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1、第2章计算机系统第1页，共68页，编辑于2022年，星期一还有我！还有我！硬件系统硬件系统Windows软件系统一、计算机系统组成一、计算机系统组成第2页，共68页，编辑于2022年，星期一计计算算机机系系统统硬件硬件系统系统 软件软件系统系统 C P U C P U 存储设备存储设备 输入设备输入设备 输出设备输出设备 系统软件系统软件 应用软件应用软件 操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序 工具软件工具软件应用软件包应用软件包 面向问题的各种应用程序面向问题的各种应用程序 运运 算算 器器 控控 制制 器器 内存内存 外存外存 主机主机 外部设备外部设备 第3页，共68页，编辑于202
2、2年，星期一算术逻辑单元算术逻辑单元累累 加加 器器状态寄存器状态寄存器通用寄存器通用寄存器(ALU)(ALU)算术和逻辑运算算术和逻辑运算暂存操作数和运算结果暂存操作数和运算结果存放存放ALUALU在工作中产生在工作中产生的状态信息的状态信息暂存操作数或数据地址暂存操作数或数据地址运运算算器器1.1.计算机硬件系统计算机硬件系统1.1.运算器运算器 运算器的任务是对信息进行加工处理。运算器的任务是对信息进行加工处理。第4页，共68页，编辑于2022年，星期一 控制器按照计算机的工作节拍（主频），从控制器按照计算机的工作节拍（主频），从 存储器中取出指令，经过译码（分析指令），产存储器中取出指
3、令，经过译码（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。地、自动地执行程序。2.2.控制器控制器 控制器是计算机的神经中枢。控制器是计算机的神经中枢。第5页，共68页，编辑于2022年，星期一外部存储器外部存储器访问速度慢访问速度慢容量很大容量很大永久性永久性价格低价格低我记住了！我记住了！内部存储器内部存储器访问速度快访问速度快容量较小容量较小暂时性暂时性价格高价格高3.3.存储器存储器 存储器是计算机的记忆装置。存储器是计算机的记忆装置。第6页，共68页，编辑于2022年，星期一4.4.输入设备输入设备 输入设
4、备的任务是把输入操作者提供的输入设备的任务是把输入操作者提供的原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号顺序送入存储器中。些信号顺序送入存储器中。常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。第7页，共68页，编辑于2022年，星期一5.5.输出设备输出设备 输出设备是将计算机的运算和处输出设备是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出。理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等
5、。第8页，共68页，编辑于2022年，星期一 软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决各类应用软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决各类应用问题的所有程序和技术资料组合。问题的所有程序和技术资料组合。软件系统是计算机的软件系统是计算机的“灵魂灵魂”。2.2.计算机软件系统计算机软件系统服务程序语言处理程序操作系统用户程序应用软件包工具软件系统软件系统软件应用软件应用软件软件系统软件系统第9页，共68页，编辑于2022年，星期一系系统统软软件件语言处理程序语言处理程序将高级语言源程序翻译成将高级语言源程序翻译成机器语言目标程序的程序。机器语言目标程序的程序。数据库管理系统数据库管理系统
6、DBMS建立、访问和维护数建立、访问和维护数据库的一种软件。据库的一种软件。支持软件支持软件软件开发过程中所使用的一些工具软件开发过程中所使用的一些工具软件，如软件，如EDIT、LINK、DEBUG等。等。操作系统操作系统控制和管理软硬件系统资源；提控制和管理软硬件系统资源；提供用户与计算机之间的接口。供用户与计算机之间的接口。第10页，共68页，编辑于2022年，星期一应应用用软软件件软件包软件包针对某种实际用途而设计应用程针对某种实际用途而设计应用程序，例如序，例如AutoCAD。套装软件套装软件例如例如MicrosoftOffice，包括，包括Word、Excel、PowerPoint等
