备（1）输入设备的概念用来向计算机输入信息的设备通称为“输入设备”。
（2）输入设备的分类输入设备有多种，例如，数字和文字输入设各（键盘、写字板等），位置和命令输入设备（鼠标器、触摸屏等），图形输入设备（扫描仪，数码相机等），声音输入设各（麦克风、MIDI 演奏器等），视频输入设备（摄像机），温度、压力输入设备．（温度、压力传感器）等。
注意：输入到计算机中的信息都使用二进位（“0”和“ 1 " ）来表示。
2 中央处理器（CPU）负责对输入信息进行各种处理（例如计算、排序、分类、检索等）的部件称为“处理器”。
注意：一台计算机中往往有多个处理器，它们各有其不同的任务，有的用于绘图，有的用于通信．其中承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器（CPU），它是任何一台计算机必不可少的核心组成部件。
3 ．内存储器( l ) 内存储器的概念计算机的一个重要特性是它具有强大的“记忆”功能，能够把程序和数据（包括原始数据、中间运算结果与最终结果等）储存起来，具有这种功能的部件就是“存储器”。
( 2 ) 内存的工作原理内存是存取速度快而容量相对较小（因成本较高）的一类存储器。
内存储器直接与CPU 相连接，是计算机中的工作存储器，它用来存放正在运行的程序和需要立即处理的数据。
CPU 工作时，它所执行的指令及处理的数据都是从内存中取出的，产生的结果也存放在内存中。
4 ．外存储器外存则是存取速度较慢而容量相对很大的一类存储器。
外存储器也称为辅助存储器，其存储容量很大，它能长期存放计算机系统中几乎所有的信息。
计算机执行程序时，外存中的程序及相关的数据必须先传送到内存，然后才能被CPU 使用。
第二章 计算机系统基础知识
㈢VPN是指在共用网络上建立专用网络的 技术。 ㈣VPN是企业网在因特网等公共网络上的 延伸，它能在公共网络上创建一个安全的 私有连接，因此让公司的远程用户、分支 机构、业务伙伴等与公司的企业网连接起 来，构成一个扩展的企业网。
VPN的特点：
①安全保障 ②服务质量保证(QOS) ③可扩充性和灵和性 ④可管理性。
2.2.3数据仓库、联机分析和数据挖掘
数据仓库是面向主题的、集成的、不可更 新的并随时间不断变化的数据的集合，数 据仓库用来支持企业或组织的决策分析处 理。
数据仓库的特点：
㈠数据仓库是面向主题的； ㈡数据仓库是集成的，数据库的数据又来自于分散 的操作型数据，将所需数据从原来的数据中抽取出 来，进行加工与集成，统一与综合之后才能进入数 据仓库； ㈢数据仓库是不可更新的，数据仓库主要是为决策 分析提供数据，所涉的操作主要是数据的查询； ㈣数据仓库是随时间而变化的，传统的关系数据库 系统比较适合处理格式化的数据，能够较好地满足 商业事务处理的需示，它在商业领域取得了巨大的 成功。
数据源是数据仓库系统的基础，是整个系 统的数据源泉。 数据的存储与管理是整个数据仓库系统的 核心，是数据仓库的真正关键。
2.联机分析处理(OLAP)
数据处理分为：联机事务处理(OLTP)、联机分 析处理(OLAP)。OLAP的目标是满足决策支持 或者满足在多维环境下特定的查询和报表需求， 它的技术核心是”维”这个概念。OLAP的主要 特点，是直接仿照用户的多角度思考模式，预 先为用户组建多维的数据模型，一旦多维数据 模型建立完成，用户可以快速地从各个分析角 度获取数据，也能动态的在各个角度之间切换 或者进行多角度综合分析，具有极大的分析灵 活性。
大学计算机基础第二章计算机系统组成
运算器
算术逻辑单元 ALU
五大部件之二——控制器 控制器是计算机的神经中枢， 用于控制计算机操作
控制器 从存储器中取出指令，经过分析指令，产 生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊 地、自动地执行程序。
五大部件之三——存储器 存储器是计算机的记忆装置
.主存 .内存
.辅存 .外存
存储器的操作方式——读和写
LED显示器与LCD显示器区别 在电压驱动下LED是自己发光（俗称放光二级管）；在电压驱动下LCD 可以变色但是不发光，我们看到LCD发的光其实是LCD模组的背光灯发
的光。 LED显示器与LCD显示器相比，LED在亮度、功耗、可视角度和刷新速
率等方面，都更具优势。
2.2 计算机软件系统
用户程序或文档
个人计算机的硬件组成
运算器
中央处理器(CPU)
主机
控制器 寄存器
