[Ch01_计算机系统基本知识

王子仁 wzr@zjut.edu.cn 第 1 章计算机系统基本知识 主要内容简介 1.1 计算机概述 1.2 计算机软件概述 1.3 文件管理概述 1.4 计算机中的数据 1.1 计算机概述 计算机发展历史 计算机的特点 计算机的分类 冯·诺依曼体系结构 计算机的组成 中央处理机(CPU) 输入/输出设备(I/O) 主存储器(内存储器) 辅存储器(外存储器) 总线 PC机的主要指标 1)计算机发展历史 1946年—1957年：第一代计算机 1957年—1964年：第二代计算机 1964年—1972年：第三代计算机 1972年—至今 ：第四代计算机 正在研制： 第五代计算机展望： 2)计算机的特点 处理速度快 存储容量大 可靠性高 准确性高 3)计算机的分类 根据计算机的体积大小、计算速度、 处理能力、价格等分为5大类： 巨型计算机(Super Computer) 小巨型计算机(Mini-Super Computer) 大型计算机(Mainframe Computer) 小型计算机(Mini-Computer) 工作站(Workstation) 个人计算机(Personal Computer) 4)冯·诺依曼体系结构 要点： 数字计算机的数制采用二进制。 计算机应该按照程序顺序执行。 (程序、存储、控制) 4)冯·诺依曼体系结构 计算机必须具有如下功能： 把需要的程序和数据送至计算机中。 必须具有长期记忆程序、数据、中间结果及最终运算结果的能力。 能够完成各种算术运算、逻辑运算和数据传送等数据加工处理的能力。 能够根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作。 能够按照要求将处理结果输出给用户。 5)计算机的组成 6)中央处理机(CPU) CPU：Central Processor Unit 中央处理器由控制器和运算器组成，是任何计算机系统中必备的核心部件。 控制器用来控制和管理计算机各部分协调动作。它是计算机的指挥中心。 运算器是计算机进行信息加工的场所，所有算术运算，逻辑运算等都在这里进行。 7)输入/输出设备(I/O) 输入/输出设备是计算机系统与外界联系和沟通的桥梁。 输入设备是把信息送入计算机系统的设备。如：键盘、鼠标和扫描仪等。 输出设备是把计算机系统中信息送出的设备。如：显示器、打印机、绘图仪和音箱等。 8)主存储器(内存) 主存储器(内存)：主存储器用来存放计算机的系统程序、即将处理的用户程序、数据和计算结果等。 主存储器主要有：RAM 和 ROM。 RAM – Random Access Memory ROM – Read-Only Memory 9)辅存储器(外存) 辅助存储器(外存)：属于海量的、永久性的存储介质，用于存放计算机系统的几乎所有的资料。 外存主要有磁带、光盘、磁盘(软盘和硬盘)等。 10)总线(Bus) 总线是CPU与外围设备之间传送信息的一组信号线，是计算机的核心部件之一。 总线是计算机数据交换的通道，总线的性能直接决定了计算机的性能。 11)PC机的主要指标 CPU主频和字长 主板带宽 内存容量 硬盘容量 1.2 计算机软件概述 计算机软件 软件的发展历程 系统软件与应用软件 操作系统 数据库系统 程序设计语言处理系统 实用程序与工具软件 常用的桌面应用软件 1)计算机软件 程序：让计算机要做什么事而编写的指令序列。 软件：程序 + 文档。 2)软件的发展历程 机器语言时代。20世纪40年代。 高级语言产生时代。20世纪50年代。 结构化程序设计、操作系统和数据库系统时代。20世纪60年代-70年代。 软件工程方法形成时代。20世纪80年代。 面向对象的程序设计时代。从20世纪90年代至今。 3)系统软件和应用软件 系统软件： 控制、管理和协调计算机硬件工作的一组程序。它主要包括操作系统、各种语言处理程序、数据库管理系统和实用程序等。 4)操作系统 操作系统是指管理、控制和协调计算机各部分工作的一组程序。它是软件中最基础的部分，是用户和裸机之间的接口，其作用是使用户更方便地使用计算机，以提高计算机的运行效率。 尽管操作系统各不相同，但所有操作系统都必须具备以下功能： ·资源管理(CPU、内存、进程、作业、打印等)。 · 用户操作界面 · 控制输入/输出处理 ·?实现计算机之间的通信 操作系统：是Windows 2000、UNIX、Lunix等。 5)数据库系统 最流行的是关系型数据库。 数据库由许多个相互关联的表组成。表由若干行若干列组成。表中的行称为记录，表中的列称为字段。 对数据库进行操纵和管理的软件称为数据库管理系统