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第2章计算机系统1大纲要求重点:计算机软、硬件系统的组成及主要技术指标。操作系统的基本概念、功能、组成及分类。Windows7操作系统的基本概念和常用术语，文件、文件夹、库等。Windows7操作系统的基本操作和应用：桌面外观的设置，基本的网络配置；熟练掌握资源管理器的操作与应用；掌握文件、磁盘、显示属性的查看、设置等操作；掌握检索文件、查询程序的方法。了解软、硬件的基本系统工具；中文输入法的安装、删除和选用。第2章计算机系统计算机系统的组成1计算机的硬件系统2计算机的软件系统3操作系统4第2章计算机系统计算机系统的组成2.1计算机的工作原理2.1.1计算机系统的组成2.1.2第2章计算机系统2.1计算机系统的组成冯•诺依曼原理：计算机的基本工作原理是存储程序和程序控制。计算机的工作过程就是执行程序的过程，即把预先设计好的操作序列（称为程序）和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中，按照程序的顺序一步一步取出指令，自动地完成指令规定的操作。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯•诺依曼提出，故也称为冯•诺依曼原理。5计算机的工作原理2.1.12.1计算机系统的组成“存储程序”基本原理可以概括为以下3个基本点：(1)采用二进制形式表示数据和指令。(2)将程序（数据和指令序列）预先存放在内存中，使计算机在工作时能够自动高速地从内存中逐条取出数据和指令进行分析、处理和执行。(3)由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机硬件体系结构。6计算机的工作原理2.1.12.1计算机系统的组成指令及其执行过程：指令是计算机能够识别和执行的一些基本操作，是指挥计算机工作的指示和命令。程序是一系列按一定顺序排列的指令。每条指令通常是由操作码和操作数两部分组成。操作码：表示运算性质，即规定计算机要执行的基本操作类型。操作数：指参加运算的数据及其所在的单元地址。7计算机的工作原理2.1.12.1计算机系统的组成计算机系统中所有指令的集合称为计算机的指令系统。每种计算机都有一套自己的指令系统，它规定了该计算机所能完成的全部基本操作，如：数据传送、算术和逻辑运算、输入/输出（Input/Output，I/O）等。8计算机的工作原理2.1.12.1计算机系统的组成程序是由若干条指令构成的指令序列。计算机的工作过程就是顺序执行程序中所包含的指令，即不断重复“取出指令、分析指令、执行指令”这个过程，直到构成程序的所有指令全部执行完毕，最后将计算的结果放入指令指定的存储器地址中，就完成了程序的运行，实现了相应的功能。9计算机的工作原理2.1.12.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统由计算机硬件系统及软件系统两大部分构成。硬件系统是指计算机系统中的实际装置，是构成计算机的看得见、摸得着的物理部件，它是计算机的“躯体”。软件系统是指计算机所需的各种程序及有关资料，它是计算机的“灵魂”。10计算机系统的组成2.1.22.1计算机系统的组成11图：计算机系统的组成计算机系统的组成2.1.22.1计算机系统的组成组成计算机的具有物理属性的部件统称为计算机硬件（Hardware），即硬件是指由电子元器件和机电装置等组成的机器系统，它是整个计算机的物质基础。硬件也称硬设备，如计算机的主机、显示器、打印机等外部设备都是硬件。硬件系统的基本功能是运行程序。计算机软件（Software）是指计算机运行时所需的各种程序、数据及其有关资料。众多可供经常使用的各种独立功能的成套程序及其相应的文档组成了计算机的软件系统。12计算机系统的组成2.1.2计算机的硬件系统2.2计算机硬件系统的组成2.2.1中央处理器2.2.2第2章计算机系统输入设备2.2.4输出设备2.2.5存储器2.2.3计算机的结构2.2.62.2计算机的硬件系统尽管各种计算机在性能、用途和规模上有所不同，但其基本结构都遵循冯•诺依曼体系结构，它由运算器、控制器、存储器、输入和输出5个部分组成。14计算机硬件系统的组成2.2.1图：计算机硬件体系结构2.2计算机的硬件系统中央处理器（CentralProcessingUnit，CPU）是整个微机系统的核心，可以直接访问内存储器。它安装在主板的CPU插座中，是由制作在一块芯片上的运算器、控制器、若干寄存器以及内部数据通路构成的。15中央处理器2.2.22.2计算机的硬件系统16中央处理器2.2.2图：CPU内部结构图2.2计算机的硬件系统运算器又称算术逻辑单元（ArithmeticLogicUnit，缩写为ALU），是计算机对数据进行加工处理的部件，它的主要功能是执行各种算术运算和逻辑运算。控制器是计算机指挥和控制其他各部分工作的指挥中心，是计算机的神经中枢。它的基本功能就是从内存中取出指令和执行指令，对计算机各部件发出相应的控制信息，接受各部件反馈回来的信息，并根据指令的要求，使它们协调工作。17中央处理器2.2.22.2计算机的硬件系统存储器分为两大类，一类是内存储器（简称内存或主存），主要是临时存放当前运行的程序和所使用的数据。另一类是外存储器（简称外存或辅存），主要是用于永久存放暂时不使用的程序和数据。内存储器按其功能可划分为随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、高速缓冲存储器（Cache）等。外存储器用于备份和补充。