内存储器 随机存储器(RAM)
硬件
只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(cache)
外存储器——硬盘、软盘、光盘
外部设备
输入设备——键盘、鼠标、光笔、扫描仪 输出设备——显示器、打印机、绘图仪
其他——网卡、调制解调器、声卡、显卡等
2.1.2 信息存储原理
磁盘容量
=柱面数(一个盘面上的磁道数)× 盘面数× 扇区数×每 扇区字节数(512B) 目前常见硬盘容量在160G-2TB之间
硬盘的选购
1. 转速 目前台式机硬盘转速依然为7200转。 主流笔记本的转速正在由5400转过渡到7200转，性能提升明显 2. 单碟容量 单碟容量就是指一个存储碟所能存储的最大数据量 。 单碟容量越大其内部数据传输速率就越快、稳定性越好。 3.平均寻道时间
计算机硬件的基本结构
第二章 计算机组成原理知识点
第二章计算机组成原理2.1计算机的组成与分类2.1.1计算机的发展与作用作用：①速度快，通用性强②具有多种多样的信息处理能力，不仅能进行复杂的数学运算，而且能对图像，文字和声音等多种形式的信息进行获取，编辑，转换，存储，展现等处理③信息存储容量大，存取速度高④具有互联，互通和互操作的特性，计算机网络不仅能进行信息的交流与共享，还可借助网络上的其他计算机协同完成复杂的信息处理任务。
2.1.2 计算机的逻辑组成计算机系统由硬件和软件两部分组成。
硬件是计算机系统中所有实际物理装置的总称。
软件是指计算机中运行的各种程序及其处理的数据和相关的文档。
CPU，内存存储器，总线等构成计算机的“主机”输入/输出设备和外存储器称为“外设”承担系统软件和应用软件运行任务的处理器称为“中央处理器”使用多个CPU实现超高速计算的技术称为“并行处理”总线是用于在CPU，内存，外存和各种输入输出设备之间传输信息并协调它们工作的一种部件（含传输线和控制电路）计算机系统中的I/O设备一般都通过I/O接口与各自的控制器连接，然后由控制器与I/O总线相连2.1.3计算机的分类巨型机，大型机，服务器，个人计算机，嵌入式计算机微处理器（µP或MP），通常指使用单片大规模集成电路制成的，具有运算和控制功能的部件SOC：单个集成电路芯片中包含微处理器，存储器，输入/输出控制与接口电路，电子系统模拟电路，数字/模拟混合电路和无线通信使用的射频电路2.2 CPU的结构与原理2.2.1 CPU的作用与组成匈牙利数学家冯·诺依曼的“存储程序控制”原理CPU的根本任务是执行指令CPU的组成：寄存器组（用来临时存放参加运算的数据和运算得到的中间结果），运算器：也称算术逻辑部件（ALU），控制器：指令计数器（用来存放CPU正在执行的指令的地址）和指令寄存器（用来保存当前正在执行的指令）2.2.2 指令与指令系统指令是构成程序对的基本单位，采用二进制表示，指令由操作码和操作数地址组成，CPU所能执行的全部指令称为指令系统2.2.3 CPU的性能指标字长，主频，CPU总线速度，高速缓存的容量与结构，指令系统，逻辑结构，内核个数 TFLOPS（万亿条浮点指令/秒）MIPS（百万条定点指令/秒），MFLOPS（百万条浮点指令/秒）2.3 PC主机的组成2.3.1 主板，芯片组与BIOSCPU芯片和内存条分别通过主板上的CPU插座和存储器插槽安装在主板上，PC机常用外围设备通过扩充卡或I/O接口与主板相连，扩充卡借助卡上的印刷插头插在主板上的PCI总线插槽中主板上还有两块特别有用的集成电路：一块是闪烁存储我，其中存放的是BIOS，它是PC机软件中最基础的部分，没有它机器就无法启动，另一个集成电路芯片是CMOS存储器，其中存放者与计算机系统相关的一些参数（称为配置信息），包括当前的日期和时间，开机口令，已安装的光驱和硬盘的个数及类型等，CMOS 芯片是一种易失性存储器，它由主板上的电池供电，即使计算机关机后它也不会丢失所存储的信息芯片组由北桥芯片（MCH）和南桥芯片（ICH）组成，CPU时钟信号由芯片组提供芯片组还决定了主板上所能安装的内存最大容量，速度及可使用的内存条的类型每次机器加电时，CPU首先执行BIOS程序，它具有诊断计算机故障和加载操作系统并启动其运行的功能BIOS:加电自检程序，引导装入程序，CMOS设置程序，基本外围设备的驱动程序内存储器由称为存储器芯片的半导体集成电路组成，RAM目前多采用MOS型半导体集成电路芯片制成DRAM:电路简单，集成度高，功耗小，成本低SRAM:电路复杂，集成度低，功耗大，成本高每个存储单元都有一个地址，CPU按地址对存储器进行访问存储器的存取时间指的是从CPU给出存储器地址开始到存储器读出数据并送回到CPU所需要的时间解决主存速度慢的方法是：①采用cache存储器②改进存储器芯片的电路与工艺，并对DRAM的存储控制技术进行改进2.3.3 