操作系统的性能指标和系统结构
计算机系统的主要技术指标与系统配置
计算机系统的主要技术指标与系统配置1.主要技术指标：(1)处理器：处理器是计算机的核心部件，决定计算机的运行速度和性能。
常见的技术指标包括频率、核心数、缓存容量和架构等。
频率越高、核心数越多、缓存容量越大和架构越先进，处理能力越强。
(2)内存：内存是计算机用于暂时存储数据的地方，直接影响计算机的运行速度和多任务处理能力。
常见的技术指标包括容量和数据传输速率。
容量越大、数据传输速率越高，计算机的性能越好。
(3)硬盘：硬盘是计算机用于永久存储数据的地方，影响计算机的数据存储和读取速度。
常见的技术指标包括容量、转速和接口类型等。
容量越大、转速越快和接口类型越先进，硬盘的性能越好。
(4)显卡：显卡是计算机用于图形显示的设备，影响计算机的图形处理能力和显示质量。
常见的技术指标包括显存容量、核心频率和接口类型等。
显存容量越大、核心频率越高和接口类型越先进，显卡的性能越好。
(5)网卡：网卡是计算机用于网络通信的设备，影响计算机的网络连接速度和稳定性。
常见的技术指标包括传输速率和接口类型等。
传输速率越高和接口类型越先进，网卡的性能越好。
2.系统配置：(1) 操作系统：操作系统是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件资源和提供用户界面。
常见的操作系统有Windows、macOS和Linux等。
(2)程序软件：程序软件是用于实现特定功能的应用程序。
常见的程序软件有办公软件、图形设计软件、音视频播放软件等。
(3)设备驱动程序：设备驱动程序是用于连接计算机硬件和操作系统的程序，负责使硬件和操作系统之间能够正常通信。
(4)硬件设备：硬件设备包括处理器、内存、硬盘、显卡、网卡以及相关的外设设备。
根据不同的需求和预算，可以选择不同品牌和型号的硬件设备。
(5)网络配置：网络配置包括网络拓扑结构、连接设备和网络协议等。
常见的网络配置包括局域网、无线网络和互联网等。
总结起来，计算机系统的主要技术指标和系统配置决定了计算机的性能和功能。
系统的性能指标
系统的性能指标（⼀）性能指标有哪些1、响应时间（Response time）响应时间就是⽤户感受软件系统为其服务所耗费的时间，对于⽹站系统来说，响应时间就是从点击了⼀个页⾯计时开始，到这个页⾯完全在浏览器⾥展现计时结束的这⼀段时间间隔，看起来很简单，但其实在这段响应时间内，软件系统在幕后经过了⼀系列的处理⼯作，贯穿了整个系统节点。
根据“管辖区域”不同，响应时间可以细分为：1. 服务器端响应时间，这个时间指的是服务器完成交易请求执⾏的时间，不包括客户端到服务器端的反应（请求和耗费在⽹络上的通信时间），这个服务器端响应时间可以度量服务器的处理能⼒。
2. ⽹络响应时间，这是⽹络硬件传输交易请求和交易结果所耗费的时间。
3. 客户端响应时间，这是客户端在构建请求和展现交易结果时所耗费的时间，对于普通的瘦客户端 Web 应⽤来说，这个时间很短，通常可以忽略不计；但是对于胖客户端 Web 应⽤来说，⽐如 Java applet、AJAX，由于客户端内嵌了⼤量的逻辑处理，耗费的时间有可能很长，从⽽成为系统的瓶颈，这是要注意的⼀个地⽅。
那么客户感受的响应时间其实是等于客户端响应时间 + 服务器端响应时间 + ⽹络响应时间。
细分的⽬的是为了⽅便定位性能瓶颈出现在哪个节点上。
2、吞吐量（Throughput）吞吐量是我们常见的⼀个软件性能指标，对于软件系统来说，“吞”进去的是请求，“吐”出来的是结果，⽽吞吐量反映的就是软件系统的“饭量”，也就是系统的处理能⼒，具体说来，就是指软件系统在每单位时间内能处理多少个事务/请求/单位数据等。
但它的定义⽐较灵活，在不同的场景下有不同的诠释，⽐如数据库的吞吐量指的是单位时间内，不同 SQL 语句的执⾏数量；⽽⽹络的吞吐量指的是单位时间内在⽹络上传输的数据流量。
吞吐量的⼤⼩由负载（如⽤户的数量）或⾏为⽅式来决定。
举个例⼦，下载⽂件⽐浏览⽹页需要更⾼的⽹络吞吐量。
资源使⽤率（Resource utilization）常见的资源有：CPU占⽤率、内存使⽤率、磁盘I/O、⽹络I/O。
计算机的基本组成
计算机的基本组成计算机是一种电子设备，它的功能包括存储、处理和传输信息。
为了更好地理解和使用计算机，我们需要了解它的基本组成。
1、硬件系统计算机的硬件系统是它的物理部分，包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和硬盘）、输入/输出设备（键盘、鼠标、显示器、打印机等）和总线（用于连接各个部件）。
中央处理器是计算机的“大脑”，负责执行程序中的指令并处理数据。
存储器分为内存和硬盘。
内存包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储运行中的程序和数据，ROM用于存储固件和操作系统。
硬盘是用于长期存储数据的外部存储器。
输入/输出设备允许用户与计算机交互。
键盘和鼠标是最常见的输入设备，而显示器和打印机是最常见的输出设备。
总线是用于连接各个部件的通信通道。
2、软件系统计算机的软件系统是它的程序部分，包括系统软件和应用软件。
系统软件包括操作系统、编译器和数据库管理系统等，它们为应用程序提供了一个运行环境。
