计算机系统组成课件

计算机系统组成,1,第2章计算机系统组成,2.1计算机的组成2.2计算机的硬件系统2.3计算机的软件系统2.4微型计算机概论2.5文件管理基础2.6计算机安全2.7多媒体信息处理,计算机系统组成,2,2.1计算机的组成,2.1.1从计算机的外观看2.1.2从计算机的逻辑结构看,计算机系统组成,3,2.1.1从计算机的外观看,由主机、显示器、键盘和鼠标等几部分组成。,回本节,计算机系统组成,4,2.1.2从计算机的逻辑结构看,回本节,计算机系统组成,5,2.2计算机的硬件系统,2.2.1计算机系统的冯诺依曼结构2.2.2计算机的硬件系统2.2.3计算机的工作原理,计算机系统组成,6,2.2.1计算机系统的冯诺依曼结构,冯诺依曼结构计算机工作原理的核心是“存储程序”和“程序控制”，并具有如下3个特点：1.计算机硬件由五大基本部件组成：控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备。2.程序和数据均存放在存储器中，且能自动依次执行指令。3.所有的数据和程序均采用二进制0，1代码表示。,回本节,计算机系统组成,7,计算机硬件基本结构图,程序和数据通过输入设备存入存储器，运算器运算时，从存储器中读取数据，运算结果(或中间数据)再存入存储器，通过输出设备输出结果。执行指令时，从存储器中读取指令，控制器根据指令发出控制信号，控制其他部件协调工作。,回本节,计算机系统组成,8,2.2.2计算机的硬件系统,1.运算器2.控制器3.存储器4.输入设备5.输出设备,回本节,计算机系统组成,9,1.运算器,运算器也称算术与逻辑运算单元ALU。它的主要功能是对二进制数码进行算术运算或逻辑运算。,回本节,计算机系统组成,10,2.控制器,控制器的功能是控制计算机各部件协调工作，使计算机自动地执行程序。把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器，又称CPU。它是计算机硬件的核心部件。,回本节,计算机系统组成,11,3.存储器,存储器是用来存储程序和数据的记忆装置，是计算机中各种信息存储和交流的中心。根据存储材料的性能及使用方法不同，存储器有各种不同的分类方法。,回本节,计算机系统组成,12,存储器的分类方法,(1)按存储介质分为:半导体存储、磁表面存储器、光盘存储器(2)按存储方式分为:随机存储器、顺序存储器、直接存储器(3)按读写功能分为:只读存储器(ROM)、随机读写存储器(RAM),回本节,计算机系统组成,13,存储器的分类方法,(4)按信息的可保存性分为：非永久记忆的存储器：、永久记忆性存储器(5)按在计算机系统中的作用分为：主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器,回本节,计算机系统组成,14,4.输入设备,输入设备是把准备好的数据、程序等送入计算机的装置。,回本节,计算机系统组成,15,5.输出设备,输出设备是把计算机产生的信息或工作过程以人们习惯的直观形式表现出来的装置。,回本节,计算机系统组成,16,2.2.3计算机的工作原理,1.指令2.程序,回本节,计算机系统组成,17,1.指令,(1)指令的含义计算机指令就是人对计算机发出的完成一个最基本操作的工作命令，由计算机硬件来执行。(2)指令的组成通常一条指令包括两部分：一是操作码，二是操作数(也叫地址码)(3)指令的类型数据传送指令算术运算或逻辑运算指令控制与转移指令输入和输出指令控制和管理机器的指令,回本节,计算机系统组成,18,2.程序,(1)程序的含义程序是用于指挥计算机执行各种动作以便完成指定任务的指令序列。(2)程序的执行过程,回本节,计算机系统组成,19,2.3计算机的软件系统,2.3.1系统软件2.3.2应用软件,计算机系统组成,20,2.3.1系统软件,系统软件是计算机设计者或厂商提供的使用和管理计算机的软件。它包括操作系统、语言处理系统、数据库系统、服务程序、分布式软件系统和人机交互系统等。系统软件可以看作用户与计算机接口，操作系统是软件系统的核心。