I/O总线与I/O接口CPU芯片与北桥芯片相互连接总线称为CPU总线（前端总线FSB），I/O设备控制器与CPU，存储器之间相互交换信息，传输数据的一组公用信号线称为I/O总线，总线上有三类信号：数据信号，地址信号和控制信号总线带宽（MB/S）=(数据线宽度/8)X总线工作频率（MHZ）X每个总线周期的传输次数PCI-E是PC机I/O总线的一种新标准，采用高速串行传输USB电源（5V,100mA～500Ma） USB3.0的电流是1A2.4常用输入设备扫描仪的性能指标：①扫描仪的光学分辨率：普通家用扫描仪分辨率在1600～3200dpi②色彩位数③扫描幅面④与主机的接口2.5 常用输出设备显示器的刷新频率越高，图像的稳定性越好，响应时间越小越好。
《计算机组成原理》
Intel 8086: 16位
Intel 80386,80486, pentium：32位
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13
1计算机的组成
1.1中央处理器 1.2存储体系 1.3主板主要部件 1.4系统总线 1.5输入设备 1.6输出设备
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14
中央处理器（ CPU ）
包含运算器和控制器
能够高速地进行算术运算和逻辑运算 负责对输入信息进行各种处理的部件 一台计算机中有多个处理器，它们各有其不
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25
指令和指令系统基本概念
计算机指令系统的“兼容性”问题
由于每种类型的CPU都有自己的指令系统， 因此，某一类计算机的可执行程序代码未必 能在其他计算机上运行。
同一公司的CPU产品通常“向下兼容”—— 新型号的处理器在旧型号处理器指令系统基 础上进行扩充。
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26
指令执行过程
（1）CPU的控制器从存储器读取一条指令并放 入指令寄存器。
（2）指令寄存器中的指令经过译码，决定该 指令应该进行何种操作、操作数在哪里。
（3）根据操作数的位置从存储器取得操作数。
……→
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指令执行过程
（4）运算器按照指令操作码的要求，对 操作数完成规定的运算处理，并根据运 算结果修改或设置处理器的一些状态标 志。
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中央处理器（ CPU ）
超标量结构
为了加快CPU中指令的处理速度，CPU在执 行当前指令的同时，可以使用指令预取部件 提前向主存或快存去取出一些准备要执行的 指令。CPU采取“流水线”式的工作方式和 结构，实现了“超标量结构”。
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中央处理器
并行处理和多处理器系统
大学计算机基础 第2章 简明教程(补充硬件部分)
2.1 计算机系统概述
2.2 计算机硬件系统和工作原理 2.3 计算机软件系统 2.4 微型计算机硬件组成
1
2.1 计算机系统概述
硬件
软件 系统软件 应用软件
计算机系统=硬件系统+软件系统
2
计算机系统的组成
CPU 主机
内存
运算器 控制器 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(Cache)
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常用高级语言
Fortran语言 1954年推出，适用于科学和工程计算。 COBOL语言 是面向商业的通用语言，1959年推出，主要用于数 据处理，随着数据库管理系统的迅速发展，很少使用。 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 .