应用软件是为特定任务设计的程序，例如办公软件、图像处理软件和游戏等。
3、网络系统现代计算机通常通过互联网与其他计算机连接，形成一个网络。
网络系统包括硬件（如路由器和调制解调器）和软件（如浏览器和电子邮件客户端），这些部件可以帮助用户连接到其他计算机并共享资源。
计算机的基本组成包括硬件系统、软件系统和网络系统。
这些组件协同工作，使计算机成为一种强大的信息处理工具，可以满足我们的工作、学习和娱乐需求。
计算机系统的基本组成计算机系统是一种复杂的电子系统，它由多个不同的部分组成，这些部分协同工作，使计算机能够执行各种任务。
以下是计算机系统的基本组成：1、硬件系统硬件系统是计算机系统的物理组成部分，包括中央处理器（CPU），内存，硬盘，显卡，声卡，网卡，电源，主板，显示器，键盘，鼠标等。
这些硬件组件通过各种接口和线路连接在一起，形成一个完整的计算机系统。
中央处理器（CPU）是计算机系统的核心，它负责执行程序中的指令，处理数据和执行计算。
计算机系统结构教案
计算机系统结构教案一、引言计算机系统结构是计算机科学与技术领域中的一门重要课程，它关注计算机硬件和软件之间的相互关系，对于深入理解计算机系统的原理和设计具有关键作用。
本教案旨在提供一种有效的教学方法和内容，帮助学生全面掌握计算机系统结构的基本知识和核心概念。
二、教学目标1. 理解计算机系统结构的基本概念和原理；2. 掌握计算机硬件和软件之间的关系；3. 能够分析和设计简单的计算机系统；4. 培养学生的团队合作和问题解决能力；5. 培养学生的创新意识和实践能力。
三、教学内容1. 计算机系统结构的基本概念1.1 计算机系统的主要组成部分1.2 计算机系统的层次结构1.3 计算机性能指标和评价方法2. 计算机硬件部分2.1 中央处理器（CPU）的结构和功能2.2 存储器的层次结构和访问方式2.3 输入输出设备的分类和特点3. 计算机软件部分3.1 操作系统的作用和功能3.2 编程语言和编译系统3.3 网络通信和分布式计算4. 计算机系统设计与实现4.1 指令集体系结构（ISA）的设计和优化 4.2 流水线技术和超标量处理器4.3 存储器系统的设计和优化5. 计算机系统性能评价5.1 基准程序和性能指标5.2 性能提升的方法和技术5.3 并行计算和并行处理器四、教学方法1. 授课采用讲授的方式介绍计算机系统结构的基本理论和概念，并结合案例和实例进行说明。
2. 实验设计和安排计算机系统结构实验，包括CPU设计与模拟、操作系统的实现与优化等，帮助学生理解和应用所学知识。
3. 讨论与互动组织学生参与讨论和小组活动，培养学生的团队合作和问题解决能力。
4. 实践与项目安排实践任务和项目，鼓励学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的创新意识和实践能力。
五、教学评估1. 平时成绩评估包括课堂积极参与、实验报告、作业等，反映学生的学习情况和能力水平。
2. 考试评估设计考试试题，测试学生对于计算机系统结构的理解和应用能力。
2024年计算机系统的组成
计算机系统的组成计算机系统是现代社会不可或缺的一部分，它由多个组件组成，包括硬件和软件。
本文将详细介绍计算机系统的组成，包括其硬件和软件两个方面。
一、硬件组成1.中央处理器（CPU）中央处理器是计算机系统的核心，负责执行计算机程序中的指令。
它由控制器和运算器组成，控制器负责指令的解码和执行，运算器负责算术和逻辑运算。
2.存储器存储器是计算机系统中用于存储数据和指令的部分。
它包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
RAM用于存储正在运行的程序和数据，而ROM则存储计算机启动时需要的程序和数据。
3.输入设备输入设备是用户与计算机系统交互的接口，它将用户输入的数据传输到计算机系统中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等。
4.输出设备输出设备是计算机系统向用户展示结果的设备，它将计算机处理后的数据以可视化的形式展示给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机、扬声器等。
5.总线总线是计算机系统中各个组件之间传输数据的通道。
它包括数据总线、地质总线和控制总线。
数据总线用于传输数据，地质总线用于传输内存地质，控制总线用于传输控制信号。
二、软件组成1.操作系统操作系统是计算机系统的核心软件，它负责管理计算机硬件资源，提供用户与计算机硬件交互的接口，以及执行计算机程序。
常见的操作系统包括Windows、Linux和macOS等。
2.应用软件应用软件是为满足用户特定需求而设计的软件。
它包括办公软件、图像处理软件、视频播放软件等。
应用软件通常运行在操作系统之上，利用操作系统的资源来完成特定的任务。
3.编程语言和开发工具编程语言和开发工具是计算机系统的重要组成部分，它们为开发者提供了编写、测试和调试程序的环境。
常见的编程语言包括C、Java、等，常见的开发工具包括Eclipse、VisualStudio等。
4.驱动程序驱动程序是计算机系统中用于控制硬件设备的软件。
它负责将操作系统和硬件设备之间的通信进行转换，使得操作系统可以正确地识别和使用硬件设备。
计算机的主要性能指标!!
