计算机概论第二版PPT课件
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2024年度计算机学科概论第2版课件第2章认识计算机学科
01
02
03
04
定义
计算机学科是研究计算机系统 的设计、理论、方法、技术和 工程应用的一门综合性学科。
综合性
涉及数学、电子工程、物理学 等多个学科领域的知识。
理论性
建立在计算机科学理论的基础 上，包括算法设计、数据结构
、操作系统等。
实践性
强调实际应用和工程实践，包 括软件开发、网络安全、人工
智能等。
常见的操作系统
Windows、Linux、macOS等。
2024/3/24
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编程语言与编译器
编程语言的定义
01
编程语言是用来定义计算机程序的形式语言，它是一
种被标准化的交流技巧，用来向计算机发出指令。
编译器的定义
02 编译器是一种将高级语言程序翻译成机器语言程序的
软件工具。
常见的编程语言与编译器
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TCP/IP协议族
TCP/IP协议族的概念
TCP/IP协议族是一组网络通信协议的集合， 包括传输控制协议（TCP）和网际协议（IP ）等。
2024/3/24
TCP/IP协议族的作用
TCP/IP协议族为互联网提供了可靠的数据传 输服务，保证了网络通信的稳定性和可靠性
。
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网络安全与防范
2024/3/24
2024/3/24
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计算机学科的历史与发展
第一代计算机（1940s-1950s）
以电子管为主要元件，体积庞大且效率低下。
第二代计算机（1950s-1960s）
采用晶体管，提高了运算速度和可靠性。
2024/3/24
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计算机学科的历史与发展
第三代计算机（1960s-1970s）
第1章-计算机网络概论
表1-2 频段使用表
无线电波常用在短距离或称近距离无线通信中， 如：蓝牙（Bluetooth）和Wi-Fi通信中。
其中Wi-Fi使用的是2.4G UHF射频频段，频率范 围为2.4GHz～2.4835GHz，故带宽为83.5MHz， 属高频波段。
1.有线网 2.无线网
无线网是指采用无线电波、微波、激光、红 外等无线介质来传输数据的网络。如卫星网络中 数据的传输就是用微波进行的，而手机和微机上 的红外接口可以相对传输数据。
利用一定频率的无线电波传输数据也是无线 网的一种。如：Wifi网。
1.4 计算机网络的组成
从系统的角度来看，一个计算机网络由硬 件和软件两大部分组成。
2）网络协议软件
典型的网络协议有：TCP／IP、IPX／SPX、IEEE 802 标准系列协议和X.25协议等。
3）网络管理软件
提供性能管理、配置管理、故障管理、计费管理和安全 管理等功能。管理的对象可以是路由器和交换机。
4）网络通信软件
网络通信软件控制应用程序与多个站点进行通信，并能 对通信数据进行加工和处理，使用户在不必了解通信控制规 程的情况下进行通信。
1.局域网LAN 2.城域网MAN 3．广域网WAN 4．国际互联网Internet
1.3.2 公用网和专用网 按应用和管理性质的不同，计算机网
络划分为公用网和专用网。 1.公用网 公用网也称通用网。 2．专用网 专用网也称行业网。
1.3.3 有线网和无线网
按网络所使用的通信传输介质，计算机网络 划分为有线网和无线网。
图1-9 交叉网线（反绞线）的制作
RJ45是布线系统中信息插座（即通信引出 端）连接器的一种，连接器由接头(水晶头 ）和插座组成，插头有8个凹槽和8个触点 。RJ是Registered Jack的缩写，意思是“ 注册的插座”。
计算机基础第2版课件1 计算机基础知识
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第一章 计算机基础知识
1.1 计算机技术概述
1. 产生 2. 发展 3. 分类 4. 应用
4.未来新型计算机
随着计算机应用技术的深入，目前传统的“冯·诺依曼机”的 体系结构已经不能满足未来智能计算机系统的理论要求。因此展望未来， 从理论上突破传统“冯·诺依曼机”的概念，采用新型的物理材料，是 当前人们不懈努力的方向。
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第一章 计算机基础知识 1.1 计算机技术概述
1. 产生 2. 发展 3. 分类 4. 应用
1．巨型计算机
巨型计算机又称为超级计算机，简称巨型机。巨型机是功能最强、 运算速度最快、存储容量最大的高性能计算机。巨型机主要应用于国家 级高尖端科学技术的研究及军事国防领域。巨型机的研制和应用是一个 国家科技发展水平的重要标志。也是一个国家科技实力的综合体现。
微型机分为台式计算机、笔记本式计算机和平板计算机。自1971年， 美国Intel公司成功制造出世界上第一片4位微处理器Intel 4004，并由 它组成了第一台微型计算机MCS-4以来，微型计算机空前发展，广泛普 及。
微型机特点是体积小、能耗低、价格便宜。微型机的出现使得计算 机真正的面向全人类，科技服务大众化。然而它也悄然地改变着人们的 生活方式。
● 计算机由控制器、运算器、存储器、输入和输出设备五部分组成。 ● 采用二进制数表示数据和指令。 ● 存储程序是计算机的基本工作原理。
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第一章 计算机基础知识 1.1 计算机技术概述
1. 产生 2. 发展 3. 分类 4. 应用
1.1.2 计算机的发展 1．计算机的发展阶段
时代
电子器件
运算速度 内存容量
时间 1957年 1958年 1965年 1974年 1983年 1995年 1997年 2002年 2008年 2010年 2011年 2013年