,回本节,计算机系统组成,21,1.操作系统,(1)操作系统的定义及功能(2)操作系统的分类,回本节,计算机系统组成,22,(1)操作系统的定义及功能,定义操作系统(简称OS)是一组程序，它们用于统一管理计算机中的所有软、硬件资源，合理地组织计算机的工作流程，协调计算机系统的各部件之间、系统之间、用户与用户之间的关系。功能存储器管理、处理器管理、设备管理、文件管理和作业管理。,回本节,计算机系统组成,23,(2)操作系统的分类,依其功能和特性分为批处理操作系统、分时操作系统和实时操作系统。依其同时管理用户数的多少分为单用户操作系统和多用户操作系统。按同时管理的作业数可分为单用户单任务操作系统、单用户多任务操作系统、多用户多任务操作系统和网络操作系统。随着计算机体系结构的发展，又出现了：嵌入式操作系统、个人操作系统和分布式操作系统。,回本节,计算机系统组成,24,2.计算机设计语言与语言处理程序,人和计算机交流信息使用的语言称为计算机语言或称程序设计语言。计算机语言通常分为机器语言、汇编语言和高级语言三类。,回本节,计算机系统组成,25,(1)机器语言(MachineLanguage),机器语言是一种用二进制代码“0”和“1”形式表示的，能被计算机直接识别和执行的语言。用机器语言编写的程序，称为计算机机器语言程序。它是一种低级语言。,回本节,计算机系统组成,26,(2)汇编语言(AssembleLanguage),汇编语言是一种用助记符表示的面向机器的程序设计语言。用汇编语言编制的程序称为汇编语言程序，机器不能直接识别和执行。,汇编语言源程序的汇编运行过程,回本节,计算机系统组成,27,(3)高级语言,高级语言的定义高级语言源程序的编译运行过程高级语言源程序的解释运行过程,回本节,计算机系统组成,28,高级语言的定义,高级语言是一种比较接近自然语言和数学表达式的一种计算机程序设计语言，是面向用户的程序设计语言。,回本节,计算机系统组成,29,高级语言源程序的编译运行过程,回本节,计算机系统组成,30,高级语言源程序的解释运行过程,回本节,计算机系统组成,31,3.数据库系统,数据库系统(DataBaseSystem，简称DBS)是一个实际可运行的存储、维护和应用系统，提供数据的软件系统，是存储介质、处理对象和管理系统的集合体。,回本节,计算机系统组成,32,4.服务程序,服务程序主要是对用户的程序和数据提供通用的服务，如编辑程序、连接程序、分类合并程序、PCTOOLS等。,回本节,计算机系统组成,33,2.3.2应用软件,应用软件是为用户解决实际问题而开发的软件。有些是通用的应用软件，如文字处理软件、表处理软件、图形图像处理软件等。有些是为某个行业、某种业务，甚至为某个部门研制的专用应用软件，如财务管理系统、计算机辅助设计(CAD)软件、本部门的应用数据库管理系统等。,回本节,计算机系统组成,34,2.4微型计算机概论,2.4.1微型计算机的分类2.4.2微型计算机的主要性能指标2.4.3微型计算机的硬件组成2.4.4微型计算机的软件系统,计算机系统组成,35,2.4.1微型计算机的分类,1.根据微处理器的字长，可将其分为8位机、16位机、32位机、64位机等。2.按结构，可将其分为单片机、单板机、多板机等。3.按用途可以分为工业过程控制机与数据处理机等。4.按CPU芯片型号可以分为286机、386机、486机、586机、Pentium和迅驰等微机。,回本节,计算机系统组成,36,2.4.2微型计算机的主要性能指标,1.字长2.运算速度3.时钟频率(主频)4.存储容量5.存取速度,回本节,计算机系统组成,37,2.4.3微型计算机的硬件组成,1.中央处理器2.内存储器3.外存储器4.输入设备5.输出设备6.总线7.主机板,主机内部结构,回本节,计算机系统组成,38,1.中央处理器,中央处理器(CPU)是整台计算机的核心部件。它主要由控制器和运算器组成。,CPU插座及CPU芯片,AMD芯片,回本节,计算机系统组成,39,2.内存储器,内存储器简称内存，用来存放当前计算机运行所需要的程序和数据。内存容量的大小是衡量计算机性能的主要指标之一。