7、。等。用户自行开发的软件用户自行开发的软件自己设计的程序。自己设计的程序。程序库程序库主要用于数值计算与统计分析的主要用于数值计算与统计分析的应用程序，例如应用程序，例如IMSL、SAS、SPSS。第11页，共68页，编辑于2022年，星期一1.1.计算机指令和指令系统计算机指令和指令系统概念概念 指令：指令：是指计算机完成某个基本操作的命令，是指计算机完成某个基本操作的命令，是程序设计的最小语言单位。是程序设计的最小语言单位。指令系统：指令系统：是指一台计算机所能执行的全部是指一台计算机所能执行的全部 指令的集合。指令的集合。指令构成：指令构成：由操作码和地址码构成。由操作码和地址码构成。二
8、、计算机基本工作原理二、计算机基本工作原理第12页，共68页，编辑于2022年，星期一指令主要类型指令主要类型 数据传送类指令数据传送类指令 运算类指令运算类指令 程序控制类指令程序控制类指令 输入输入/输出类指令输出类指令 CPU CPU控制和调试指令控制和调试指令开始开始取一条指令取一条指令执行指令执行指令取数取数分析指令分析指令停止停止指令的执行过程指令的执行过程第13页，共68页，编辑于2022年，星期一(2)(2)计算机工作过程计算机工作过程输入：输入：接受由输入设备（如键盘）提供的信息接受由输入设备（如键盘）提供的信息处理：处理：对信息进行加工处理的过程，并按一定对信息进行加工处理
9、的过程，并按一定 的方式转换；的方式转换；输出：输出：将处理结果在输出设备（如显示器）上将处理结果在输出设备（如显示器）上 显示或打印等操作。显示或打印等操作。存储：存储：将原始数据或处理过程进行保存以便再将原始数据或处理过程进行保存以便再 次使用（由内存次使用（由内存 外存）。外存）。第14页，共68页，编辑于2022年，星期一计算机工作过程示意图计算机工作过程示意图指令指令存取命令存取命令运算命令运算命令输入输入/输出命令输出命令原始数据原始数据命令命令/程序程序取数取数读读结果结果存数存数写写I/O设备内存储器运算器控制器数据线：数据线：控制线：控制线：第15页，共68页，编辑于2022
10、年，星期一三、微型计算机系统三、微型计算机系统(一一)微型计算机的主要配置微型计算机的主要配置(二二)微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统第16页，共68页，编辑于2022年，星期一1.1.主板主板主板又称系统板，是计算机各个部件连接的核心设备，主板又称系统板，是计算机各个部件连接的核心设备，是是PCPC机的核心部件，机的核心部件，它含有中央处它含有中央处理器理器CPUCPU、只、只读存储器读存储器ROMROM，随机存取存储随机存取存储器器RAMRAM，还有，还有一些扩展槽一些扩展槽和各种接口、和各种接口、开关和跳线。开关和跳线。(一一)微型计算机的主要配置微型计算机的主要配置第17页，共
11、68页，编辑于2022年，星期一 主板的核心部件是芯片组，控制着整个主板的主板的核心部件是芯片组，控制着整个主板的工作，多数芯片组由南、北桥芯片组成，其中北工作，多数芯片组由南、北桥芯片组成，其中北桥芯片控制着桥芯片控制着CPUCPU、内存和显卡的工作，南桥芯片、内存和显卡的工作，南桥芯片负责控制系统的输入、输出等功能。主板性能的负责控制系统的输入、输出等功能。主板性能的高低影响着整台计算机的总体性能。主要生产芯高低影响着整台计算机的总体性能。主要生产芯片组的厂商有片组的厂商有IntelIntel、VIAVIA、SISSIS等，典型的主板品等，典型的主板品牌有华硕（牌有华硕（ASUSASUS）
12、、微星）、微星(MSI)(MSI)、技嘉、技嘉(GIGABYTE)(GIGABYTE)、精英精英(ECS)(ECS)等。等。第18页，共68页，编辑于2022年，星期一2.2.系统总线系统总线概念概念 总线：总线：是一组连接各个部件的公共通信线，即两是一组连接各个部件的公共通信线，即两 个或多个设备之间进行通信的路径，是一个或多个设备之间进行通信的路径，是一 种可被共享的传输媒介。种可被共享的传输媒介。系统总线：系统总线：连接计算机的处理器、存储器、连接计算机的处理器、存储器、I/OI/O 设备等主要功能部件的总线。设备等主要功能部件的总线。总线组成：总线组成：由多条通信线路组成，每一条线路都