计算机概论(共10张PPT)
6-3-10 知識管理 (KM) 全球資訊系統 (GIS)，是因應網路及電信通訊日益發達而出現的分散式資訊系統 6-3 資訊系統的類型 6-3-10 知識管理 (KM) 6-3-9 顧客關係管理 (CRM) 電腦輔助製造 (CAM) 資訊系統 (IS，information system) 泛指提供企業資訊的商業系統，以蒐集、處理、儲存及散佈資訊，協助管理者進行經營決策、問題分析 、重塑工作流程、控制作業、創新產品與服務。 6-3-7 企業資源規劃 (ERP) 6-3-10 知識管理 (KM) 6-1 資訊系統的架構 資訊系統 (IS，information system) 泛指提供企業資訊的商業系統，以蒐集、處理、儲存及散佈資訊，協助管理者進行經營決策、問題分析 、重塑工作流程、控制作業、創新產品與服務。
計算機概論
第 資訊系統
6-1 資訊系統的架構
資訊系統 (IS，information system) 泛指提供企業資訊的商業
6-3 資系訊系統統的，類型以蒐集、處理、儲存及散佈資訊，協助管理者進行經營
6-3-6 6-3
資決全訊球系策資統訊的、系類統型問(G題IS) 分析、重塑工作流程、控制作業、創新產品與服務。
6-3 資訊系統的類型
6-3-5 專家系統 (ES)
專家系統 (ES)，指的是讓電腦從蒐集豐富的資料庫 中擷取資料，進而成為某個領域的專家
6-3-6 全球資訊系統 (GIS)
全球資訊系統 (GIS)，是因應網路及電信通訊日益發 達而出現的分散式資訊系統
6-3-7 企業資源規劃 (ERP)
企業資源規劃 (ERP)，可以重建或整合企業內多個交 易程序。
6-3 資訊系統的類型
6-3-8 供應鏈管理 (SCM)
计算机概论第二版
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p.105
Cylinder
track
sector
Disk
Head
圖 5.6 磁碟
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p.105
效能：磁碟的效能取決於幾項因素：轉速、搜尋時間和轉移 時間。轉速（rotational speed）定義磁碟旋轉多快。搜尋時間 （seek time）定義移動讀寫頭到所要的儲存資料磁軌所需之時 間。轉移時間（transfer time）定義從磁碟上移動資料到 CPU∕ 記憶體所需之時間。
中央處理單元（central processing unit；CPU）執行資料的運 算。在大部分的架構中 CPU 有三個部分：算術邏輯單元、控 制單元，和一組快速儲存位置的暫存器。
圖 5.2 中央處理單元（CPU）
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p.98
算術邏輯單元 算術邏輯單元（arithmetic logic unit；ALU）執行資料的邏輯、 移位和算術運算。 暫存器 暫存器（registers）是快速的獨立儲存位置，可以暫時保存資 料。需要多種暫存器以便幫助 CPU 的運算。 資料暫存器：在今日，計算機使用位於 CPU 內部的數十個暫 存器來加速其運算，保存其中間結果。 指令暫存器(IR)：CPU 負責從記憶體中一個接一個地擷取指 令，儲存在指令暫存器（instruction register）中，解碼指令， 並且執行指令。 程式計數器(PC)：記錄目前正在執行的指令，在執行該指令 之後，此計數器會遞增以便指到記憶體內下一個指令的位址。
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p.105
磁碟（magnetic disk）是由一個或多個碟片逐一堆疊而組成。 碟片塗上一層磁性薄膜，利用每一個碟片之磁化表面上的讀 寫頭（read/write head），將資訊於碟片表面加以儲存及取回。 表面組織：每一個表面分成許多磁軌（track），而每一磁軌 分成許多磁區（sector）。磁軌被磁軌間隙（intertrack gap）隔 開，而磁區被磁區間隙（intersector gap）隔開。 資料存取：磁碟可視為一種隨機存取設備，一次所能存取的 最小儲存區域為一個磁區。一個資料區塊可以儲存在一個或 多個磁區，而且取回時不需取回碟片中其餘的資訊。
计算机学科概论第2版课件第2章 认识计算机学科
1985年春，ACM和IEEE-CS联手组成攻关组，经过近4年 的工作，攻关组提交了《计算作为一门学科》（Computing as a Discipline）的报告。将当时的计算机科学、计算机工 程、计算机科学与工程、计算机信息学以及其他类似名称 的专业及其研究范畴统称为计算学科。
第 2 章 认识计算机学科——学科的定义
计算机学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对其理 论、分析、设计、效率、实现和应用等进行的系统研究。它 来源于对算法理论、数理逻辑、计算模型、自动计算机器的 研究，并与存储式电子计算机的发明一起形成于20世纪40年 代初期。 计算机学科包括科学和技术两个方面，二者高度融合是计 算机科学与技术学科的突出特点。（科学侧重于研究现象、 揭示规律；技术侧重于研制计算机、研究使用计算机进行信 息处理的方法与技术手段。） 计算机学科是一门科学性与工程性并重的学科，表现为理 论和实践紧密结合的特征。
情景问题——学科的存在性证明
科学与学科
科学是关于自然、社会和思维的发展与变化规律的知识体 系，是由人类在生产活动和社会活动中产生和发展的，是 人类实践经验的结晶。
学科是在科学发展中不断分化和整合而形成和发展的，是 科学研究发展成熟的产物。
科学研究是以问题为基础的，只要有问题的地方就会有科 学和科学研究。
基本思想：使读写头往返移动，每往返移动一次，就成对 地对输入符号串ω左端的一个a和右端的一个b匹配并做标 记。如果恰好把输入符号串ω的所有符号都做了标记，说 明左端的符号a和右端的符号b的个数相等；否则，说明左 端的符号a和右端的符号b的个数不相等，或者符号a和b交 替出现。