计算机的主要性能指标(掌握)1. 字长：是计算机信息处理中可以同时处理的二进制数的位数。
字长越长，数据的运算精度和计算机的运算功能就越强，他的行使空间就越大，处理速度也就越大。
2. 主频：是指计算机的时钟频率，即CPU在单位时间内的平均操作次数，是决定计算机速度的重要指标，频率越高处理速度越快。
3. 内存容量：内存容量越大，计算机处理时与外存交换数据的次数就越少，因此处理速度越快。
4. 存储周期：存储周期越短速度越快。
5. 运算速度：是指计算机每秒钟能执行的指令数，一般以每秒所能执行的百万条指令数来衡量，单位为每秒百万条指令。
影响计算机运算速度的主要因素是中央处理器的主频和存储器的存取周期。
【例2-27】多选题：计算机的性能指标包括( )。
A.计算机速度B.字长C.内存容量D.分辨率正确答案：ABC解析：计算机系统的性能指标主要包括字长、主频、内存容量、存取周期和运算速度等。
【例2-28】在计算机领域中通常用MIPS来描述( )。
A.计算机的可运行性B.计算机的运算速度C.计算机的可靠性D.计算机的可扩充性正确答案：B解析：在计算机领域中，计算机的运算速度是指计算机每秒钟能执行的指令数，一般以每秒所能执行的百万条指令来衡量，单位为每秒百万条指令(MIPS)微型计算机硬件系统【学习目的与要求】要求掌握冯•诺依曼计算机体系结构的基本思想，掌握计算机硬件(包括中央处理器、内外存储器、输入设备、输出设备)的各组成部分及其工作原理，掌握计算机中的常用术语和主要性能指标。
1946年，著名美籍匈牙利数学家冯•诺依曼(JohnVon Neumann)提出并论证了计算机体系结构的基本思想：1.二进制表示数据和指令2. 将程序(包括数据和指令序列)事先存放在存储器中，当计算机工作时，能够自动、高效地从存储器中取出指令并执行指令。
(最重要)指令：指挥计算机工作的命令程序：有序的指令集合工作过程：读取指令、分析指令、执行指令3.计算机由五大部件构成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备【例2-13】单选题：根据冯.诺依曼原理,计算机硬件的基本组成是( )。
计算机的五种分类
计算机的五种分类计算机是一种能够进行数据处理和程序运行的智能电子设备。
它广泛应用于各个领域，并且在不断发展中。
随着计算机的快速发展和不断衍生出的各种类型，我们可以将计算机按照多个不同的方面进行分类。
本文将介绍计算机的五种主要分类，包括用途、规模、性能、操作系统和体系结构。
一、按用途分类根据计算机的用途，可以将其分为通用计算机和专用计算机两种类型。
1. 通用计算机：这是我们常见的个人电脑(PC)和笔记本电脑。
通用计算机旨在满足广泛的计算需求，例如办公任务、网上浏览、娱乐等。
通用计算机具有较高的灵活性和可扩展性，用户可以根据自己的需求进行自定义设置。
2. 专用计算机：专用计算机是根据特定任务或应用开发的计算机系统。
例如，工业控制计算机用于自动化生产线的控制，超级计算机用于科学研究和大规模数据处理等。
专用计算机通常具有高性能和专业化的软硬件，以实现特定任务的最佳效率。
二、按规模分类计算机根据处理能力和规模的不同可以分为四种类型，分别是超级计算机、主机/服务器、个人计算机和嵌入式系统。
1. 超级计算机：超级计算机是世界上处理速度最快的计算机系统。
它们被广泛应用于气象预测、天文学、生物医学和核能模拟等领域。
超级计算机通常由多个处理器、高速存储器和大规模并行处理能力组成。
2. 主机/服务器：主机/服务器是能够处理大型数据和请求的计算机系统。
它们广泛应用于企业、学校和政府机构的数据存储和共享、网络服务等方面。
主机/服务器通常由一台或多台主机和多个客户端组成，主机负责管理和分发数据。
3. 个人计算机：个人计算机是指桌面计算机和笔记本电脑。
它们是适用于个人使用的计算机系统，用于个人娱乐、学习和办公等。
个人计算机通常由单个处理器和标准外部设备组成。
4. 嵌入式系统：嵌入式系统是嵌入在其他设备或系统中，用于特定的控制和功能。
例如，智能手机、智能家居设备和汽车引擎控制系统中都嵌入有计算机。
嵌入式系统通常具有小型化、低功耗和高度集成的特点。
电子科大高级计算机系统结构_系统性能评价
例1: 假设指令集中条件分支指令有两种不同设计方法:
(1) CPUA: 通过比较指令设置条件码, 然后测试条件码 进行分支;
(2) CPUB: 在分支指令中包括比较过程。
在两种CPU中, 条件分支指令都占用2个时钟周期, 所有其它指令占用1个时钟周期。
对于CPUA, 假设执行的指令中分支指令占20%; 由 于每个分支指令之前都需要有比较指令, 因此比较 指令也占20%。由于CPUA在分支时不需要比较, 因此假设它的时钟周期时间比CPUB快1.25倍。
程序控制: 15%、其他15% 假设: 程序控制类指令和其它指令与定点加法指
令的速度相同。
高级计算机结构
MIPS=
I/O的性能
(如I/O总线数目和带宽、磁盘通道的数目和带宽、 磁盘的性能(转速、寻道时间、扇区缓存容量等)
网络的性能
操作系统的性能
(系统调用/中断/进程切换/线程调度开销、存储映射/ 文件系统的缓冲区性能和吞吐量等。
编译器的性能 等
CPU按流水线方式工作, 编译器对CPU性能影响很大
高级计算机结构
高级计算机结构
第七章 系统性能评价
例2: DJS-130小型机, 产品说明书参数每秒50万次,即
