知识资料信号信息与计算机基础(五)(新版)

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页第四节计算机系统一、《考试大纲》的规定计算机系统组成；计算机的发展；计算机的分类；计算机系统特点；计算机硬件系统组成；CPU；存储器；输入／输出设备及控制系统；总线；数模／模数转换；计算机软件系统组成；系统软件；操作系统；操作系统定义；操作系统特征；操作系统功能；操作系统分类；支撑软件；应用软件；计算机程序设计语言。二、重点内容1．计算机的发展自1946年2月美国宾夕法尼亚大学出生世界上第一台电子数字积分计算机ENIAC以来，计算机的发展随着其主要部件的演变经历了如下几代历程：（l）第一代计算机（1946～1956年），其主要基本特征是其主要部件为电子管；（2）第二代计算机（1956～1962年），其主要特征是其主要部件为晶体管；（3）第三代计算机（1962～1970年），其主要特征是其主要部件为中、小规模集成电路；（4）第四代计算机（1971年～至今），其主要特征是其主要部件为大规模、超大规模集成电路。如1971年英特尔公司（Intel）推出了第一代微处理器芯片Inte14004。未来的计算机发展趋势是：高性能、人性化、网络化、多媒体、多极化和智能化。2．计算机的分类计算机的分类主意有多种，详细为：（1）按计算机所处理的量值不同，可分为模拟计算机和数字计算机。（2）按数字计算机用途，可分为专用计算机和通用计算机。（3）按计算机内部逻辑结构，可分为复杂指令系统计算机和精简指令系统计算机。（4）按计算机的字长不同，可分为8位机、16位机、32位机和64位机。随着计算机技术的不断发展，计算机分类主意也会发生变化。3．计算机系统组成及其特点一个残破的计算机系统是由计算机硬件系统和软件系统组合而成的，如图7－4－1所示。计算机系统的特点是：具有计算、判断、存储、迅速操作能力，确切计算能力，通用性好，通俗易用和联网功能。4．计算机硬件系统组成。按照冯·诺依曼结构原理，计算机至少应由运算器、控制器、存储器、输人设备和输出设备五部分组成。通常将运算器和控制器统称为中央处理器，简称CPU。由中央处理器和内存储器构成主机。CPU是分析指令和执行指令的部件，是计算机的核心，它主要由运算器、控制器和通用寄存器组成。存储器，其主要功能是存放程序和数据，可分为内存储器（主存）和外存储器（辅助）。目前内存储器多数是半导体存储器，外存储器通常是磁盘、磁带、光盘等。输人／输出设备（I/O），如图7－4－1所示。输入／输出设备控制系统，其主要功能是控制输人／输出设备的工作过程，它包括控制输入／输出操作的通道、输入／输出处理器、输人／输出设备控制器等。（1）总线在计算机中，各部件之间传递的信息可分为：地址信息、数据信息（包括指令）和控制信息三种类型。总线是计算机内部传输各种信息的通道，是一组公共信息传输线路，并能为多个部件服务，可分时地发送和接收各部件的信息。按照总线传送信息的类别，总线可分为数据总线、地址总线和控制总线。总线工作方式通常是由发送信息的部件分时地将信息发往总线，再由总线将这些信息同时发往各个接收信息的部件。对于由哪个部件接收信息，则由输人脉冲控制决定。总线的数据通路宽度是指能够一次并行传送的数据位数。（2）数模／模数转换设备计算机硬件系统中的新成员包括辅助存储器和数模／模数转换设备。其中，数模／模数转换设备，其功能是在实时控制系统或过程控制系统中，将模拟量变换为相应的数字量，输人计算机；或将计算机中数字量变换为相应的模拟量，输出到被测试对象。5．计算机软件系统组成按照软件的功能和特点，普通将计算机软件分为两大类：系统软件和应用软件。按照应用和虚拟机的观点，计算机软件又可分为三大类：系统软件、支撑软件和应用软件。没有软件支持的计算机称之为“裸机”。（1）系统软件普通地，系统软件包括操作系统、语言处理程序、诊断程序等。操作系统是计算机硬件和各种用户程序之间的接口程序，位于各种软件的最底层。操作系统的特征是：并发性、分享性、随机性。操作系统有两个主要功能：资源管理和提供友好的界面。操作系统的分类，详细为：①按系统功能分：批处理操作系统、分时操作系统、实时操作系统；②按计算机配置分：单机配置（又分为大、小、微型和多媒体操作系统）、多机配置（又分为网络、分布式操作系统）;③按用户数目分：单用户操作系统（如MSDOS、Windows2000、XP）、多用户操作系统（如UNIX）;④按任务数量分：单任务操作系统、多任务操作系统。