控制器的操作指令（也就是程序）如下： (q0 a a R q0) (q0 b x L q1) (q1 x x L q1) (q1 a x R q2) (q1 B B H qN) (q2 x x R q2) (q2 b x L q1) (q2 B B L q3) (q3 x x L q3) (q3 a a H qN) (q3 B B H qF)
第 2 章 认识计算机学科——学科的定义
计算机学科是对描述和变换信息的算法过程，包括对其理 论、分析、设计、效率、实现和应用等进行的系统研究。它 来源于对算法理论、数理逻辑、计算模型、自动计算机器的 研究，并与存储式电子计算机的发明一起形成于20世纪40年 代初期。 计算机学科包括科学和技术两个方面，二者高度融合是计 算机科学与技术学科的突出特点。（科学侧重于研究现象、 揭示规律；技术侧重于研制计算机、研究使用计算机进行信 息处理的方法与技术手段。） 计算机学科是一门科学性与工程性并重的学科，表现为理 论和实践紧密结合的特征。
情景问题——学科的存在性证明
科学与学科
科学是关于自然、社会和思维的发展与变化规律的知识体 系，是由人类在生产活动和社会活动中产生和发展的，是 人类实践经验的结晶。
学科是在科学发展中不断分化和整合而形成和发展的，是 科学研究发展成熟的产物。
科学研究是以问题为基础的，只要有问题的地方就会有科 学和科学研究。
基本思想：使读写头往返移动，每往返移动一次，就成对 地对输入符号串ω左端的一个a和右端的一个b匹配并做标 记。如果恰好把输入符号串ω的所有符号都做了标记，说 明左端的符号a和右端的符号b的个数相等；否则，说明左 端的符号a和右端的符号b的个数不相等，或者符号a和b交 替出现。
控制器的操作指令（也就是程序）如下： (q0 a a R q0) (q0 b x L q1) (q1 x x L q1) (q1 a x R q2) (q1 B B H qN) (q2 x x R q2) (q2 b x L q1) (q2 B B L q3) (q3 x x L q3) (q3 a a H qN) (q3 B B H qF)
大学计算机基础(第二版)第1章计算机基础知识简明教程PPT课件
加减运算5千次/每秒 没有存储器 采用十进制
第6页
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
2.现代计算机鼻祖
艾 兰 图 灵 冯 诺 依 曼 · · (1912-1954)
(1903-1957)
主要贡献： 建立图灵机模型，奠定了可计算理论的基础 提出图灵测试，阐述了机器智能的概念
主要贡献： 与同事研制人类第二台计算机EDVAC 提出“存储程序”概念
CPU 中央处理器 M1 Cache M2 主存 M3 外存
CPU与存储器关系示意图
第14页
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
3.存储器容量
• 位：二进制中的0或1。 • 字节：8个二进制位组成一个字节。字节是存储器的 基本存储单位。 • 存储器容量：是指最多可存放的二进制数据的总和。 • 计量单位：KB、MB、GB、TB。
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
第5页
1.计算机的问世
1946年2月 世界上第一台真正 意义上的数字电子 计算机——ENIAC 在美国加州问世
重达 30 吨 占地 170 平米 耗电 140 千瓦 电子管 18000 个
Electronic Numerical Integrator And Calculator
4.组成计算机的主要电子器件
电子管
晶体管
集成电路
大规模集成电路
大学计算机基础
第一章 计算机基础知识
第9页
5.计算机的发展趋势
当前计算机技术高速发展的趋势从未改变 越来越向: 功能巨型化 体积微型化 资源网络化 处理智能化 方向发展
目前，国家现在开发三网合一系统工程，即将计算 机网、电信网、有线电视网合为一体。将来通过网 络能更好的传送数据、文本资料、声音、图形和图 像，用户可随时随地在全世界范围拔打可视电话或 收看任意国家的电视和电影。
计算机第2部分PPT课件
路由器B 网络层 数据链路层 物理层
主机B 应用进程B
应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层
传输介质
传输介质
传输介质
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2.OSI环境中的数据传输过程（了解）
应用 进程A
结构中关键的一层。
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会话层的主要功能：
• 负责维护两个结点之间的传输链接，以便确保点到点 传输不中断；
• 管理数据交换。
表示层的主要功能： • 用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式； • 数据格式变换； • 数据加密与解密； • 数据压缩与恢复。
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应用层的主要功能: • 为应用程序提供了网络服务; • 应用层需要识别并保证通信对方的可用性，使得协同工
第பைடு நூலகம்部分
计算机网络体系结构（OSI模型概念）与协议(TCP/IP)
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2.1 网络体系结构的基本概念
2.1.1 网络协议的概念 1.什么是网络协议 计算机网络是由多个互连的结点组成的，结点之间需要 不 断地交换数据与控制信息。要做到有条不紊地交换数据，每个 结点都必须遵守一些事先约定好的规则。这些规则明确地规定 了所交换数据的格式和时序。
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2.1.3 网络体系结构的研究方法
层次结构研究方法的优点（了解） • (1) 各层之间相互独立，高层不需要知道低层是如何实
现的，而仅知道该层通过层间的接口所提供的服务。 • (2) 当任何一层发生变化时，例如由于技术进步促进实