MISP=0.5, 该参数为执行定点加法指令的速度。
定点加法指令速度为乘法和除法运算指令执行速
度的1/100。
— 计算等效指令速度: 应用统计, 各类指令出现的频率为: 加/减法: 50%、乘法: 15%、除法: 5%
较常采用排队论、随机过程、均值分析等方法
进行近似求解,比如流水线性能、多处理器系统 性能分析、软件可靠性静态评估等。
特点是理论严密, 对基础理论的掌握要求较高。 优点是节约人力/物力, 可应用于设计中的系统。
软考系统架构师的内容
软考系统架构师的内容一、引言系统架构师是软件工程领域中的一个重要角色，负责设计和规划系统的整体架构。
软考系统架构师考试是评价系统架构师专业能力的重要途径。
本文将详细介绍软考系统架构师考试的主要内容，包括计算机组成和体系结构、系统配置与性能评价、操作系统基本原理、数据库系统、系统建模、软件架构设计、系统设计、分布式系统设计、系统的可靠性分析与设计以及系统的安全性和保密性设计等方面。
二、计算机组成和体系结构系统架构师需要了解计算机的基本组成和体系结构，包括中央处理器、内存、输入/输出设备等。
此外，他们还需要理解计算机硬件的工作原理和计算机网络的拓扑结构，以便更好地设计和优化系统。
三、系统配置与性能评价系统架构师需要掌握系统配置和性能评价的方法。
他们需要了解如何根据系统的需求和资源限制进行合理的配置，并能够评估系统的性能，包括处理能力、响应时间、吞吐量等。
四、操作系统基本原理系统架构师需要了解操作系统的基本原理和功能，包括进程管理、内存管理、文件系统和设备驱动程序等。
他们需要理解操作系统如何提供对硬件的抽象，以及如何管理并发执行和资源共享。
五、数据库系统数据库是许多信息系统的基础组件，系统架构师需要掌握数据库系统的基本原理和操作，包括关系数据库和非关系数据库。
他们需要了解如何设计和管理数据库模式，以及如何优化查询性能。
六、系统建模系统架构师需要掌握系统建模的方法和技术，包括概念建模、逻辑建模和物理建模等。
他们需要能够使用建模工具对系统进行建模和分析，以便更好地理解和优化系统的结构和功能。
七、软件架构设计软件架构设计是系统架构师的核心职责之一。
他们需要掌握各种软件架构设计方法和技术，包括分层架构、微服务架构、事件驱动架构等。
他们需要能够根据系统的需求和约束进行合理的架构设计，并能够评估和优化架构的性能和可扩展性。
八、系统设计系统设计是实现软件架构的重要步骤。
系统架构师需要掌握系统设计的原则和方法，包括模块化设计、接口设计、数据结构设计等。
本系统主要性能指标
本系统主要性能指标系统的主要性能指标是指测量和评估系统各方面性能的参数和指标。
以下是一些常见的系统性能指标。
1.响应时间（Response Time）：指系统从接收到一项任务或请求到完成该任务或请求所花费的时间。
它通常是用户对系统性能最直观的感知指标，因为用户通常期望任务能够以最短的时间完成。
2.吞吐量（Throughput）：指系统在给定时间内能够完成的任务或请求的数量。
吞吐量表示系统的处理能力，通常以每秒处理的请求数或事务数来衡量。
3.并发性（Concurrency）：指系统能同时处理的并发用户数或并发任务数。
并发性是评估系统处理能力的重要指标，系统的并发性能强调系统在面对大量用户或任务时，能够快速且有效地处理和响应。
4.资源利用率（Resource Utilization）：指系统在运行过程中所使用的硬件资源（如处理器、内存、磁盘等）的利用率。
资源利用率评估了系统对硬件资源的有效使用程度，可以揭示出系统在高负载情况下的扩展性和稳定性。
5.可靠性（Reliability）：指系统的稳定性和可用性，即系统在运行过程中不出现故障或中断的能力。
可靠性通常通过故障率、可用时间、恢复时间等指标来评估。
6.容错性（Fault Tolerance）：指系统在出现故障或错误的情况下仍能正常运行的能力。
容错性通常通过系统的冗余设计、异常处理机制、故障恢复功能等来实现。
7.可扩展性（Scalability）：指系统在资源需求增加时能够保持或提高性能水平的能力。
可扩展性评估了系统在不同工作负载情况下的性能表现，通常以增加硬件资源或采取一些优化措施来提高系统的性能。
8.安全性（Security）：指系统保护用户数据和系统资源免受未经授权访问、损坏或篡改的能力。
安全性评估了系统在保护用户隐私和数据保密性方面的能力，通常以认证、授权、加密等措施来实现。
9.可维护性（Maintainability）：指系统易于维护的程度，包括系统的结构设计、代码可读性、文档完整性等方面。
操作系统面试题目(3篇)
第1篇一、操作系统概述1. 请简述操作系统的功能和作用。
2. 操作系统有哪些类型？请举例说明。
3. 请解释单用户操作系统和多用户操作系统的区别。
4. 请简述实时操作系统的特点和适用场景。
5. 请解释分时操作系统和实时操作系统的区别。
二、进程与线程1. 请解释进程和线程的概念，并说明它们之间的关系。
2. 请简述进程的状态及其转换过程。
3. 请解释进程同步和互斥的概念，并举例说明。
4. 请解释线程的调度策略，如先来先服务、时间片轮转等。
5. 请说明进程和线程在资源分配、调度等方面的区别。
三、内存管理1. 请解释虚拟内存的概念及其作用。
2. 请简述内存分配算法，如固定分区、动态分区、分页等。
3. 请解释页面置换算法，如FIFO、LRU、LFU等。
4. 请说明内存碎片的概念及其解决方法。