18
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。用非机器语言写的程序称为源程序；通过翻译程
序翻译后的程序称为目标程序。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。
初中信息技术第二章计算机系统的组成
2.6 多媒体技术
多媒体的含义:
所谓媒体,就是信息的表示和传输的载 体; 多媒体是将以不同形式存在的各种媒 体信息数字化,然后用计算机对它们进 行组织和加工,并以友好的形式提供给 用户.
多媒体技术
多媒体技术是指能对多种载体(媒介)上的信息和多种
存储体(媒质)上的信息进行处理的技术；也就是说一种把
主机箱
立式机箱 卧式机箱内部构造
电源
直流稳压电源 向主板、软盘驱动器、硬盘驱
动器或光盘驱动器等提供电源
(位于机箱内)
不间断电源
用于交流稳压及停电保护
(如：UPS)
2.3 计算机软件系统
操作系统 系统软件 语言处理程序 诊断程序 反病毒程序 卸载程序 备份程序 文件压缩程序 数据库管理系统 浏览器 应用软件 实时控制软件 图形图像处理软件 其它应用软件
动作 指向 单击 双击 拖动 操作方法 移动鼠标，将鼠标指针移到屏幕的一个特定位置或指定对象 （将鼠标指向目标物）快速按一下鼠标左按键 （将鼠标指向目标物）快速地连续按两下鼠标左按键 （鼠标指向目标物后）按下鼠标左键不放，并移动鼠标
输出设备
•打印机 针式打印机、喷墨打印机、激光打印机
•显示器
•投影仪
是人－机交互的接口。
操作系统的功能
CPU的控制与管理 内存的分配与管理 外部设备的控制与管理 文件管理 作业管理和控制
操作系统的分类
单用户单任务
单用户多任务 多用户多任务分时 网络 Windows Netware Windows NT UNIX DOS
操作系统用户界面
命令行界面
DOS NetWare UNIX
软件分类
实用程 序 办公软件包
计算机软件系统
题库：第二章计算机系统的基本组成
第二章计算机系统的基本组成一、判断正误题1、高级语言程序有两种工作方式：编译方式和解释方式。
2、微型计算机的内存储器是指安放在主机箱内的各种存储设备。
3、应用软件全部是由最终用户自己编写。
4、存储器具有记忆能力，其中的信息任何时候都不会丢失。
5、微型计算机就是体积微小的计算机。
6、严禁在计算机玩各种游戏是预防病毒的有效措施之一。
7、计算机机内数据可以采用二进制、八进制或十六进制形式表示。
8、操作系统是用户和计算机之间的接口。
9、一个有效的计算机病毒清除软件，在带病毒的环境中正好施展其威力。
10、计算机中的时钟主要用于系统计时。
11、计算机病毒是一种能入侵并隐藏在文件中的程序，它危害计算机的软件系统和硬件系统。
12、通常把控制器、运算器、存储器和输入输出设备合称为计算机系统。
13、程序一定要调入内存后才能运行。
14、SRAM存储器是动态随机存储器。
15、软盘的读写速度比硬盘快。
16、高级程序员使用高级语言，普通用户使用低级语言。
17、计算机与计算器的差别主要在于中央处理器速度的快慢。
18、所有微处理器的指令系统是通用的。
19、软盘比硬盘更容易损坏。
20、解释程序的功能是解释执行汇编语言程序。
21、微型计算机的地址线是指微机中的各种电源线。
22、计算机病毒会同时破坏计算机的软件系统和硬件系统。
23、裸机是指不含外围设备的主机。
24、微处理器就是微型计算机。
25、汇编语言是各种计算机机器语言的总汇。
26、低级语言学习和使用都很困难,所以已被淘汰。
27、控制器通常又称中央处理器，简称"CPU"。
28、存储器须在电源电压正常时才能存储信息。
29、计算机的指令是一组二进制代码,是计算机可以直接执行的操作命令。
30、存入存储器中的数据可以反复取出使用而不被破坏。
31、无论当前工作的计算机上是否有"病毒"，只要格式化磁盘，则该磁盘一定是不带病毒的。
32、磁盘既可作为输入设备又可作为输出设备。
第二章 Computer-System Structures 计算机系统结构
. . .