现技术的变化，只要接口保持不变，则在这层以上或 以下各层均不受影响。 • (3) 各层都可以采用最合适的技术来实现，各层实现技 术的改变不影响其他层。 • (4) 整个系统被分解为若干个易于处理的部分，这种结 构使得一个庞大而复杂系统的实现和维护变得容易控 制。 • (5) 每层的功能与所提供的服务都已有精确的说明，因 此这有利于促进标准化过程。
计算机概论第二版
狀態圖（state chart）：扮演著與程序導向分析中的狀態流程 圖相同的角色。
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p.257
圖 10.6 使用案例圖範例
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p.258
圖 10.7 類別圖式範例
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p.258
10.3 設計階段
設計階段（design phase）中，系統的所有組成單元都會被定 義出來。 程序導向式設計 在程序導向式設計（procedure-oriented design）中，我們需要 設計程序與資料。
徹底測試
隨機測試 邊界值測試
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p.265
10.6 文件
為能正確的使用軟體，與有效的進行軟體的維護，文件 （documentation）的製作是有需要的。軟體的文件可分為三 個部分：使用者文件、系統文件與技術文件。 文件的製作與更新是一個不停歇的過程。 使用者文件 使用者需要文件以正確的執行軟體，傳統稱之為使用手冊。 系統文件 系統文件（system documentation）定義軟體本身，它被撰寫 成可以讓非原始開發者用以維護、修改此軟體。 技術文件 技術文件描述軟體系統的安裝與服務。
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p.261
圖 10.10 品質因子
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p.261
10.5 測試階段
測試階段（testing phase）的目標就是找出錯誤。 玻璃箱測試
玻璃箱測試〔glass-box testing；或白箱測試（white-box testing）〕植基於軟體內部結構已知。測試的目標就是檢查軟 體所有組成元件，是否符合所設計的要求。基本路徑測試與 控制結構測試是其中兩種測試方法。
結構圖表（structure chart）：程序導向設計常用來列舉模組間 關聯的工具。
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p.257
圖 10.6 使用案例圖範例
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p.258
圖 10.7 類別圖式範例
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p.258
10.3 設計階段
設計階段（design phase）中，系統的所有組成單元都會被定 義出來。 程序導向式設計 在程序導向式設計（procedure-oriented design）中，我們需要 設計程序與資料。
徹底測試
隨機測試 邊界值測試
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p.265
10.6 文件
為能正確的使用軟體，與有效的進行軟體的維護，文件 （documentation）的製作是有需要的。軟體的文件可分為三 個部分：使用者文件、系統文件與技術文件。 文件的製作與更新是一個不停歇的過程。 使用者文件 使用者需要文件以正確的執行軟體，傳統稱之為使用手冊。 系統文件 系統文件（system documentation）定義軟體本身，它被撰寫 成可以讓非原始開發者用以維護、修改此軟體。 技術文件 技術文件描述軟體系統的安裝與服務。
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p.261
圖 10.10 品質因子
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10.5 測試階段
測試階段（testing phase）的目標就是找出錯誤。 玻璃箱測試
玻璃箱測試〔glass-box testing；或白箱測試（white-box testing）〕植基於軟體內部結構已知。測試的目標就是檢查軟 體所有組成元件，是否符合所設計的要求。基本路徑測試與 控制結構測試是其中兩種測試方法。
結構圖表（structure chart）：程序導向設計常用來列舉模組間 關聯的工具。
《计算机系统概论》PPT课件
第2、3章 主要教学内容
第2章 讲解数据表示和运算方法，这是设计实现计算机运算器部件的理 论根底。
计算机中都使用二进制的信息编码。二进制编码和码制转换是数据运算 的数学根底。
整数的原码、补码表示是为了简化数据运算的方案，可以简化用到的硬 件线路，提高运算速度。
数据的检错纠错编码技术是提高硬件可靠性的有效措施。 第3章 讲解计算机的运算器部件，有定点运算器和浮点运算器２种类型， 是实现数据运算的执行部件。 重点学习定点运算器，由完成算数与逻辑运算的电路 ALU 和暂存运算 数据和中间结果的存放器组 REGs 、保存结果特征状态的Flag 存放器这３ 个主要局部组成。 一般了解浮点运算器的组成和浮点数的运算方法即可。
学习存储器分类和可用器件的存储原理、读写过 程的根本知识；了解存储器的性能指标；
学习主存的构建技术，与CPU的连接方式和读写 时序关系；学习高速缓存的构建技术，运行原理；一 般了解虚拟存储器的实现方案和根本术语。
对磁盘、光盘的原理性组成和运行原理有根本了 解，理解磁盘阵列技术的特点和对系统性能的影响。12