5. 请解释内存映射的概念及其应用。
四、文件系统1. 请解释文件系统的概念及其作用。
2. 请简述文件系统的分类，如顺序文件系统、索引文件系统等。
3. 请解释文件的存储结构，如链表、树、哈希表等。
4. 请解释文件系统的磁盘调度算法，如先来先服务、最短寻道时间优先等。
5. 请解释RAID技术及其不同级别。
五、设备管理1. 请解释设备管理的概念及其作用。
2. 请简述设备驱动程序的概念及其作用。
3. 请解释中断处理的过程。
4. 请解释DMA的概念及其特点。
5. 请解释I/O控制方式，如程序直接控制方式、中断驱动方式、直接存储器访问方式等。
六、进程调度1. 请解释进程调度的概念及其作用。
2. 请简述进程调度算法，如先来先服务、短作业优先、时间片轮转等。
3. 请解释调度算法的评价指标，如响应时间、吞吐量、周转时间等。
4. 请解释多级反馈队列调度算法。
5. 请解释多处理器调度算法。
七、并发与并行1. 请解释并发和并行的概念及其区别。
2. 请简述进程同步和互斥的方法，如临界区、互斥量、信号量等。
3. 请解释死锁的概念、产生条件、避免和解决方法。
计算机系统结构组成
鼠标
如图所示
因外形与老鼠相似而得名，适合菜单式命令的 选择和图形界面的操作，是进行定位的输入设备。 基本操作：定位、单击、双击、右击、拖放
机械鼠标：价格低，易磨损 光电鼠标：定位准，价格较高 无线鼠标：用红外线信号与计算机传递信息
返回输入设备页 继续
分类
输出设备
将计算机的运算结果转换成人类能接收
•
•
应用软件
以系统软件为基础，为实现某方面的 应用而编写的软件称为应用软件。
常见的应用软件：word，excel， access，power point，wps，人事管理系统， 辅助教学软件等。
返回系统结构图
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小结
本节课我们重点介绍了一个
完整的计算机系统的组成结构，
同时也对每一部分做了详细讲解，
几种典型的操作系统：
①Ms-dos：磁盘操作系统，单用户、单任务。 ②Windows：微软公司开发，单用户、多任务。 ③Linux：网络操作系统，多用户、多任务，源代码开放。 ④Unix：网络操作系统，多用户、多任务。 ⑤Netware：网络操作系统，多用户、多任务。
返回系统结构图 继续
2、程序设计工具集 • 程序设计语言发展的三个阶段
① 机器语言： 计算机能够直接识别与执行的语言；由0 和1构成的二进制代码；执行速度快，但通用性和可移植 性差。 ② 汇编语言： 不能被计算机识别与执行；也是面向机器 的语言，与机器语言均属于低级语言。 ③ 高级语言： 不能被计算机直接识别与执行；接近自然 语言，容易理解，通用性和可移植性好。如：c语言， c++， vc，vb，c#，java语言等。 语言处理系统 ①汇编程序：将汇编语言编写的程序编程机器语言程序。 ② 编译程序：将高级语言编写的程序翻译成机器语言目标 程序。相当于“笔译”。 ③解释程序：将高级语言编写的程序一句一句翻译成机器 语言程序。相当于“口译”。 编辑、连接、调试程序 返回系统结构图 继续
技术指标和性能指标资料
技术指标和性能指标资料一、技术指标的概念和分类技术指标是指用于衡量一个产品、系统或技术的技术水平的标准和指标。
它反映了产品或系统在设计、制造和使用过程中的各种技术参数和特性。
技术指标通常包括以下几个方面：1.结构指标：主要从产品或系统的结构设计和形态特征等方面进行衡量，如外形尺寸、重量、结构材料等。
2.功能指标：主要从产品或系统的功能实现和性能表现等方面进行衡量，如功能完整性、功能可靠性、工作效率等。
3.性能指标：主要从产品或系统的性能表现和使用效果等方面进行衡量，如速度、精度、可靠性、稳定性等。
4.可靠性指标：主要从产品或系统的使用寿命和故障率等方面进行衡量，如平均无故障时间、失效率等。
5.经济指标：主要从产品或系统的制造成本和使用成本等方面进行衡量，如制造成本、运营成本、维护成本等。
二、性能指标的概念和分类性能指标是指产品或系统在特定工作条件下的性能表现和使用效果等方面的指标。
它反映了产品或系统在正常工作状态下的各种性能参数和特性。
性能指标通常包括以下几个方面：1.功能性能指标：主要衡量产品或系统在完成特定功能时的性能表现，如速度、精度、灵敏度等。
2.可靠性指标：主要衡量产品或系统在长时间使用过程中的稳定性和故障率等，如平均无故障时间、失效率等。
3.适应性指标：主要衡量产品或系统在适应不同工作条件和环境的能力，如适应温度、湿度、压力等。
4.经济性指标：主要衡量产品或系统在制造、使用和维护过程中的成本和效益，如制造成本、运营成本、维护成本等。
5.安全性指标：主要衡量产品或系统在使用过程中的安全性和可靠性，如防护措施、事故率等。
三、技术指标和性能指标在不同领域的应用1.电子产品领域：在电子产品的设计和制造中，技术指标和性能指标是评估产品质量和性能优劣的重要标准。
例如，在手机行业中，常用的技术指标包括屏幕尺寸、分辨率、处理器速度等，而性能指标包括续航时间、摄像头像素、传输速度等。
2.汽车工业领域：在汽车工业中，技术指标和性能指标是评估汽车质量和性能的关键指标。
计算机的体系结构
计算机的体系结构随着计算机技术的快速发展，计算机已经成为了我们生活中重要的工具。
而要了解计算机的工作原理和构成，就必须从计算机的体系结构开始了解。
