《计算机系统ok》PPT课件

高级语言源程序（如 C） 编译程序
目标程序（.obj） 执行连接程序
可执行程序（.exe） 运行可执行程序
高级语言 源程序
解释程序解释语 句并执行源程序
程序执行 结果
显示运行结果
库函数 初始数据
高级语言翻译过程
高级语言程序的开发过程
2.2.1 系统软件
常用计算机程序设计语言
① C语言：Ｃ语言是一种结构化程序设计语言。它层次清晰，便于按模块化方式 组织程序，易于调试和维护。 ② C++语言：C++语言是一种优秀的面向对象程序设计语言，它在C语言的基础上 发展而来。 ③ C#：C#（读做C sharp），是一种安全的、稳定的、简单的、优雅的，由C和 C++衍生出来的面向对象的编程语言。 ④ Visual Basic：Visual Basic，简称VB，是Microsoft公司推出的一种Windows 应用程序开发工具。 ⑤ Java语言：Java语言是一个支持网络计算的面向对象程序设计语言。 ⑥ ASP：ASP是一种类似HTML（超文本置标语言）、Script（脚本）与CGI（通用 网关接口）的结合体，它是一种在Web服务器端运行的脚本语言。 ⑦ PHP：PHP 是一种HTML内嵌式的语言，与ASP颇有几分相似，都是一种在服务器 端执行的嵌入HTML文档的脚本语言，语言的风格又类似于C语言，现在被很多的网 站编程人员广泛的运用。 ⑧ JSP：实际上JSP就是Java，只是它是一个特别的Java语言，加入了一个特殊的 引擎，这个引擎将HTTPServlet这个类的一些对象自动进行初始化好让用户使用， 而用户不用再去操心前面的工作。
存。执行程序就是依次执行组成程序的一条条指令。计算 机在执行程序中的每条指令时，先将要执行的指令从内存 中取出到CPU内，然后通过控制器对该指令进行分析译码， 判断该指令要完成的操作，最后向相关部件发出完成该指 令的控制信号以完成相应的操作。
取指周期:
内存
指令
CPU
执行周期:
CPU 译码
控制 信号
有关部件动作
2.2.1 系统软件
3．服务程序 服务程序能够提供一些常用的服务功能,它为用户开发程序和
使用计算机提供了方便,如编辑程序、连接装配程序、测试、诊断 程序等。
4．数据库系统 数据库（DataBase，DB）是指按照一定数据模型存储的数据集
合。数据库管理系统（DataBase Management System，DBMS）则是 能够对数据库进行加工、管理的系统软件。数据库系统（DBS）由 数据库、数据库管理系统以及相应的应用程序组成。
2.2.3 办公软件
办公软件的发展 微软从上个世纪80年代开始推出自己的文字处理软件MS Word，
经过几十年的发展，经历了Office 95、Office 97、Office 2000、 Office 2003、Office 2007、Office 2010，目前最新的版本是 Office 2013。
2.2 计算机软件系统
2.2.1 系统软件 2.2.2 应用软件 2.2.3 办公软件
2.2 计算机软件系统
软件(Software)是各类程序及其有关 文档的总和。计算机系统是在硬件的基础 上，通过软件的支持向用户呈现强大的功 能和友好的使用界面。通常软件分为系统 软件和应用软件。
软件
软件的分类
2．专用软件 上述的通用软件或软件包，在市场上可以买到，但有些具有特
殊要求的软件是无法买到的。用户为了自己特殊的需要开发的软件 就是专用的应用软件。
2.2.3 办公软件
办公软件属于应用软件中的通用软件。广 义上讲，在日常工作中所使用的应用软件都可 以称之为办公软件。但我们平时所指的办公软 件多为“字处理软件”、“阅读软件”、“管 理软件”等。典型的办公软件有微软的Office、 金山的Wps、Adobe的Acrobat阅读器等。
存储程序实现了计算机的自动计算，成为计算机与计算器及其他计算工 具的本质区别，同时也确定了冯·诺依曼型计算机的基本结构。
冯·诺依曼的上述思想奠定了现代计算机系统结构的基础，所以人们将 采用这种设计思想的计算机称为冯·诺依曼型计算机。
2.1.2 计算机硬件的组成