不是只有设计计算机硬件系统的人才要学这门课,计算机专 业的人员都应该对其有所了解。选择了计算机专业，终生要与 计算机系统打交道、要使用好计算机就应该学习这门课，否那 么就算不上一名合格的计算机专业人员。总不该把计算机硬件 系统看作为电视机一样的产品，开一下电源选选台能看节目了 就行了。
计算机中有许多知识是到处都会用到的，是学习后续多门 课程 (系统构造， 操作系统，编译原理，高级语言程序设计, 计 算机网络，数据库) 的根底，将来工作中如何想清楚、如何解 决遇到的许多问题都会涉及到计算机的硬件问题。
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第4章 主要教学内容
第4章 讲解计算机的存储器系统。 当前计算机的存储器系统由高速缓存、主存和虚
机工社2023思政精品课件新编计算机科学概论 第2版06 操作系统
新编计算机科学概论
（第二版）
第6章 操作系统
本章教学目的
1. 了解操作系统的基本概念，说明操作系统的功能作用； 2. 能够描述操作系统的组成要素，了解操作系统的分类； 3. 理解进程的概念，理解死锁的概念、产生条件； 4. 理解存储管理的内涵，理解虚拟存储的概念； 5. 理解文件系统的作用，理解虚拟文件系统； 6. 理解设备管理概念和缓冲技术； 7. 了解典型的操作系统
通常把组成操作系统程序的基本单位称作操作系统的构件。剖析现代 操作系统，构成操作系统的基本单位除内核之外，还有进程、线程等。
6.1.2 操作系统的功能
操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。操作系统是计算机系统的 资源管理者。 1. 处理器管理
处理器是计算机系统最核心的资源，处理器管理的工作主要包括是处 理中断事件和处理器调度。其目的是最大限度地提高处理器的使用效率， 发挥其作用。 2. 存储管理
设备管理的是各类外围设备，完成用户提出的I/O请求，加快I/O信息 的传送速度，发挥I/O设备的并行性，提高I/O设备的利用率，以及提供每 种设备的设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐蔽硬件细节，提供方便 简单的设备使用方法。
6.1.2 操作系统的功能
5. 网络与通信管理 联网操作系统至少具有网上资源管理功能和数据通信管理功能。网络
网络用户提供各种所需服务的操作系统。网络操作系统主要有两种工作模 式：第一种是客户机/服务器（Client/Server）模式，这类网络中分成两 类站点，一类作为网络控制中心或数据中心的服务器，提供文件打印、通 信传输、数据库等各种服务；另一类是本地处理和访问服务器的客户机。 另一种是对等（Peer-to-Peer）模式，这种网络中的站点都是对等的，每 一个站点既可作为服务器，而又可作为客户机。典型系统有：UNIX、 Netware 和Windows NT。
（第二版）
第6章 操作系统
本章教学目的
1. 了解操作系统的基本概念，说明操作系统的功能作用； 2. 能够描述操作系统的组成要素，了解操作系统的分类； 3. 理解进程的概念，理解死锁的概念、产生条件； 4. 理解存储管理的内涵，理解虚拟存储的概念； 5. 理解文件系统的作用，理解虚拟文件系统； 6. 理解设备管理概念和缓冲技术； 7. 了解典型的操作系统
通常把组成操作系统程序的基本单位称作操作系统的构件。剖析现代 操作系统，构成操作系统的基本单位除内核之外，还有进程、线程等。
6.1.2 操作系统的功能
操作系统是用户与计算机硬件之间的接口。操作系统是计算机系统的 资源管理者。 1. 处理器管理
处理器是计算机系统最核心的资源，处理器管理的工作主要包括是处 理中断事件和处理器调度。其目的是最大限度地提高处理器的使用效率， 发挥其作用。 2. 存储管理
设备管理的是各类外围设备，完成用户提出的I/O请求，加快I/O信息 的传送速度，发挥I/O设备的并行性，提高I/O设备的利用率，以及提供每 种设备的设备驱动程序和中断处理程序，为用户隐蔽硬件细节，提供方便 简单的设备使用方法。
6.1.2 操作系统的功能
5. 网络与通信管理 联网操作系统至少具有网上资源管理功能和数据通信管理功能。网络
网络用户提供各种所需服务的操作系统。网络操作系统主要有两种工作模 式：第一种是客户机/服务器（Client/Server）模式，这类网络中分成两 类站点，一类作为网络控制中心或数据中心的服务器，提供文件打印、通 信传输、数据库等各种服务；另一类是本地处理和访问服务器的客户机。 另一种是对等（Peer-to-Peer）模式，这种网络中的站点都是对等的，每 一个站点既可作为服务器，而又可作为客户机。典型系统有：UNIX、 Netware 和Windows NT。
计算机概论第二版
手持式系統 手持式系統 (handheld system) 泛指應用於PDA、 3G手機的作業系統 ，在設計上必須考慮到有效地 管理記憶體、不能增加CPU的負擔、擷取顯示部 份內容、不能太耗電、無線上網。 嵌入式系統 日常生活中處處可見只做某些工作的特殊用途電 腦，這些電子產品都是由隱藏於內部的CPU來加 以控制，也就是嵌入式系統 (embedded system)， 這種系統沒有或只有少許介面，功能有限且原始， 傾向於監督並控制硬體裝置等用途。
計算機概論第二版
第6章 作業系統
6-1 認識作業系統
作業系統 (OS) 是介於電腦硬體與應用軟體之間 的程式，除了提供執行應用軟體的環境，還負責 分配系統資源。
作業系統中實際負責管理系統資源的是數 個不同的處理程式，而負責協調與控制這 些處理程式，並維持整個作業系統正常運 作的程式叫做核心 (kernel) 或監督程式 (supervisor program)。
6-4 常見的作業系統
UNIX Microsoft的伺服器作業系統 Microsoft的用戶端作業系統 MacOS Linux Microsoft Windows CE
6-3-2 第二代電腦
單工系統
批次系統
6-3-3 第三代電腦
線上同時週邊處理 (SPOOL)
多元程式處理系統
分時系統
6-3-4 第四代電腦
多處理器系統
分散式系統