13、由多条通信线路组成，每一条线路都 能够传输二进制数能够传输二进制数“0 0”和和“1 1”。第19页，共68页，编辑于2022年，星期一总线结构：如下图所示。总线结构：如下图所示。第20页，共68页，编辑于2022年，星期一总线类型总线类型 数据总线（数据总线（DBDB）是传输数据的通信线路的集合体，双向总线。是传输数据的通信线路的集合体，双向总线。通过通过DBDB从内存或输入设备读入数据，也可通从内存或输入设备读入数据，也可通 过过DBDB将内部数据传送给内存或输入设备。将内部数据传送给内存或输入设备。典型的数据总线有典型的数据总线有8 8条、条、1616条、条、3232条，即指数条，即指数
14、 据总线的带宽。如：据总线的带宽。如：“奔腾奔腾”有有3232条数据线，条数据线，表示每次可以交换表示每次可以交换3232位二进制数。位二进制数。第21页，共68页，编辑于2022年，星期一 地址总线（地址总线（DBDB）用于传送用于传送CPUCPU发出的地址信息，即指明数发出的地址信息，即指明数 据总线上的数据的源地址或目的地址，据总线上的数据的源地址或目的地址，是单向总线。是单向总线。地址总线的宽度决定了地址总线的宽度决定了CPUCPU的最大寻址能的最大寻址能 力。如：假如力。如：假如CPUCPU有有2424根地址线，其最大根地址线，其最大 寻址能力为寻址能力为 16 MB 16 MB。第
15、22页，共68页，编辑于2022年，星期一控制总线控制总线CDCD 控制数据总线和地址总线的访问和使用，即控制数据总线和地址总线的访问和使用，即 传送控制信号、命令信号和定时信号等，通传送控制信号、命令信号和定时信号等，通 常以双向线表示。常以双向线表示。控制信号：控制信号：在系统模块间传递命令和定时信号在系统模块间传递命令和定时信号 命令信号：命令信号：指定将要执行的操作指定将要执行的操作 定时信号：定时信号：指明数据信息和地址信息的有效性指明数据信息和地址信息的有效性第23页，共68页，编辑于2022年，星期一3 3微处理器微处理器 微处理器也叫中央处理单元（微处理器也叫中央处理单元（Ce
16、ntral Processing UnitCentral Processing Unit，CPUCPU）,由运算器和控制器及内部寄存器组成，它是负责由运算器和控制器及内部寄存器组成，它是负责完成读指令、解释和执行指令的重要部件，并协调计算机完成读指令、解释和执行指令的重要部件，并协调计算机有条不紊的工作，是计算机系统中必备的核心部件。有条不紊的工作，是计算机系统中必备的核心部件。Pentium Pentium 处理器处理器 Pentium III处理器处理器 80386DX处理器处理器Intel 8008处理器处理器第24页，共68页，编辑于2022年，星期一微处理器的发展微处理器的发展 CP
17、U CPU的发展史也不过的发展史也不过3030余年，但在这余年，但在这3030余年里微处理器的发余年里微处理器的发展历程却是天翻地覆的变化。从展历程却是天翻地覆的变化。从Intel 4004Intel 4004开始，到了开始，到了IntelIntel，AMDAMD，Cyrix(Cyrix(赛瑞克斯赛瑞克斯)三足鼎立，到三足鼎立，到IntelIntel一家独大，再到一家独大，再到现在现在IntelIntel和和AMDAMD分庭抗衡。时代的进步，科技的发展，分庭抗衡。时代的进步，科技的发展，CPUCPU将将向向速度更快、速度更快、6464位结构、多核心位结构、多核心方向前进。方向前进。197119
18、71年年19811981年：年：英特尔公司先后推出了英特尔公司先后推出了Intel Intel 40044004、80088008、80868086、80888088。1981 1981年美国年美国IBMIBM公将公将80888088芯片用于其研制的芯片用于其研制的PCPC机，电机，电脑真正走进人们的工作和生活之中，它也标志着一个脑真正走进人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。新时代的开始。第25页，共68页，编辑于2022年，星期一19821982年年19891989年：年：英特尔公司发布了英特尔公司发布了8028680286、80386dx80386dx、8048680486。
19、19931993年年20002000年：年：英特尔公司发布了英特尔公司发布了pentium(pentium(奔腾奔腾)、pentium mmx pentium mmx 多能奔腾、多能奔腾、pentiumpentium、pentium pentium、Pentium IVPentium IV（奔腾（奔腾4 4）。）。20052005年今：年今：20052005年英特尔公司发布了内含年英特尔公司发布了内含2 2个处理个处理核心的核心的IntelIntelPentiumPentiumD D处理器登场，正式揭开处理器多处理器登场，正式揭开处理器多核时代。核时代。20062006年：年：IntelInt