从1946年第一台计算机诞生至今，虽然计算机硬 件的结构和制造技术都有很大发展，但都没有脱离 冯·诺依曼型计算机的基本思想，即计算机硬件由运 算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
我国办公软件中最著名的当属WPS，它最初出现于1988年，在 DOS系统盛行的年代，WPS曾是中国最流行的文字处理软件，曾占领了 中文文字处理90%的市场。但是，上个世纪90年代，随着Windows操作 系统的普及和Word 的流行，WPS的发展进入历史最低点。
2.1.1 冯·诺依曼计算机的基本组成
1944年8月，冯·诺依曼（Von Neumann）提出了一个全新的存储程序、 程序控制的通用电子计算机的方案。该方案主要的3条思想是： 计算机的硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本 功能部件组成。 在计算机中，程序和数据都用二进制代码表示。它既便于硬件的物理实 现，而且运算规则又简单，故可简化计算机结构，提高可靠性和运算速度。 把程序和处理问题所需的数据，均以二进制的形式按一定顺序预先存放 到计算机的存储器里，计算机运行程序时，依次从存储器里逐条取出指令， 执行一系列基本操作，完成该指令所规定的复杂运算。这一切工作都是在控 制器的控制下完成的，这就是存储程序、程序控制的工作原理。
存储器通常分为内存储器和外存储器
存储器
信息交流中心
内存储器
存放大量信息 的外存储器
每个记忆单元由8位二进制位组成。
字节BYTE 7 6 5 4 3 21 0
位Bit
1KB=210B=1024B 1MB= 210KB= 1024KB 1GB= 210MB= 1024MB 1TB= 210GB= 1024GB
机器语言 汇编程序
汇编语言
高级语言
面向过程：BASIC、PASCAL、C等 面向对象：C++、JAVA、VISUAL BASIC等
2.2.1 系统软件
2．语言处理系统
计算机不能直接识别和执行高级语 言源程序，要用翻译的方法把高级语言 源程序翻译成等价的机器语言程序（称 为目标程序）才能执行。翻译的方法有 两种: “解释”：不保留目标程序代码， “解释一句，执行一句”。 “编译”：它调用相应语言的编译程 序，把源程序变成目标程序（以.obj为 扩展名），然后再用连接程序，把目标 程序与各类库文件相连接形成可执行文 件。
第2 章
计算机系统
主要内容
2.1 计算机的硬件系统 2.2 计算机的软件系统 2.3 微型计算机及其硬件系统
硬件
软件
系统软件 应用软件
计算机系统分为：硬件+软件
计算机系统的组成
运算器
CPU
寄存器
控制器
硬件
主机
内存
随机存储器(RAM) 只读存储器(ROM) 高速缓冲存储器
计
输入设备：键盘、鼠标、扫描仪
4．输入设备 输入是指利用某种设备将数据转换成计算机可以接收的编码
的过程，所使用的设备称为输入设备。
5．输出设备 输出设备的任务是将信息传送到中央处理机之外的介质上，
以人们或其他机器所能接受的形式输出。
五大模 块之三
存储器
存储器是计算机存储数据和程序的记忆单元集合， 每个记忆单元由8位二进制位组成，可读写其中的数据。
指令由两部分组成,既操作码和操作数,格式如下:
操作码
操作数
操作码是指出该指令要完成什么操作 操作数是指参加操作的数或是该数存放的地址
程序:是为完成某项任务而由指令系统中的若干指令组成 的有序集合，编制程序称为程序设计。
2.1.3 计算机的工作原理
2．指令和程序在计算机中的执行过程 要执行程序，首先将程序和程序所操作的数据放入内
2.2.1 系统软件
系统软件是控制计算机系统并协调管理软硬件资源的 程序，其主要功能包括：启动计算机，存储、加载和执行 应用程序，对文件进行排序、检索，将程序语言翻译成机 器语言等。实际上，系统软件可以看作用户与硬件系统的 接口，它为应用软件和用户提供了控制、访问硬件的方便 手段，使用户和应用软件不必了解具体的硬件细节就能操 作计算机或开发程序。
内存储器可以与CPU直接进行信息交换，用于存放当前CPU要 用的数据和程序，存取速度快、价格高、存储容量较小。内存储 器与CPU构成了主机。 （2）外存储器
外存储器用来存放要长期保存的程序和数据，属于永久性存 储器，需要时应先调入内存。相对内存而言外存的容量大、价格 低，但存取速度慢，它连在主机之外故称外存。