叢集式系統 叢集式系統 (clustered system) 的特性類似 多處理器系統，也是集合多個CPU一起完 成工作，不過，它們是由兩個或更多個別 的系統集合而成。 即時系統 即時系統 (real time system) 能夠隨時對輸 入訊號做出立刻的回應，通常應用於非常 重視回應時間的系統。
计算机概论第二版
最常見的簡報軟體有 Microsoft Office套裝 軟體中的PowerPoint、 Sun starOffice套裝軟 體中的Presentation及 OpenOffice.rog OpenOffice套裝軟體 中的IMPRESS，其中 以PowerPoint的使用 人數最多。
5-5-4 資料庫管理系統軟體
5-5-1 文書處理軟體－Word
最常見的文書處理 軟體有Microsoft Office套裝軟體中的 Word、Sun starOffice套裝軟體 中的Text及 OpenOffice.rog OpenOffice套裝軟 體中的WRITER， 其中以Word的使用 人數最多。
5-5-2 試算表軟體－Excel
5-3-2 縱向應用軟體 當市場上既有的軟體無法滿足企業的需求時，企 業會委託其它軟體設計公司或自行開發應用軟體， 這類的應用軟體即屬於縱向應用軟體 (vertical application software)，又稱為專用型應用軟體 。
5-4 應用軟體的版權
5-4-1 免費軟體 可以免費使用與隨意 散發，但它在法律上 仍享有版權，ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ且版 權屬於原作者。
5-6-3
影像處理軟體－Photoshop
Photoshop是Adobe公 司旗下的另一員大將， 一套十分有名且受甚 多人喜愛的影像處理 軟體，在麥金塔平台 與個人電腦平台上都 大受歡迎，對網頁的 美術製作，也有不錯 的表現。
5-6-4 影像處理軟體－PhotoImpact
PhotoImpact是國內友立 資訊 (Ulead) 所推出的影 像處理軟體，雖然無法與 專業的Adobe Photoshop 齊名，但由於內建豐富的 圖片特效，而且可以用來 製作卡片、海報、名片、 網頁按鈕…，加上操作簡 單，價位便宜，使得 PhotoImpact在影像處理 市場佔有一席之地。
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電腦使用兩種不同的表示法：定點法（fixed-point）和浮點法 （floating-point）。第一種表示法是將一個數值儲存成一個整 數，第二種則是將一個數值儲存成一個實數。
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p.42
儲存整數 一個整數可以視為是一個小數點位置固定的數值：小數點在 最低有效（最右邊）位元的右邊。 在定點數表示法（fixed-point representation）中假設有小數點 但並不儲存。
在左邊加五個位元
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p.43
範例 3.2
儲存 258 至 16 位元的記憶體位置。 解答 首先轉換整數成二進位，(100000010)2，加上七個 0 使全部為 16 個位元，00010)2。此整數儲存到記憶體位置中。
轉換 258 成為二進位43
範例 3.3
當一個輸出裝置取回儲存在記憶體中的位元字串 00101011 來當作 一個無號整數時，會傳回什麼？ 解答 使用示於第 2 章中的程序，此二進位整數被轉換成無號整數 43。
儲存 –28 至 8 位元的記憶體位置，使用符號大小表示法。 解答 將此整數轉換成 7 位元之二進位值，最左邊位元設為 1。儲存此 8 位元數值。
轉換 28 至 7 位元二進位值 加上符號並儲存
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p.46
範例 3.6
取回以符號大小表示法儲存成 01001101 的整數。 解答 因為最左邊位元為 0，符號為正。其餘位元 (1001101) 轉換成十進 位為 77。加上符號之後，此整數為 +77。
文書處理程式利用電腦處理文字：排版、移動、刪除等。
處理語音資料，播放音樂以及將聲音記錄成資料。
利用電腦處理圖像：包括建立、縮小、擴展、旋轉等。
播放電影，產生電影中所看到的特效。
電腦產業使用「多媒體」來定義包含數值、文字、圖像、音訊和視 訊的資訊。
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p.40
圖 3.1 不同型態的資料
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p.40
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p.46
範例 3.7
取回以符號大小表示法儲存成 10100001 的整數。 解答 因為最左邊位元為 1，符號為負。其餘位元 (0100001) 轉換成十進 位為 17。加上符號之後，此整數為 –17。
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圖 3.7 符號大小表示法之溢位
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p.47
2 補數表示法 幾乎所有的電腦都使用 2 補數（two’s complement）表示法來 儲存一個 n 位元記憶體位置中的有號整數。
電腦內部的資料 當所有的資料型態儲存到電腦時，都被轉換成一致的表達方 式，稱為位元樣式。
位元〔bit，二進位數字（binary digit）〕是電腦裡可被儲存 的最小資料單元，而且其值為 0 或 1。
為了表示不同型態的資料，我們使用位元樣式（bit pattern）， 這是一連串位元，又稱為位元字串（a string of bits）。
在符號大小表示法中，有兩個 0：+ 0 與 – 0。
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p.45
範例 3.4