20、el在全球发布了酷睿在全球发布了酷睿2 2全系列双核处理全系列双核处理器产品，从真正的奔腾时代，进入了酷睿时代器产品，从真正的奔腾时代，进入了酷睿时代(酷睿是英文酷睿是英文“Core(Core(内核内核)”的拟音的拟音)。目前，市面上的微机使用的。目前，市面上的微机使用的CPUCPU多为双核、三核、四核等。多为双核、三核、四核等。第26页，共68页，编辑于2022年，星期一4 4存储器存储器 存储器分为内存储器和外存储器。存储器分为内存储器和外存储器。（1 1）内存储器）内存储器 内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（储器（RAMRA
21、M）和只读存储器（）和只读存储器（ROMROM）。）。只读存储器（只读存储器（ROMROM）ROMROM用于存放基本输入用于存放基本输入/输出系统输出系统 ROM BIOS ROM BIOS，它提供最基本的和初，它提供最基本的和初 步操作的服务，如开机自检程序、步操作的服务，如开机自检程序、装入引导程序。装入引导程序。第27页，共68页，编辑于2022年，星期一 随机存取存储器（随机存取存储器（RAMRAM）RAMRAM是指计算机能够根据需要任意在其内部存放和取是指计算机能够根据需要任意在其内部存放和取出指令和数据的内存储器。出指令和数据的内存储器。RAMRAM是构成内存的主要部是构成内存的主
22、要部分，通常所讲的内存就是指分，通常所讲的内存就是指RAMRAM。第28页，共68页，编辑于2022年，星期一 高速缓冲存储器（高速缓冲存储器（CacheCache）用于解决用于解决CPUCPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。当当CPUCPU调用大量数据时，就可避开内存，而从缓存中调用，调用大量数据时，就可避开内存，而从缓存中调用，从而加快读取速度。从而加快读取速度。Cache Cache的读取速度比内存快，的读取速度比内存快，CacheCache的容量越大，可的容量越大，可缓冲数据量就越多，计算机的整体性能就越好。缓冲数据量就越多，计算机的整体性能就越
23、好。Cache Cache一般分为一级一般分为一级CacheCache和二级和二级CacheCache。部分高端。部分高端CPUCPU还具有三级还具有三级CacheCache，每一级缓存中所储存的全部数，每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分。据都是下一级缓存的一部分。CPUCacheRAM第29页，共68页，编辑于2022年，星期一 （2 2）外存储器）外存储器 外存储器简称外存，计算机执行程序和加工处理数外存储器简称外存，计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组据时，外存中的信息按信息块或信息组先送入内存先送入内存后后才能使用。外存储器的速度比内存储器慢，但
24、断电才能使用。外存储器的速度比内存储器慢，但断电后信息不丢失，可以长期保存。后信息不丢失，可以长期保存。计算机常用的外存储器有硬盘、光盘、计算机常用的外存储器有硬盘、光盘、U U盘、软盘、软盘。目前，盘。目前，U U盘、光盘的使用越来越普及。盘、光盘的使用越来越普及。第30页，共68页，编辑于2022年，星期一硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外面覆盖有铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外面覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地
25、密封固定在硬盘驱动器中。性地密封固定在硬盘驱动器中。第31页，共68页，编辑于2022年，星期一硬盘的主要品牌硬盘的主要品牌希捷希捷:希捷科技是全球主要的硬盘厂商之一，主要产希捷科技是全球主要的硬盘厂商之一，主要产品包括桌面硬盘，企业用硬盘，笔记本电脑硬盘和微品包括桌面硬盘，企业用硬盘，笔记本电脑硬盘和微型硬盘。在硬盘厂商中希捷是历史最悠久的。型硬盘。在硬盘厂商中希捷是历史最悠久的。西部数据西部数据:市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品有侧重高其桌面产品有侧重高IOIO性能的性能的BlackBlack系列系列(黑盘黑盘)，普通，普通的的Blue