Applied Operating System Concepts
2.9
Direct Memory Access (DMA) Structure 直接内存访问(DMA)结构 直接内存访问 结构
Used for high-speed I/O devices able to transmit information at close to memory speeds. 用于高速I/O设备能够以接近存储器的速率传送信息 用于高速 设备能够以接近存储器的速率传送信息
2.7
Applied Operating System Concepts
Two I/O methods 两种I/O方法 两种 方法
Synchronous 同步
user requesting process waiting device driver
Asynchronous 异步
requesting process device driver user
A trap is a software-generated interrupt caused either by an error or a user request.陷阱是由于出错或用户请求引起的软件生成的中断 陷阱是由于出错或用户请求引起的软件生成的中断 An operating system is interrupt driven. 操作系统是中断驱动的
Module 2: Computer-System Structures 计算机系统结构
Computer System Operation 计算机系统运行 I/O Structure I/O结构 结构 Storage Structure 存储构造 Storage Hierarchy 存储层次 Hardware Protection 硬件保护 General System Architecture 一般系统体系结构
第二章 计算机系统基础
目前常用的办公软件有Microsoft公司的Microsoft
Office和我国金山公司的WPS Office。
（2）多媒体制作软件
多媒体制作软件是用于录制、播放、编辑声音
和图形图像等多媒体信息的一组应用程序。 处理声音的软件 Wave studio、Mixer 处理图形图像的软件AutoCAD、PhotoShop 动画制作软件Flash、3DS Max
汇编语言： 第二代计算机程序设计语言 最接近机器指令的一种语言 用便于人们记忆的符号来替代机器指令的操 作码
注意：CPU不能直接理解和执行用汇编语言编写的程 序，必须通过汇编程序将汇编语言的指令翻译成机 器语言指令表示的目标程序才能被机器理解和执行。
例2.2 A=15+10的汇编语言程序如下：
（3）Internet服务软件
Internet服务软件主要包括：
浏览器
电子邮件软件
文件传输软件
（4）娱乐与学习软件 CAI(Computer Assisted Instruction)计算机辅 助教学。
2.1.2 计算机基本工作原理
指令是能被计算机识别并执行的的二进制代码，完成一种操作。
指令
数(位宽)
字长：单位时间内能一次处理的二进制的位数。 通用寄存器的位数：等于字长
BIOS芯片：存有与该主板搭配的基本输入输出系统 程序，能够让主板识别各种硬件，还可以设置引导系 统的设备，调整CPU外频等。 北桥芯片：主板芯片组中起主导作用的最重要的组成 部分，负责与CPU的联系并控制内存、AGP、PCI数 据在北桥内部传输。 芯片组的名称就是以北桥芯片的名称命名的，例如 Intel 875芯片组的北桥芯片是82875P。
外部设备
输入设备（鼠标、键盘等）
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2.2.1 系统软件——操作系统（ P31 、P71）
操作系统:用于管理和控制计算机所有的硬件和软件资源的一组程序 计算机硬件与其它软件的接口 用户和计算机的接口
• • • • •
主要功能
处理器管理 主存储器管理 文件管理 设备管理 作业管理
虚拟机=裸机+操作系统
操
用户
应用程序
作 系 统
„ 0270
„„ 数据 数 据 区
26
2.2 软件系统
系统 软件 软件 系统 应用 软件 操作系统 Windows、UNIX 语言处理程序 Turbo C 连接程序 诊断程序 数据库系统 LINK QAPLUS、WINTEST FoxPro、Oracle
文字处理软件 WPS、Word 表格处理软件 Excel
③硬盘及存储格式、接口标准、性能参数（P54~ P58 ）