儲存 +28 至 8 位元的記憶體位置，使用符號大小表示法。 解答 將此整數轉換成 7 位元之二進位值，最左邊位元設為 0。儲存此 8 位元數值。
轉換 28 至 7 位元二進位值 加上符號並儲存
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p.46
範例 3.5
無號整數的應用 無號整數表示法可以增進儲存的效率，因為我們不需要儲存 整數的符號。無號整數表示法可以使用於當我們不需要負整 數的時候： 計數（counting） 定址（addressing） 儲存其他資料型態
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p.45
圖 3.6 符號大小表示法
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p.45
符號大小表示法 以符號大小格式儲存整數需要 1 個位元來表示符號（0 表示正， 1 表示負）。n 位元配置所能儲存數值範圍為 – (2n–1 – 1)到 +(2n–1 – 1)。在 n 位元的配置中，最左邊的位元專用於儲存符 號（0 為正，1 為負）。
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計算機概論 第二版
Foundations of Computer Science
Chapter 3 資料的儲存
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3.1 資料型態
現今的資料有不同的形式，包含數值、文字、音訊、圖像和 視訊（圖 3.1）。
人類需要能夠處理各種不同型態的資料：
工程應用程式利用電腦處理數值：包括作算術運算、解決代 數或三角方程式、微分方程式的解等。
一個具有 8 位元的位元樣式稱為一個位元組（byte）。字組 （word）表示較長的位元樣式。
屬於不同資料型態的一筆資料可能在記憶體內儲存成相同的 樣式。
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圖 3.2 位元樣式
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p.41
圖 3.3 不同資料型態的儲存
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p.41
3.2 儲存數值
一個數值在儲存到電腦記憶體內部之前，會先被轉換成二進 位系統。有兩個問題需要處理： 1. 如何儲存數值的符號。 2. 如何表示小數點。
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p.43
範例 3.1
儲存 7 到 8 位元的記憶體位置，使用無號數表示法。 解答 首先轉換整數成二進位 (111)2，加上五個 0 使全部為 8 個位元， (00000111)2。此整數儲存到記憶體位置中，注意下標 2 是用來強 調此整數是二進位，但是該下標並不儲存在電腦中。
轉換 7 成為二進位
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p.44
溢位 在一個 n 位元的記憶體位置中，只能儲存一個介於 0 與 2n – 1 之間的無號整數。如果我們嘗試要儲存一個整數的值大於 24 – 1 = 15 到只有四個位元的記憶體位置中，這種情況稱為溢位 （overflow）。
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p.44
圖 3.5 無號整數中的溢位
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p.44
在 2 補數表示法中，最左邊位元定義了整數的符號。如果該位元 為 0，則此整數為正；如果該位元為 1，則此整數為負。
一個整數儲存在記憶體中通常是使用定點數表示法。
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圖 3.4 整數的定點數表示法
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無號整數（unsigned integer）的範圍介於 0 和正無窮大之間。 其值為 (2n – 1)，其中 n 表示一個無號數所配置的位元數目。
儲存一個無號整數： 1. 整數轉換成二進位。 2. 如果位元數小於 n，則將 0 加到此二進位整數的左方，使得 全部共有 n 位元。如果位元數大於 n，則此整數不能儲存，將 會發生溢位情況。
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儲存整數 一個整數可以視為是一個小數點位置固定的數值：小數點在 最低有效（最右邊）位元的右邊。 在定點數表示法（fixed-point representation）中假設有小數點 但並不儲存。
在左邊加五個位元
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範例 3.2
儲存 258 至 16 位元的記憶體位置。 解答 首先轉換整數成二進位，(100000010)2，加上七個 0 使全部為 16 個位元，00010)2。此整數儲存到記憶體位置中。
轉換 258 成為二進位43
範例 3.3
當一個輸出裝置取回儲存在記憶體中的位元字串 00101011 來當作 一個無號整數時，會傳回什麼？ 解答 使用示於第 2 章中的程序，此二進位整數被轉換成無號整數 43。
儲存 –28 至 8 位元的記憶體位置，使用符號大小表示法。 解答 將此整數轉換成 7 位元之二進位值，最左邊位元設為 1。儲存此 8 位元數值。
轉換 28 至 7 位元二進位值 加上符號並儲存
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範例 3.6
取回以符號大小表示法儲存成 01001101 的整數。 解答 因為最左邊位元為 0，符號為正。其餘位元 (1001101) 轉換成十進 位為 77。加上符號之後，此整數為 +77。