26、Blue系列系列(蓝盘蓝盘)，侧重低功耗低噪音的环保，侧重低功耗低噪音的环保GreenGreen系系列列(绿盘绿盘)。日立日立:第三大硬盘厂商。主要由收购的原第三大硬盘厂商。主要由收购的原IBMIBM硬盘部门发硬盘部门发展而来。展而来。EMC:EMC:EMCEMC为一家美国信息存储资讯科技公司，为一家美国信息存储资讯科技公司，主要业主要业务为信息存储及管理产品、服务和解决方案。务为信息存储及管理产品、服务和解决方案。第32页，共68页，编辑于2022年，星期一光盘存储器光盘存储器根据读写方式和容量，可分为根据读写方式和容量，可分为CD-ROMCD-ROM、CD-R/RWCD-R/RW、DVD-
27、DVD-ROMROM等。人们习惯上将等。人们习惯上将CD-ROMCD-ROM称为光驱，称为光驱，CD-R/RWCD-R/RW称为刻称为刻录机或刻录光驱，录机或刻录光驱，DVD-ROMDVD-ROM称为称为DVDDVD光驱。光驱。第33页，共68页，编辑于2022年，星期一闪存闪存闪存作为另类移动存储设备多被应用在各种各样的闪存作为另类移动存储设备多被应用在各种各样的便携设备上，如笔记本电脑、数码相机、便携设备上，如笔记本电脑、数码相机、MP3MP3、移动、移动电话等。电话等。CF卡 优盘 SONY记忆棒 第34页，共68页，编辑于2022年，星期一键盘键盘目前常用的键盘有目前常用的键盘有101
28、101键和键和104104键标准键盘。键标准键盘。5 5输入输出设备输入输出设备第35页，共68页，编辑于2022年，星期一鼠标鼠标 按接受信号的不同分为有线鼠标和无线鼠标。按接受信号的不同分为有线鼠标和无线鼠标。有线鼠标大家都好理解，无线鼠标基本分为三类：有线鼠标大家都好理解，无线鼠标基本分为三类：2727兆无线鼠标：兆无线鼠标：发射距离在发射距离在2 2米左右，而且信号不稳定，米左右，而且信号不稳定，相对比较低档。相对比较低档。2.4G2.4G无线鼠标：无线鼠标：发射频率在发射频率在7-157-15米，信号比较稳定。米，信号比较稳定。蓝牙鼠标：蓝牙鼠标：蓝牙鼠标是蓝牙鼠标是2.4G2.4G
29、的一个特例，最大的特点就的一个特例，最大的特点就是通用性，不需要蓝牙适配器，可以直接连接。是通用性，不需要蓝牙适配器，可以直接连接。第36页，共68页，编辑于2022年，星期一 按照工作原理分为：按照工作原理分为：机械（滚球）鼠标：机械（滚球）鼠标：鼠标底盖有一个滚球。当拖动鼠鼠标底盖有一个滚球。当拖动鼠标时，光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标时，光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化。缺点是定位不准。标器在垂直和水平方向的位移变化。缺点是定位不准。光电鼠标：光电鼠标：其工作原理是其工作原理是LEDLED发出的光线将鼠标移动的轨发出的光线将鼠标移动的轨迹
30、记录为一组连贯图像迹记录为一组连贯图像,通过对这些图像上特征点位置通过对这些图像上特征点位置的分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成的分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。通常要垫一个专业的鼠标垫。光标的定位。通常要垫一个专业的鼠标垫。激光鼠标：激光鼠标：又称镭射鼠标，是一种特殊的光电鼠标。又称镭射鼠标，是一种特殊的光电鼠标。第37页，共68页，编辑于2022年，星期一扫描仪扫描仪 扫描仪是一种图像输入设备，由于它可以迅速地扫描仪是一种图像输入设备，由于它可以迅速地将图像输入到计算机，因而成为图文通信、图像处理、将图像输入到计算机，因而成为图文通信、图像处理、模式识
31、别、出版系统等方面的模式识别、出版系统等方面的重要输入设备。按扫描方式的不同，扫描仪可分为手重要输入设备。按扫描方式的不同，扫描仪可分为手持式、平板式、入纸式和滚筒式。持式、平板式、入纸式和滚筒式。第38页，共68页，编辑于2022年，星期一数字化仪数字化仪 数字化仪是一种图形输入设备。它可以把各种数字化仪是一种图形输入设备。它可以把各种图形的信息转换成相应的计算机可识别数字信号，送图形的信息转换成相应的计算机可识别数字信号，送入计算机进行入计算机进行处理。目前常用的数字化处理。目前常用的数字化仪有数码相机、数码摄像仪有数码相机、数码摄像头等。头等。第39页，共68页，编辑于2022年，星期一