本文将对计算机的体系结构进行全面而深入的介绍。
一、计算机的基本组成部分计算机的体系结构包括了硬件和软件两个方面。
在硬件方面，计算机由中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备等组成。
中央处理器是计算机的核心部件，它负责执行各种指令和控制计算机的运行。
存储器用于存储指令和数据，是计算机的记忆库。
输入设备用于接收用户输入的指令和数据，输出设备用于显示计算机处理结果或将数据输出到外部介质中。
而在软件方面，计算机的体系结构主要包括操作系统和应用软件两类。
操作系统是计算机的控制程序，它协调和管理计算机的各个硬件和软件资源，为用户提供一个友好的操作界面。
而应用软件则是根据用户的需求开发的各种软件程序，如文字处理软件、图形设计软件等等。
二、计算机的层次结构计算机的层次结构可分为五个层次，分别是硬件层、微程序层、指令系统层、操作系统层和用户层。
1. 硬件层：硬件层是计算机的最底层，包括了计算机的物理组件，如中央处理器、存储器和输入输出设备等。
2. 微程序层：微程序层是指计算机中的微指令集，它是用来实现计算机指令的具体执行过程。
3. 指令系统层：指令系统层是计算机的指令集，它定义了计算机可以执行的各种指令和指令的格式。
4. 操作系统层：操作系统层是计算机的控制程序，它负责管理计算机的各项资源和调度各种任务。
5. 用户层：用户层是计算机系统的最高层，用户可以通过各种应用软件来实现自己的需求，如文字处理、电子邮件等。
三、计算机的体系结构类型计算机的体系结构主要分为冯·诺依曼体系结构和哈佛体系结构。
1. 冯·诺依曼体系结构：冯·诺依曼体系结构是现代计算机的基础，它将计算机的运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个部分组成一个完整的整体。
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。
计算机组成原理第二章参考答案
计算机组成原理第二章参考答案计算机组成原理第二章主要介绍了计算机的层次结构和性能指标。
以下是第二章的参考答案，详细介绍了计算机层次结构的各个层次和性能指标。
第二章：计算机的层次结构和性能指标1. 什么是计算机的层次结构？计算机的层次结构是指计算机系统中各个层次之间的相互关系和功能划分。
计算机的层次结构从上到下分为五个层次：应用层、操作系统层、汇编和机器语言层、微程序层和硬件层。
2. 请介绍计算机的五个层次结构。
- 应用层：计算机的最顶层，负责处理用户的应用程序和数据。
- 操作系统层：负责管理计算机系统的资源和控制计算机的运行。
- 汇编和机器语言层：负责将高级语言转化为机器语言，供计算机硬件执行。
- 微程序层：负责实现计算机指令的具体执行过程。
- 硬件层：计算机的最底层，包括处理器、内存、输入输出设备等硬件组件。
3. 什么是计算机的性能指标？计算机的性能指标是指衡量计算机性能优劣的指标，主要包括速度、存储容量、可靠性和成本四个方面。
4. 请介绍计算机的速度性能指标。
- 响应时间：指从用户发出请求到计算机给出响应的时间。
- 时钟周期：指计算机内部处理器的时钟周期时间。
- 主频：指处理器的时钟频率，单位为赫兹。
- MIPS：指每秒执行百万条指令数，是衡量计算机运算速度的指标。
5. 请介绍计算机的存储容量性能指标。
- 主存容量：指计算机中用于存储程序和数据的主存容量。
- 硬盘容量：指计算机中用于存储大容量数据的硬盘容量。
- 缓存容量：指计算机中用于提高数据访问速度的高速缓存容量。
6. 请介绍计算机的可靠性性能指标。
- 故障率：指计算机发生故障的概率。
- 可用性：指计算机正常工作的时间占总时间的比例。
- 容错能力：指计算机在部分组件故障时仍然可以正常工作的能力。
7. 请介绍计算机的成本性能指标。
- 硬件成本：指计算机硬件的购买和维护成本。
- 能耗成本：指计算机在运行过程中消耗的能源成本。
- 人工成本：指计算机的使用和维护所需的人力成本。
操作系统对计算机性能的影响
操作系统对计算机性能的影响操作系统是计算机系统中的重要组成部分，它对计算机性能有着重要的影响。
操作系统的设计与优化，不仅可以提升计算机的运行速度和效率，还可以提供更好的用户体验和数据安全保障。
本文将探讨操作系统对计算机性能的影响，并分析其中的原因和解决方法。
一、计算机性能的定义与评估计算机性能通常包括处理速度、存储容量、输入输出速度和稳定性等方面。
对于计算机性能的评估，一般采用以下指标：1.时钟频率：CPU的时钟频率是衡量其计算能力的一个重要因素，频率越高，计算能力越强；2.吞吐量：指处理器每秒钟可以执行的指令数，吞吐量越高，处理速度越快；3.响应时间：指计算机系统对用户请求做出响应的时间，响应时间越短，用户体验越好；4.资源利用率：包括CPU利用率、内存利用率和硬盘利用率等，资源利用率越高，计算机效率越高。
二、操作系统的优化方法1.任务调度算法优化：操作系统需要合理分配和调度CPU资源，使各个任务能够公平、高效地执行。
常见的调度算法有先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）、轮转调度（Round Robin）等。
根据任务的特点和需求，选择合适的调度算法，可以提升计算机的运行效率和响应速度。
2.内存管理优化：操作系统需要合理管理和利用内存资源，提高内存利用率和响应速度。