文書處理程式利用電腦處理文字：排版、移動、刪除等。
處理語音資料，播放音樂以及將聲音記錄成資料。
利用電腦處理圖像：包括建立、縮小、擴展、旋轉等。
播放電影，產生電影中所看到的特效。
電腦產業使用「多媒體」來定義包含數值、文字、圖像、音訊和視 訊的資訊。
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圖 3.1 不同型態的資料
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取回以符號大小表示法儲存成 10100001 的整數。 解答 因為最左邊位元為 1，符號為負。其餘位元 (0100001) 轉換成十進 位為 17。加上符號之後，此整數為 –17。
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圖 3.7 符號大小表示法之溢位
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2 補數表示法 幾乎所有的電腦都使用 2 補數（two’s complement）表示法來 儲存一個 n 位元記憶體位置中的有號整數。
電腦內部的資料 當所有的資料型態儲存到電腦時，都被轉換成一致的表達方 式，稱為位元樣式。
位元〔bit，二進位數字（binary digit）〕是電腦裡可被儲存 的最小資料單元，而且其值為 0 或 1。
為了表示不同型態的資料，我們使用位元樣式（bit pattern）， 這是一連串位元，又稱為位元字串（a string of bits）。
在符號大小表示法中，有兩個 0：+ 0 與 – 0。
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範例 3.4
儲存 +28 至 8 位元的記憶體位置，使用符號大小表示法。 解答 將此整數轉換成 7 位元之二進位值，最左邊位元設為 0。儲存此 8 位元數值。
轉換 28 至 7 位元二進位值 加上符號並儲存
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範例 3.5
無號整數的應用 無號整數表示法可以增進儲存的效率，因為我們不需要儲存 整數的符號。無號整數表示法可以使用於當我們不需要負整 數的時候： 計數（counting） 定址（addressing） 儲存其他資料型態
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圖 3.6 符號大小表示法
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符號大小表示法 以符號大小格式儲存整數需要 1 個位元來表示符號（0 表示正， 1 表示負）。n 位元配置所能儲存數值範圍為 – (2n–1 – 1)到 +(2n–1 – 1)。在 n 位元的配置中，最左邊的位元專用於儲存符 號（0 為正，1 為負）。
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3.1 資料型態
現今的資料有不同的形式，包含數值、文字、音訊、圖像和 視訊（圖 3.1）。
人類需要能夠處理各種不同型態的資料：
工程應用程式利用電腦處理數值：包括作算術運算、解決代 數或三角方程式、微分方程式的解等。
一個具有 8 位元的位元樣式稱為一個位元組（byte）。字組 （word）表示較長的位元樣式。
屬於不同資料型態的一筆資料可能在記憶體內儲存成相同的 樣式。
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圖 3.2 位元樣式
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圖 3.3 不同資料型態的儲存
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3.2 儲存數值
一個數值在儲存到電腦記憶體內部之前，會先被轉換成二進 位系統。有兩個問題需要處理： 1. 如何儲存數值的符號。 2. 如何表示小數點。
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範例 3.1
儲存 7 到 8 位元的記憶體位置，使用無號數表示法。 解答 首先轉換整數成二進位 (111)2，加上五個 0 使全部為 8 個位元， (00000111)2。此整數儲存到記憶體位置中，注意下標 2 是用來強 調此整數是二進位，但是該下標並不儲存在電腦中。
轉換 7 成為二進位
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溢位 在一個 n 位元的記憶體位置中，只能儲存一個介於 0 與 2n – 1 之間的無號整數。如果我們嘗試要儲存一個整數的值大於 24 – 1 = 15 到只有四個位元的記憶體位置中，這種情況稱為溢位 （overflow）。
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圖 3.5 無號整數中的溢位
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在 2 補數表示法中，最左邊位元定義了整數的符號。如果該位元 為 0，則此整數為正；如果該位元為 1，則此整數為負。
一個整數儲存在記憶體中通常是使用定點數表示法。
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圖 3.4 整數的定點數表示法
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無號整數（unsigned integer）的範圍介於 0 和正無窮大之間。 其值為 (2n – 1)，其中 n 表示一個無號數所配置的位元數目。
儲存一個無號整數： 1. 整數轉換成二進位。 2. 如果位元數小於 n，則將 0 加到此二進位整數的左方，使得 全部共有 n 位元。如果位元數大於 n，則此整數不能儲存，將 會發生溢位情況。