32、显示器显示器 目前常用的监视器有目前常用的监视器有CRTCRT（阴极射线管）监视（阴极射线管）监视器和器和LCDLCD（液晶显示器）两种。（液晶显示器）两种。第40页，共68页，编辑于2022年，星期一打印机打印机打印机是信息输出的主要设备。常用的打印机有三打印机是信息输出的主要设备。常用的打印机有三类：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，它们类：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，它们各有特点。各有特点。第41页，共68页，编辑于2022年，星期一声音卡声音卡 声音卡简称声卡，主要功能是将语音功能加入声音卡简称声卡，主要功能是将语音功能加入PCPC环境，环境，即对原声音进行采集、数字化、压缩
33、、存储、解压和即对原声音进行采集、数字化、压缩、存储、解压和回放等处理，并提供各种声音设备的数字接口和集成回放等处理，并提供各种声音设备的数字接口和集成能力。能力。第42页，共68页，编辑于2022年，星期一调制解调器调制解调器调制解调器（调制解调器（ModemModem）是实现计算机通信的一种）是实现计算机通信的一种外部设备。外部设备。第43页，共68页，编辑于2022年，星期一微微型型计计算算结结构构配配置置图图 第44页，共68页，编辑于2022年，星期一 系统软件系统软件 系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。系统
34、软件包括：视和服务。系统软件包括：操作系统操作系统:系统软件的核心，它负责对计算机系统系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。内各种软、硬资源的管理、控制和监视。数据库管理系统数据库管理系统:负责对计算机系统内全部文件、负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。资料和数据的管理和共享。编译系统编译系统:负责把用户用高级语言所编写的源程序编负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。译成机器所能理解和执行的机器语言。(二二)微型计算机的软件系统微型计算机的软件系统第45页，共68页，编辑于2022年，星期一 网络系统网络系统:负责
35、对计算机系统的网络资源进行组织和负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共管理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。享和通信。服务性程序服务性程序:也称实用程序。为增强计算机系统的也称实用程序。为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序服务功能而提供的各种程序 ，包括对用户程序的装，包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。第46页，共68页，编辑于2022年，星期一 应用软件应用软件 应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而
36、开发的各种应用程序。种应用程序。办公应用软件：办公应用软件：微软微软OfficeOffice系统、金山系统、金山WPSWPS软件、软件、IBM IBM旗下旗下LotusLotus公司的公司的SmartsuiteSmartsuite等等 平面设计软件：平面设计软件：PhotoshopPhotoshop、CorelDRAWCorelDRAW、Freehand Freehand等。等。多媒体开发软件：多媒体开发软件：AuthorwareAuthorware、FlashFlash等。等。三维动画设计软件三维动画设计软件：3DS Max3DS Max、MayaMaya等。等。辅助设计软件：辅助设计软件：
37、AutoCADAutoCAD、Pro/EPro/E、RhinoRhino等。等。第47页，共68页，编辑于2022年，星期一19831983年：年：国防科技大学研制出国防科技大学研制出“银河银河”亿次巨型电子计算亿次巨型电子计算机。机。19921992年年：国防科技大学研制出银河：国防科技大学研制出银河通用并行机，峰值速度通用并行机，峰值速度达每秒达每秒1010亿次。亿次。19931993年：年：曙光计算机公司研制成功曙光一号全对称共享存曙光计算机公司研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机，这是国内首次以基于超大规模集成电路的通储多处理机，这是国内首次以基于超大规模集成电路的通用微处理器芯片和