常见的内存管理技术包括分页、分段和虚拟内存等。
通过合理设置页面大小、页表大小和置换算法等参数，可以减少内存碎片、提高内存访问速度，从而提升计算机性能。
3.文件系统优化：操作系统的文件系统对于数据的读写效率有着重要的影响。
采用高效的文件系统结构和优化算法，可以提高文件的访问速度和数据的可靠性。
常见的文件系统优化方法包括磁盘块大小的选择、缓存策略的调整和文件压缩技术的应用等。
4.设备管理优化：操作系统需要管理各种外部设备的访问和控制，以提供更好的用户体验和系统稳定性。
通过合理的设备驱动程序设计和设备队列调度算法等，可以加快设备的响应速度和提高系统的可靠性。
Windows操作系统核心技术
第6讲 I/O系统 第7讲 网络 第8讲 windows安全 第9讲 应用程序设计 第10讲 驱动程序设计
操作系统概述
计算机系统概观
发展与分类 计算机系统结构与特点 定义 按人的要求接收、存储信息，自动进行数 据处理和计算，并输出结果的机器系统。 特点
计算、判断、存储、精确、快速、通用、易用、联网
< Windows 3.0中文版(1991年7月31日) ，中文化的操作界 面，主要添加了中文输入法及汉字库的支持； < Windows 95英文版(1992年4月) < Windows 95中文版(1993年8月)除英文版功能外，还新增 如多显卡支持、打印机驱动、兼容性与稳定性等。 < Windows 95中文版新特性(1995年8月)
Windows操作系统 核心技术
参考教材
尤晋元等，Windows操作系统原理，机械工业出版 社，2001 David A. Solomon, Windows NT 技术内幕，清华 大学出版社，1999年7月
2024系统架构设计师知识点
2024系统架构设计师知识点一、计算机基础。
1. 计算机组成原理。
- 数据的表示和运算（二进制、十六进制等数制转换，原码、补码、反码）- 计算机硬件系统结构（CPU、内存、硬盘、I/O设备等组件的功能和交互）- 指令系统（指令格式、寻址方式等）- 中央处理器（CPU的组成结构，如控制器、运算器，CPU的性能指标如主频、缓存等）2. 操作系统。
- 操作系统的类型（批处理、分时、实时、网络、分布式操作系统等）- 操作系统的功能（进程管理、内存管理、文件管理、设备管理）- 进程与线程（进程的概念、状态转换，线程的概念、与进程的区别和联系，线程同步与互斥机制如信号量、互斥锁等）- 内存管理技术（分区存储管理、页式存储管理、段式存储管理、段页式存储管理等）3. 计算机网络。
- 网络体系结构（OSI七层模型和TCP/IP四层模型的层次结构、各层功能和协议）- 网络设备（路由器、交换机、防火墙等设备的功能和工作原理）- 网络协议（IP协议、TCP协议、UDP协议、HTTP协议、FTP协议等的特点、报文格式和应用场景）- 网络安全（加密技术如对称加密、非对称加密，数字签名、认证技术、防火墙技术、入侵检测技术等）二、系统架构设计基础。
1. 软件架构风格。
- 分层架构（各层的职责、优点和应用场景）- 客户端 - 服务器架构（C/S架构的特点、通信方式、适用场景）- 浏览器 - 服务器架构（B/S架构的特点、与C/S架构的比较、适用场景）- 微服务架构（微服务的概念、特点、拆分原则、服务治理等）- 事件驱动架构（事件的产生、传播和处理机制，事件源、事件处理器等概念）2. 软件设计模式。
- 创建型模式（单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式的结构、实现和应用场景）- 结构型模式（代理模式、适配器模式、装饰器模式、桥接模式、组合模式、外观模式、享元模式的结构、实现和应用场景）- 行为型模式（观察者模式、策略模式、模板方法模式、命令模式、状态模式、职责链模式、中介者模式、迭代器模式、访问者模式的结构、实现和应用场景）3. 系统可靠性与可用性设计。
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《计算机操作系统》- 第11章
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11.2.2 模块化结构形式
将程序模块作为系统结构的基本单位，按照 功能需要把整个系统分解为若干模块，每个 模块可以再带有子模块，每个模块具有一定 的独立功能，模块之间接口明确，自由调用， 可以根据需要约定参数传递或返回结果。
缺点：
核心层功能多 层次划分比较困难 每层独立性差 层次变化难 增加了系统开销
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11.2.4 基于微内核结构形式
在设计上使得核心尽可能小
原操作系统内核中不必要的功能需要被除去或 分离出来放在核的外面，内核中只留下部分进 程管理和存储器管理、进程通信功能。
优点：
保护了系统资源 独立用户环境为操作系统的研究和开发提供了
方便
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本章目录
11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构 11.3 UNIX和Windows的系统结构（自学）
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5．系统的可移植性