硬盘片的存储格式：磁道、扇区、柱面
硬盘的接口标准： ATA（IDE或EIDE）和SCSI两种
硬盘片 读写磁头
硬盘的主要性能指标：容量、转速、缓存、接口
柱面
磁道 扇区
13
④移动存储产品（P59）
Flash存储设备 •闪存芯片为存储介质 •采用USB的接口 •可擦写100万次以上
10
（1）内存储器（P39 ~P40 ）
①随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM) 既可从中读出又可向里写入数据，一旦关机断电，其中的信息全 部丢失； RAM可分为SRAM和DRAM，RAM大多采用半导体存储器，以内存 条形式出现。
②只读存储器(Read only Memory，简称ROM) 只能读不能写，其信息用户无法修改，断电时信息不会丢失；采 用电可擦写ROM(EPROM或E2PROM)元件，ROM中一般存放计算机系统管理 程序如BIOS（基本输入/输出系统） 。
操作系统
裸机
29
操作系统分类（P73~ P74）
按用户 界面 按用 户数 按任 务数 命令行界面操作系统
DOS
图形用户界面操作系统
单用户操作系统 多用户操作系统 单任务操作系统 多任务操作系统 批处理系统
IBM
APPLE
操 作 系 统
按系统 功能
分时操作系统 实时操作系统 网络操作系统
30
常用操作系统（P74）
第二章 计算机系统组成
2.1 计算机系统的组成与工作原理
2.2 软件系统
2.3 微型机的概述
1
2.1.1 计算机系统的组成 2.1.2 计算机硬件系统的组成 2.1.3 计算机基本工作原理
2
2.1.1 计算机系统的组成
硬件
软件
系统软件
应用软件
计算机系统分为：硬件系统+软件系统
3
计算机系统的组成
传 输 信 息
控制总线（CB）:传输控制信息，双向，条数取决于CPU字长
通 信 方 式
并行总线:通信速度快、实时性好
串行总线:简易、方便、灵活
19
4、总线
微 处 理 器
内存插槽 主存储器 外存接口 硬盘等 I/O接口 键盘显示 其他I/O 各种外设
地址总线
数据总线 控制总线 接口电路
图：微处理器、总线、存储器、接口电路和外设逻辑关系
系统主板 总线 输入/输出设备 计算机安全使用常识
6
1、处理器（P38）
处 理 器
控制整个计算机 所有部件的工作
控制器(CU)
运算器(ALU) 执行算术运算 和逻辑运算
7
微处理器（运算器和控制器）——CPU（中央处理器）
8
2、存储器
存储器是计算机存储数据和程序的存储单元集合， 每个存储单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。 存储器通常分为内存储器和外存储器（P39）
25
指令的执行过程
起始地址 内存储器 程序计数器 PC 程序计数器 PC 0100 （4） 操作码 07 （2） 控制器 译码器 地址码 0270 内存储器 地址 „ 0100 （1） 0101 内容 „„ 070270 程 序 区
自动加 1
指令寄存器
操作控制线路 （3） 累加寄存器 算术、逻辑运算部件 运算器
21
6、计算机安全使用常识
1.电源 要求有稳定的50/60Hz，220V的交流电源。在电网波动大的地区，最好使用外接的交流稳压 器，有些经常断电的地区，甚至还应该配UPS（不间断电源）。 2.温度 微型计算机的工作环境温度一般为5℃~45℃，这是极限温度，最好工作在恒温环境中。 3.湿度 微型计算机的工作环境相对湿度为20%~85%。如有条件，最好为计算机单独配置工作台及 防尘罩。 4.开关机 目前微型计算机，除了USB设备支持热插拔即插即用外，其他外设都应遵循先开外设，后 开主机的顺序；关机时则顺序相反，即先关主机再关外设。 5.搬运 在搬动主机前，应先关闭计算机。当软盘驱动器正在读写软盘时，切不可从驱动器中强行 取出软盘。 6.检修 购买计算机后，一定要先认真阅读随机所附的使用说明书，严格按操作说明正确使用计算 机。若遇到故障，最好请具有专业技能的维护人员处理，自己千万不可冒失开箱检修，特别是 不能带电开箱检修，以免造成不必要的器件损坏，甚至危及人身生命安全。
3、系统主板（ P41 ）源自3、系统主板（P41）CPU
内存
芯片组 串行接口
USB接口
接口卡 总线插槽
主板：AT结构和ATX结构
ATX新型主板结构规范：
优化板上元件布局 配合ATX电源，实现软关机 Modem远程遥控开关机 需要配合专门的ATX机箱使用
16