38、标准用微处理器芯片和标准UNIXUNIX操作系统设计开发的并行计算操作系统设计开发的并行计算机。机。19951995年年：曙光公司又推出了曙光：曙光公司又推出了曙光10001000，峰值速度每秒，峰值速度每秒2525亿次浮点运算。亿次浮点运算。四、我国超级计算机的发展四、我国超级计算机的发展第48页，共68页，编辑于2022年，星期一19971997年：年：国防科技大学研制成功银河国防科技大学研制成功银河百亿次并行计算机，百亿次并行计算机，峰值性能为每秒亿次浮点运算。峰值性能为每秒亿次浮点运算。19991999年：年：国家并行计算机工程技术研究中心研制的神威计算国家并行计算机工程技术研究中心研
39、制的神威计算机，峰值运算速度达每秒机，峰值运算速度达每秒38403840亿次。亿次。20042004年：年：由中科院计算所、曙光公司、上海超级计算中由中科院计算所、曙光公司、上海超级计算中心三方共同研发制造的曙光心三方共同研发制造的曙光4000A4000A实现了每秒实现了每秒1010万亿次万亿次运算速度。运算速度。20082008年：年：曙光曙光5000A5000A实现峰值速度实现峰值速度230230万亿次、万亿次、Linpack Linpack值值180180万亿次。万亿次。20092009年：年：天河一号诞生，峰值速度每秒天河一号诞生，峰值速度每秒12061206万亿次。万亿次。我国正在研
40、发的千万亿次高性能计算机我国正在研发的千万亿次高性能计算机“曙光曙光60006000”采用采用“混合动力混合动力”，最重要的计算部分将采用国产的八，最重要的计算部分将采用国产的八核龙芯。曙光核龙芯。曙光60006000预计在预计在20102010年研制完成。年研制完成。第49页，共68页，编辑于2022年，星期一五、计算机操作系统五、计算机操作系统(一一)操作系统的定义操作系统的定义(四四)Windows)Windows常用操作举例常用操作举例(二二)操作系统的分类操作系统的分类(三三)操作系统的功能操作系统的功能第50页，共68页，编辑于2022年，星期一 操作系统操作系统是计算机系统中的一
41、个系统软件，它管理和控制是计算机系统中的一个系统软件，它管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便以便有效地利用这些资源为用户提供一个功能强大、使用方便的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。:计算机硬件与其它计算机硬件与其它软件的接口软件的接口:用户和计算机的接用户和计算机的接口口 裸机裸机用户用户主要功能有：处理机管理 存储管理 设备管理 信息(文件)管理(一一)操作系统的定义操作系统的定义第51页
42、，共68页，编辑于2022年，星期一 操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。按机型分：按机型分：大型机、中、小型和微型机大型机、中、小型和微型机 按用户数分：按用户数分：单用户操作系统和多用户操作系统单用户操作系统和多用户操作系统 按功能特征分：按功能特征分：批处理操作系统、实时操作系统、分时批处理操作系统、实时操作系统、分时操作系统。网络操作系统、分布式系统。操作系统。网络操作系统、分布式系统。(二二)操作系统的分类操作系统的分类第52页，共68页，编辑于2022年，星期一批处理操作系统（自学）批处理操作系统（自学）用户将作业交给系统操作员，系统
43、操作员将许多用户用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结果交给用户。果交给用户。批处理操作系统的特点是：批处理操作系统的特点是：多道和成批处理多道和成批处理。分时操作系统（自学）分时操作系统（自学）分时操作系统中一台主机连接了若干个终端用户，用分时操作系统中一台主机连接了若干个终端用户，用户交互式地向
44、系统提出命令请求，系统接受每个用户的户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。每个用户轮流使用一个方式在终端上向用户显示结果。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。就像整时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。就像整个系统为他所独占。个系统为他所独占。第53页，共68页，编辑于2022年，星期一实时操作系统（自学）实时操作系统（自学）是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该