五大模块 之四、五
输入输出设备
常用输入设备：键盘、鼠标、扫描仪、光笔、数字化仪等。
常用输出设备：显示器、打印机、绘图仪等。
2.1.2 计算机硬件的组成
计算机硬件系统组成
硬件系统
主机
中央处理器 内存储器
控制器 运算器
外存储器
外部设备
输入设备 输出设备
2.1.3 计算机的工作原理
1. 指令和程序
指令 ：是人对计算机发出的完成一个最基本操作的工作 命令，计算机指令是以二进制编码形式表示,也称为机器指 令。
算 机
外部设备
输出设备：显示器、打印机 外 存：软、硬盘、光盘、闪存
系
网络设备：网卡、调制解调器等
统
操作系统：Windows、Unix、Linux
系统软件 语言处理程序：C、Pascal、VB等
软件
实用程序：诊断程序、排错程序等
应用软件 办公软件包、数据库管理系统
2.1 计算机硬件系统
2.1.1 冯·诺依曼计算机的基本组成 2.1.2 计算机硬件的组成 2.1.3 计算机的工作原理
5．网络软件 计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物。计算机网
络由网络硬件、网络软件及网络信息构成。其中的网络软件包括网 络操作系统、网络协议和各种网络应用软件。
2.2.2 应用软件
为解决各类实际问题而设计的程序称为应用软件。根据其服务 对象，又可分为通用软件和专用软件两类。
1．通用软件 字处理软件：Word、WPS2000 电子表格软件: Excel、Lotus1-2-3 绘图软件: Auto CAD、3DS 课件制作软件: Powerpoint、 Authorware 网络通信软件: OutLook、Internet Mail
1．操作系统 操作系统（Operating System，OS）是对计算机全部
软、硬件资源进行控制和管理的大型程序，是直接运行在 裸机上的最基本的系统软件，其他软件必须在操作系统的 支持下才能运行。它是软件系统的核心。
2.2.1 系统软件
2．语言处理系统
程序设计语言按发展过程分为: 机器语言：以二进制代码表示的指令的集合，是计算机 唯一能识别和执行的语言 汇编语言：是用助记符来表示机器指令的语言 高级语言：它通用性强，是面向问题的，基本上与机器 无关
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系统软件
操作系统 DOS/Windows95/98/ME/XP 语言处理程序ADA, BASIC, C++ 服务性程序(邮件,打印，游戏) 数据库管理系统 Informix,SQL 网络系统
应用软件
字处理软件 WPS, Word 表格处理软件 Excel Cell 辅助设计软件 AutoCAD 实时控制软件 Fix
1．运算器 运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，主要由算术逻辑
单元和一组寄存器组成。在控制器的控制下，它对取自内存储器 或寄存器组中的数据进行算术或逻辑运算，再将运算的结果送到 内存储器或寄存器组中。
2．控制器 控制器的功能是控制计算机各部件协调工作而自动执行程序。
计算机要自动执行一个程序，就是在控制器的控制下，从第一条 指令开始，逐条读取指令、分析指令、执行指令直至执行到程序 的最后一条停机指令即完成程序。
控制器和运算器合在一起称为中央处理单元（Central Processing Unit，CPU），它是计算机的核心部件。
五大模 块之一
五大模 块之二
处理器—控制器和运算器
处 理
控制器
器
运算器
控制整个计算机 所有部件的工作
执行算术运算 和逻辑运算
2.1.2 计算机硬件的组成
3．存储器 （1）内存储器
从计算机系统的角度看，计算机的硬件也可以描 述成：
主机+外部设备
5个基本功能部件的相互关系
存储器 外存储器
输
入
设
内存储器
备
运算器
数据流
控制器 控制流
输 出
设 冯.诺依曼思想： 备 • 二进制
• 存储程序
• 五大模块
计算机硬件：主机+外设
输出设备
主机 外设
外存设备 输入设备 网络设备
2.1.2 计算机硬件的组成