批处理操作系统的特点是：批处理、多道程序操作系统。分时操作系统的特点是：同时性、交互性、独占性。实时操作系统的特点是：及时性，即及时接收来自现场的数据，及时对其举行分析处理，及时作出相应的响应。实时操作系统通常包括实时控制系统和实时处理系统。分布式操作系统的特征是：统一性、分享性、透明性和自治性。它与网络操作系统相比，具有更短的响应时光，高容量和高可靠性。两者的主要区别在于资源管理、通信和系统结构。网络操作系统，如WindowsNT、Windows2000。对网络操作系统的要求是保证信息传输确实切性、安全性和保密性。（2）支撑软件与应用软件目前，支撑软件主要包括：各种接口软件、工具软件和数据库。其中，常见的数据库系统有：MicrosoftAccess、Foxpro、Oracle、SQLServer。应用软件，如文字处理软件、表格处理软件、辅助设计软件、实时控制软件（像FIX、InTouch,Lookout）等。6．计算机程序设计语言计算机程序设计语言的发展历程为：①第一代语言―机器语言；②第二代语言―汇编语言；③第三代语言―高级语言、算法语言；④第四代语言―面向问题的语言，如SQL的数据库查询语言，⑤第五代语言―智能性语言，如PROLOG语言。（1）汇编程序与编译程序汇编程序是指把由汇编语言编写的源程序，翻译成目标程序（即计算机可执行程序）的软件。编译程序是指把由高级语言编写的源程序，翻译成计算机可执行程序的软件。计算机能执行高级语言编写的程序，实际上是先将用高级语言编写的程序（称为源程序），用解释或编译的主意，变为计算机可执行程序（或称为机器语言程序），再由计算机执行这个机器语言程序。所以，一个计算机程序的执行过程可分为编程、编译、衔接和运行四个过程。上述解释或编译的主意，可用编译程序和解释程序，两者的本质区别是：在翻译的过程中，编译程序是在整体理解源程序的基础上举行翻译的，而解释程序对源程序采取的是按照程序语句执行的，顺利举行逐条语句翻译的主意。第二，编译程序有保存的目标程序，而解释程序无保存的目标程序；第三，编译代码比解释代码运行的速度要快。使用编译程序的高级语言有FORTRAN、COBOL、PASCAL、C＋＋、VisualC＋＋等。使用解释程序的高级语言有BASIC。（2）常用的程序设计语言FORTRAN语言，主要用于科学计算，广泛用于数学、科学和工程计算。BASIC语言，主要为初学者设计的小型高级语言；VisualBASIC（VB）是Windows下的可视化编程语言环境，支持面向对象的程序设计。C语言，适用于系统软件和大量应用软件。C语言是结构化、模块化的语言，是面向过程的。C＋＋语言，是增强了面向对象的程序设计的“类”（Class）的机制，其功能比C语言更强大。PASCAL语言，适用于教学，用于协助学生学习计算机编程。LISP语言，人工智能程序，主要用于构建人工智能程序。Java语言，是彻低面向对象的语言，是因特网应用的主要开辟语言之一，并且它的运行与操作系统平台无关。三、解题指导本节内容应紧密结合平时对计算机的运用举行理解、记记。［例7-4-1］微型计算机的硬件系统包括（）。A．控制器、主机、键盘和显示器B．主机、电源、CPU和输入／输出设备C.CPU、键盘、显示器和打印机D．控制器、运算器、存储器和输入／输出设备【解】按照本节图7一4一1所示，应选D项。【例7一4一2】在一台计算机系统中可以同时衔接多个近程或远程终端，把CPU时光划分为若干个时光片，由CPU轮流为每个终端服务的操作系统是指（）。A．批处理操作系统B．多道程序操作系统C．分时操作系统D．实时操作系统【解】按照题目条件，符合分时操作系统的特性，故应选C项。3．一个残破的计算机系统的组成包括（B）。A．主机及外围设备B．硬件系统和软件系统C．系统软件和应用软件D．操作系统和应用系统4.操作系统软件的特征，不包括（D）A并发性B．分享性；C随机性D．独占性5．计算机主存即主存储器包括（B）。A.RAM和磁盘；B.ROM、RAM和CacheC.ROM和Cache；D.CPU、RAM和ROM6.CPU的功能是（D）。A．完成输人输出操作B．举行数据处理C．协调计算机各种操作D．分析指令和执行指令7．微型计算机中，用来存放当前要执行指令的地址的部件是（A）。A．程序计数器（PC）;B．指令寄存器（IR）C．数据寄