45、事件的处理，并控制所有实时设备和格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。有高可靠性和完整性。网络操作系统（自学）网络操作系统（自学）网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其网络管理
46、、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是相互通信及资源共享。在其支持下，网络中的各目标是相互通信及资源共享。在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。台计算机能互相通信和共享资源。第54页，共68页，编辑于2022年，星期一分布式操作系统（自学）分布式操作系统（自学）它是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算它是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统。由及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统。由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机
47、上，于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机上，操作系统对用户的资源需求要在系统的各台计算机上操作系统对用户的资源需求要在系统的各台计算机上搜索，找到所需资源后才可进行分配。它分布于系统搜索，找到所需资源后才可进行分配。它分布于系统的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有较强的容错能力。较强的容错能力。第55页，共68页，编辑于2022年，星期一作业管理作业管理 用户要求计算机处理某项工作称为一个作业，一个作业包用户要求计算机处理某项工作称为一个作业，一个作业包括程序、数据以及解题的控制步骤。作业管理的任务是为用括程序、数据以及解题的控制
48、步骤。作业管理的任务是为用户提供一个良好的使用系统的环境，使用户能有效地组织自户提供一个良好的使用系统的环境，使用户能有效地组织自己的工作流程。己的工作流程。进程管理进程管理 又称处理机管理，主要是对又称处理机管理，主要是对CPUCPU进行动态管理，将处进行动态管理，将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。一道等待运理器交替地分配给系统内等待运行的程序。一道等待运行的程序只有在获得了处理器后才能运行。一道程序在行的程序只有在获得了处理器后才能运行。一道程序在运行中若遇到某个事件，操作系统就要来处理相应的事运行中若遇到某个事件，操作系统就要来处理相应的事件，然后将处理器重新分配。件，然后将处理
49、器重新分配。(三三)操作系统的功能操作系统的功能第56页，共68页，编辑于2022年，星期一任务管理器任务管理器 当前系统进程和用户进程当前系统进程和用户进程 Windows XPWindows XP中进程管理中进程管理第57页，共68页，编辑于2022年，星期一存储器管理存储器管理 存储器管理是根据用户程序的要求为用户分配主存储存储器管理是根据用户程序的要求为用户分配主存储区域。当多个程序共享有限的内存资源时，操作系统就按区域。当多个程序共享有限的内存资源时，操作系统就按某种分配原则，为每个程序分配内存空间，使各用户的程某种分配原则，为每个程序分配内存空间，使各用户的程序和数据彼此隔离序和数
50、据彼此隔离(segregate)(segregate)，互不干扰，互不干扰(interfere)(interfere)及破坏；当某个用户程序工作结束时，要及时收回它所占及破坏；当某个用户程序工作结束时，要及时收回它所占的主存区域，以便再装入其它程序。另外，操作系统利用的主存区域，以便再装入其它程序。另外，操作系统利用虚拟内存技术，把内、外存结合起来，共同管理。虚拟内存技术，把内、外存结合起来，共同管理。第58页，共68页，编辑于2022年，星期一系统属性对话框系统属性对话框 性能选项对话框性能选项对话框虚拟内存设置对话框虚拟内存设置对话框 Windows XPWindows XP中存储管理中存