内存储器包括随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。,回本节,计算机系统组成,40,(1)RAM,RAM只能临时保存数据，计算机电源关闭后，RAM中的数据就会全部丢失，但其优点是既可以写入数据，也可读取数据；RAM可分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。新型的随机存储器有同步动态存储器SDRAM和双倍速率同步动态随机存储器DDR。,回本节,计算机系统组成,41,同步动态存储器,内存储器（SDRAM，168pins),回本节,计算机系统组成,42,双倍数据率动态随机存取存储器,DDR-SDRAM内存,回本节,计算机系统组成,43,DDRII,威刚红色威龙DDRII667512MB,回本节,计算机系统组成,44,(2)ROM,ROM只能读取数据，不能写入数据，但电源关闭后仍可保存数据。ROM一般用来存储微机运行时必不可少的程序。ROM根据其特点和用途可以分为固化ROM、PROM、EPROM和FlashEPROM几种。,回本节,计算机系统组成,45,3.外存储器,外存储器又叫辅助存储器。主要用来保存暂时不用的程序和数据。外存的特点是存储容量大、价格低、可以长期保存信息，不足之处是读写速度比内存慢。当前微型计算机常用的外存有：软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器，此外还有电子盘和可移动硬盘。,回本节,计算机系统组成,46,(1)软盘存储器,由于软盘的容量小、容易损坏、软驱的读取速度慢等缺点，它们正面临着被淘汰的命运。,回本节,计算机系统组成,47,(2)硬盘存储器,硬盘的存储容量较大，目前流行的硬盘容量一般在40GB200GB之间，是目前微机系统配置中必不可少的外存储器。,硬盘结构图,回本节,计算机系统组成,48,(3)光盘存储器,光盘,光盘驱动器,光盘存储容量大，价格低，可靠性高。常用光盘有：CD、DVD、MO。,回本节,计算机系统组成,49,(4)电子盘,电子盘(俗称母指盘或U盘)由flash芯片，USB接口芯片，塑料壳，电压控制电路四部分组成。,回本节,计算机系统组成,50,(5)移动硬盘,硬盘由于安装在主机箱内，又怕震动，虽然容量大，但不方便。移动硬盘也可以通过硬盘连接使用，它的容量为20GB40GB，又有防震装置，小巧轻便，方便携带。,回本节,计算机系统组成,51,4.输入设备,输入设备是用户和计算机之间进行对话的主要设备，声、光、图、像等信息都需要通过输入设备才能被计算机所接受。键盘和鼠标器是微机上常用的输入设备，此外还有扫描仪、数码相机、光笔、语音输入装置、数字点化仪、点触式设备、跟踪球、条形码等。,回本节,计算机系统组成,52,(1)键盘,向主机输入程序、原始数据和操作命令等信息的设备。,回本节,计算机系统组成,53,104键盘,回本节,计算机系统组成,54,键盘的手指分工,回本节,计算机系统组成,55,正确座姿,回本节,计算机系统组成,56,(2)鼠标器,鼠标，又称为鼠标器。只要拖动鼠标，单击或双击鼠标上的按钮就可以指挥计算机工作。,回本节,计算机系统组成,57,鼠标的分类,按键数分类鼠标可以分为传统双键鼠、三键鼠和新型的多键鼠标。按接口分类可以分为COM、PS/2、USB三类。按内部构造分类这是鼠标分类最常用的一种方式，可以分为机械式、光机式和光电式三大类。,回本节,计算机系统组成,58,各种鼠标,回本节,计算机系统组成,59,(3)扫描仪,扫描仪是一种光机电一体化的输入设备，它可以将图文形象转换成可由计算机处理的数字数据。,回本节,计算机系统组成,60,(4)数码相机,数码相机是集光学、机械、电子一体化的产品。它集成了影像信息的转换、存储和传输等部件，具有数字化存取模式，与电脑交互处理和实时拍摄等特点。,回本节,计算机系统组成,61,5.输出设备,输出设备是用来显示或打印输出计算机的数据以及计算机处理结果的设备，常见的输出设备有显示器、打印机、绘图仪、语言输出设备等。,回本节,计算机系统组成,62,(1)显示器,显示器是计算机中基本的输出设备。