PC99规范要求主板各接口必须采用有色识别标识，方便识别
辅助设计软件 AutoCAD 实时控制软件 FIX
27
应
系 统 用
系统软件：
控制和维护计算机的正常运行， 管理计算机的各种资源，以满足应用 软件的需要。
硬件 应用程序 软
件 软
应用软件：
完成一个特定的任务，在系统软 件的支持下，才能运行。
件
系统软件是硬件与应用程序之间的接口 有些软件既可以认为是系统软件也可以认 为是应用软件，例如：数据库管理系统
操作数
操作码——要完成的操作类型或性质 操作数——操作对象的内容或所在的地址
数据传送指令 数据处理指令 程序控制指令 输入输出指令 其它指令
内存
CPU
＋ － ×÷ And Or……
If Goto……
主机 I/O设备
对计算机的硬件进行管理等
24
2、指令的执行过程（P36）
指令的执行过程分为以下4个步骤： ① 取指令——按照指令计数器中的地址，从内存储器中取出指令， 并送往指令寄存器。 ② 分析指令——对指令寄存器中存放的指令进行分析，由译码器对 操作码进行译码，将指令的操作码转换成相应的控制电位信号；由 地址码确定操作数地址。 ③ 执行指令—— 由操作控制线路发出完成该操作所需要的一系列 控制信息，去完成该指令所要求的操作。 ④ 形成下一条指令的地址——一条指令执行完成，指令计数器加 1 或将转移地址码送入程序计数器，然后回到①。
软盘存储格式（磁道、扇区）及格式化
②光盘及种类、技术指标（P58）
常用种类： 1、只读型光盘：CD-ROM（后继产品DVD-ROM） ，CD，VCD，LD； 2、一次性可写入光盘：CD-R，只能写入一次；刻好的光盘不允许再次更改； 3、可擦写光盘： CD-RW，可以重复读/ 写； 4、磁光盘：MO，可进行不限次数的读写； 技术指标：1、容量； 2、读取时间；3、数据传输率：衡量光盘驱动器传输数据 速率的指标叫做倍速，1倍速率= 150KB/s，记为“1X”。 12
CPU 主机 硬件 系统 计 算 机 系 统 外部设备
内存
运算器 控制器 寄存器 随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器(Cache)
输入设备：键盘、鼠标、扫描仪 输出设备：显示器、打印机 、绘图仪 外 存：软、硬盘、光盘、闪存 网络设备：网卡、调制解调器等
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
1. DOS Microsoft公司研制的配置在PC的操作系统 单用户命令行界面操作系统 从4.0版开始成为支持多任务的操作系统 2. Windows 图形用户界面
Windows XP Home
Windows 98 Windows 2000 Windows NT Windows XP
Windows XP Professional Windows XP Tablet PC
（2）高速缓冲存储器Cache
是介于CPU和内存之间的一种可高速存取信息的芯片，用于解决它 们之间的速度冲突问题，一般采用静态随机存取存储器SRAM构成。
CPU Cache RAM
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（3）外存储器
①软盘及存储格式（P53）
用表面涂有磁性材料柔软的聚酯材料制成 读写软盘时，磁头直接接触盘面。
常用软盘容量为1.44MB，新型磁盘具有 100MB~250MB容量
磁光技术移动存储产品 •磁盘技术与光技术结合
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打开电脑主机的外壳，会看到一块板子，它就是“主板”。 它不但负责计算机内部所有资料的沟通，而且还要记住计算机有 哪些硬设备，以及管理这些设备之间的沟通，以避免冲突的产生。 所以计算机的体质好不好和主板有很大的关系。 计算机最重要的组件——CPU、内存、芯片组和适配卡，都安 插在主板的插座和插槽上，板子上布满了密密麻麻的线路，这些 线路虽然细小，却非常重要，它们负责各个组件之间的信息传输， 例如CPU下达各组件的指令，以及各组件接收与处理的数据。 在主板和磁盘驱动器之间，则是通过白色扁平的数据线来连 接，并输送资料。在主板上，还有几个主机背后所见的、连接屏 幕与键盘等周边的各种插座。 就是通过这种方式，所有的周边与零组件都与主板连结，所 以主板有个英文名字叫做“Mother Board（母板）”，它把这台 电脑的家庭成员都联系在一起。 15