将一个操作系统从一个硬件环境转移到另一个 硬件环境仍能够正常工作的能力。常用转移工 作的工作量来度量。
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本章目录
11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构 11.3 UNIX和Windows的系统结构
数据为全局量，各模块均可对其进行存取和修改，造成 模块间关系隐蔽，难于对软件结构进行综合性的理解和 修改，软件的可靠性、易读性、适应性难以保证；
随着系统规模的扩大，系统的复杂性迅速增长。
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《计算机操作系统》- 第11章
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11.2.3 基于层结构形式
基于层结构形式按照操作系统功能进行层次 划分。
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操作系统结构
操作系统结构主要有五种形式： 简单结构形式 模块化结构形式 基于层结构形式 微内核结构形式 虚拟机结构形式
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11.2.1 简单结构形式
将系统所有的软件和数据结构都放置在一个 模块中，操作系统各功能部分之间没有明显 的接口。
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模块化结构形式
优点：
结构紧密、组合方便，系统可按照需求组合不同模块； 接口简单直接、模块间调用的灵活性使系统效率较高； 各个子模块的设计、编码可以同时进行，研制过程快。
缺点：
模块之间可以任意相互调用，调用关系复杂，模块的独 立性差，造成系统结构不清晰，可靠性降低；
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11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构 11.3 UNIX和Windows的系统结构
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11.1 操作系统的性能指标
操作系统的性能指标体现在多个方面
1．系统的可靠性
通过系统平均无故障时间进行度量。平均无故 障时间越长，系统的可靠性越高。
2．系统的吞吐量
系统在单位时间内所处理的信息量。吞吐量越 大，系统的处理效率越高
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《计算机操作系统》- 第11章
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操作系统的性能指标
3．系统的响应时间
从系统接收作业到输出结果的时间间隔。
4．系统的资源利用率
单位时间内某设备实际使用时间。系统中各设 备越忙，系统的资源利用率越高。
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Any Question?
Thank you !
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《计算机操作系统》- 第11章
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Hale Waihona Puke 第11章 操作系统的性能指标 和系统结构
操作系统结构对操作系统的性能指标 有很大的影响 操作系统性能指标影响到计算机系统 的性能
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11.1 操作系统的性能指标 11.2 操作系统结构 11.3 UNIX和Windows的系统结构
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《计算机操作系统》- 第11章
不同的层次完成不同的功能，相邻层之间定 义严格的接口，上层的功能根据下层提供的 功能实现。
通常，最底层为计算机硬件接口，最上层为 用户接口。
层与层之间的关系按照系统的应用方式或命 令调用次序来决定。
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基于层结构形式
优点：
每层的功能明确，可以采用模块化设计 有利于系统的维护和扩充
优点：
易于扩展操作系统 硬件环境变化对操作系统改动很小 使操作系统更加安全和可靠 适用于分布式系统
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《计算机操作系统》- 第11章
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11.2.5 虚拟机结构形式
虚拟机结构可以将核心提供的不同系统调用 映射为不同的操作系统系统调用。
允许在单一硬件平台上建立依赖策略的多操 作系统版本。