它用以显示数据、图形、图像。显示器的分类显示器的主要性能指标显卡,回本节,计算机系统组成,63,显示器的分类,按能显示的色彩种类的多少，可分为单色显示器和彩色显示器；按显示器件不同有阴极射线管显示器(CRT)、液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子体(PDP)、荧光(VF)等平板显示器；按显示方式的不同有图形显示方式的显示器和字符显示方式的显示器；按照显像管外观不同有球面屏幕、平面直角屏幕、柱面屏幕等。,回本节,计算机系统组成,64,常见的显示器,液晶显示器,阴极射线管显示器显示器,回本节,计算机系统组成,65,显示器的主要性能指标,阴极射线管显示器(CRT)的主要性能指标有空间分辨率、颜色分辨率、扫描频率、带宽、TCO认证等。液晶显示器(LCD)的主要性能指标有响应时间、可视角度、点距、分辨率、刷新率、亮度、对比度等。,回本节,计算机系统组成,66,显卡,显卡是主机与显示器之间连接的“桥梁”，作用是控制电脑的图形输出，负责将CPU送来的影像数据处理成显示器认识的格式，再送到显示器形成图像。,回本节,计算机系统组成,67,(2)打印机,打印机是使用最普遍的计算机输出设备之一。它可以将计算机处理的结果(文字或图形)在纸上打印出来。最常见的有针式打印机、喷墨打印机、激光打印机。,回本节,计算机系统组成,68,各种常见打印机,回本节,计算机系统组成,69,6.总线,(1)总线的概念(2)系统总线的分类(3)常用的总线标准,回本节,计算机系统组成,70,(1)总线的概念,总线是传送信息的公共通道。,回本节,计算机系统组成,71,(2)系统总线的分类,按相对于CPU或其它芯片的位置可分为：片内总线和片外总线。按总线的功能可分为：地址总线、数据总线和控制总线。按总线的层次结构可分为：CPU总线、存储总线、系统总线、外部总线。按总线在微机系统中的位置可分为：机内总线和机外总线。,回本节,计算机系统组成,72,(3)常用的总线标准,目前采用最多的是工业标准结构ISA总线、扩展工业标准结构EISA总线、微通道结构MCA总线、VESA总线和外部设备互联PCI总线等。,回本节,计算机系统组成,73,7.主机板,主机板又称为系统主板(Systemboard)或简称主板。CPU就安装在它的上面。主机板上有内存槽(Bank)、扩展槽(Slot)、各种跳线(Jumper)和一些辅助电路。,回本节,计算机系统组成,74,主机板,回本节,计算机系统组成,75,(1)内存槽,内存槽用来插入内存条。,回本节,计算机系统组成,76,(2)扩展槽,扩展槽用来插入各种外部设备的适配卡。,回本节,计算机系统组成,77,2.4.4微型计算机的软件系统,微型计算机系统的软件分为系统软件和应用软件。操作系统(OperatingSystem)是最基本最重要的系统软件。常见的操作系统有：CP/M、DOS、Windows、UNIX、Linux等。,回本节,计算机系统组成,78,2.5文件管理基础,2.5.1文件和文件夹的概念2.5.2文件的命名规则2.5.3路径的概念,计算机系统组成,79,2.5.1文件和文件夹的概念,1.文件文件就是具有名称的一组相关信息的集合。文件分为两类，一类是存储在外存储器上的文件，称为磁盘文件；另一类是系统的标准设备，称为设备文件。,回本节,计算机系统组成,80,2.文件夹Windows中的文件夹是用于存储程序、文档、快捷方式和其他子文件夹的地方。多数情况下，一个文件夹对应一块磁盘空间。在Windows的文件夹树形结构中，处于顶层(树根)的文件夹为桌面，计算机上所有的资源都组织在桌面上，从桌面开始可以访问到任何一个文件或文件夹。,回本节,计算机系统组成,81,2.5.2文件的命名规则,1.文件名的一般形式2.DOS环境下的文件名3.Windows环境下的文件名4.常用的文件扩展名5.通配符,回本节,计算机系统组成,82,1.文件名的一般形式,文件名的一般形式为：主文件名不可省略，盘符和扩展名可以省略,回本节,计算机系统组成,83,2.DOS环境下的文件名,在DOS下，文件名采用8.3结构。可用于文件名的字符如下：(1)大小写英文字母：AZ和az，共52个。文件名不区分大小写。(2)数字符号：09。(3)特殊符号：$、#、&、(、)、_、等。,回本节,计算机系统组成,84,3.Windows环境下的文件名,(1)支持长文件名。文件或文件夹的名字最多可达255个西方字符，但其中不能包括回车符。(2)可使用多分隔符，最后一组才是文件的扩展名。(3)可使用多种字符。组成文件名或文件夹的字符可以是英文字母、数字及￥、(、)、下划线、空格、汉字等。但不能使用下列9个字符：、/、:、*、？、”、|。(4)在同一文件夹内不允许有同名文件。(5)不区分大小写，但文件名保留命名时输入的大小写状态。(6)不能使用系统保留的设备名,回本节,计算机系统组成,85,4.常用的文件扩展名,回本节,计算机系统组成,86,5.通配符,通配符提供了用一个名称指定多个文件名或目录名的便捷方式。最常用的两个通配符是*和?。*可以匹配任何字符序列(字符串)，包括无字符的情况；?可以匹配任何一个字符。,回本节,计算机系统组成,87,2.5.3路径的概念,1.文件夹层次结构文件系统通常采用树形结构的方式来管理文件和文件夹。2.路径(1)路径：从一个文件夹出发，去定位另一个文件或文件夹时所经过的这些文件夹名的序列。(2)当前文件夹：执行某一操作时系统所在的那个位置的文件夹称为“当前文件夹”。(3)绝对路径：从根文件夹开始所列出的路径。(4)相对路径：从当前文件夹的下一级文件夹或父文件夹开始表示的路径。,回本节,计算机系统组成,88,2.6计算机安全,2.6.1计算机病毒2.6.2黑客与防火墙,计算机系统组成,89,2.6.1计算机病毒,1.计算机病毒的定义2.计算机病毒的特点3.计算机病毒的类型4.计算机病毒的预防5.计算机病毒的清除,回本节,计算机系统组成,90,1.计算机病毒的定义,计算机病毒是指编制或者在计算机程序中插入的破坏计算机功能或者毁坏数据，影响计算机使用，并能自我复制的一组计算机指令或者程序代码。,回本节,计算机系统组成,91,2.计算机病毒的特点,(1)传染性(2)隐蔽性(3)破坏性(4)潜伏性,回本节,计算机系统组成,92,3.计算机病毒的类型,(1)按病毒对计算机破坏的程度分类按病毒对计算机破坏的程度可将病毒分为良性病毒与恶性病毒。(2)按病毒的传染方式分类按病毒的传染方式可以将计算机病毒分为引导区型病毒、文件型病毒、混合型病毒。(3)按连接方式分类病毒按连接方式分为源码型病毒、入侵型病毒、操作系统型病毒、外壳型病毒等四种。,回本节,计算机系统组成,93,4.计算机病毒的预防,搞好计算机病毒的防治是减少其危害的有力措施，防治的办法一是从管理入手；二是采取一些技术手段，如定期利用杀毒软件检查和清除病毒或安装防病毒卡等。,回本节,计算机系统组成,94,5.计算机病毒的清除,病毒的清除是指从内存、磁盘系统区和文件中清除掉病毒程序，恢复原先的正常状态。病毒软件一般是在发现病毒后编写的，因此它不可能对未知病毒进行清除。现有软件必须在发现新病毒之后进行版本升级。,回本节,计算机系统组成,95,2.6.2黑客与防火墙,1.黑客防火墙是用于将因特网的子网与因特网的其余部分相隔离，以达到网络和信息安全效果的软件或硬件设施。2.防火墙(Firewall)防火墙是用于将因特网的子网与因特网的其余部分相隔离，以达到网络和信息安全效果的软件或硬件设施。,回本节,计算机系统组成,96,2.7多媒体信息处理,2.7.1多媒体和多媒体技术2.7.2计算机中的媒体元素2.7.3多媒体的应用,计算机系统组成,97,2.7.1多媒体和多媒体技术,国际电话电报咨询委员会CCITT把媒体分成5类：感觉媒体、表示媒体、表现媒体、存储媒体、传输媒体。多媒体技术是指利用计算机技术把文本、声音、图形和图像等多种媒体综合一体化，使它们建立起逻辑联系并能进行加工处理的技术。多媒体计算机是指具有多媒体功能的计算机，它能够将多种媒体集为一体进行处理,回本节,计算机系统组成,98,2.7.2计算机中的媒体元素,媒体元素是指多媒体应用中可显示给用户的媒体组成。目前主要包含文本、图形、图