外存储器一般容量大，但存取速度相对较低。目前，常用的外存储器有硬盘、U盘和光盘等。18存储器2.2.32.2计算机的硬件系统输入设备负责将数字、程序、文字符号、图形、图像、声音等信息输送到计算机中。常用的输入设备有键盘、鼠标。另外还有扫描仪、摄像头、触摸屏、条形码阅读器、光学字符阅读器（OCR）、语音输入设备、书写输入设备、光笔、数码相机等。19输入设备2.2.42.2计算机的硬件系统输出设备负责将主机内的信息转换成数字、文字、符号、图形、图像、声音等形式进行输出。常用的输出设备有显示器、打印机。另外还有绘图仪、影像输出、语音输出、磁记录设备等。20输出设备2.2.52.2计算机的硬件系统计算机硬件系统五大组件并非孤立存在，它们在处理信息的过程中需要相互连接和传输，计算机的结构反映了计算机各个组成部件之间的连接方式。21计算机的结构2.2.62.2计算机的硬件系统早期计算机主要采用直接连接的方式，运算器、存储器、控制器和外部设备等组成部件之间都有单独的连接线路。现代计算机普遍采用总线结构。总线（Bus）是一种内部结构，它是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。22计算机的结构2.2.62.2计算机的硬件系统23计算机的结构2.2.6硬件连接直接连接总线结构IAS计算机的结构基于总线结构的计算机的示意图计算机的软件系统2.3软件的概念2.3.1软件系统的组成2.3.2第2章计算机系统软件是计算机的灵魂，是人机之间的接口。2.3计算机的软件系统计算机软件系统是指为运行、管理和维护计算机而编制的各类程序、数据及相关文档的总称。软件的概念2.3.12.3计算机的软件系统程序是按照一定顺序执行的、能够完成某一任务的指令集合。程序设计语言是由单词、语句、函数和程序文件等组成。程序设计语言是软件的基础和组成。软件的概念2.3.1机器指令直接用二进制无需翻译效率高使用繁琐汇编指令使用助记符较易掌握需要翻译通用性差高级语言最接近人类语言容易使用易于移植需要翻译效率较低2.3计算机的软件系统高级语言的执行方式用高级语言编辑输入的程序称为源程序，因为计算机只能接受以二进制形式表示的机器语言，所以任何高级语言源程序必须要翻译成机器语言才能在计算机中执行，翻译有编译方式和解释方式。软件的概念2.3.1图：源程序链接成可执行程序的过程2.3计算机的软件系统计算机软件分为系统软件（SystemSoftware）和应用软件（ApplicationSoftware）两大类。软件系统的组成2.3.2系统软件是指控制和协调计算机及外部设备，支持应用软件开发和运行的软件。应用软件是用户可以使用的各种程序设计语言，以及各种程序设计语言编制的应用程序的集合，分为应用软件包和用户程序。2.3计算机的软件系统软件系统的组成2.3.2操作系统语言处理系统数据库管理系统系统辅助程序系统软件应用软件软件系统通用办公软件多媒体处理软件Internet工具软件专用应用软件图：计算机软件系统的组成操作系统2.4操作系统概念2.4.1操作系统的功能和种类2.4.2第2章计算机系统常用操作系统2.4.3操作系统的定义操作系统介于硬件和软件之间的一个系统软件，它直接运行在裸机上，是对计算机硬件系统的第一次扩充。操作系统负责管理计算机中各种硬软件资源并控制各类软件运行。操作系统是人与计算机之间的桥梁，为用户提供了一个清晰、简洁、友好、易用的工作界面。2.4操作系统操作系统概念2.4.1操作系统中的重要概念有进程、线程、内核态和用户态。进程进程是指进行中的程序。它是程序的一次执行过程，是系统调度和资源分配的独立单位。即：一个程序加载到内存后就变成进程。进程=程序+执行线程线程是细化了的进程，是CPU调度和分配的基本单位。2.4操作系统操作系统概念2.4.1进程和线程的关系线程共享进程的公共资源。线程必须依赖于进程。线程间可以并发执行。一个进程最少有一个线程，也可有多个线程。内核态和用户态不同程序的权限是不平等的，分为特权态和普通态。内核态即特权态。拥有计算机中所有的硬软件资源。用户态即普通态，其访问资源的数量和权限均受到限制。2.4操作系统操作系统概念2.4.1操作系统的功能由于操作系统是对计算机系统进行管理、控制、协调的程序的集合，按这些程序所要管理的资源来确定操作系统的功能。操作系统的功能主要包括以下几个方面：-处理机管理-存储器管理-作业管理-信息管理-设备管理2.4操作系统操作系统的功能和种类2.4.2操作系统的种类通常操作系统有以下5种主要类型：-单用户操作系统（SingleUsetrOperatingSystem）-批处理操作系统（BatchProcessingOperatingSystem）-分时操作系统（Time-SharingOperatingSystem）-实时操作系统（Real-TimeOperatingSystem）-网络操作系统（NetworkOperatingSystem）2.4操作系统操作系统的功能和种类2.4.2在计算机的发展过程中，出现过许多不同的操作系统，其中常用操作系统有DOS、MacOS、Windows、Linux、FreeBSD、Unix/Xenix、OS/2等。从应用的角度来看，可将常用的典型操作系统划分为4类：-服务器操作系统-PC操作系统-实时操作系统-嵌入式操作系统2.4操作系统常用操作系统2.4.3Windows7操作系统2.5Windows7概述2.5.1使用和设置Windows72.5.2第2章计算机系统2.5Windows7操作系统Windows7概述2.5.1易用性全新的任务栏：点击任务栏中的程序图标可方便地预览各个窗口内容，并进行窗口切换。任务栏窗口动态缩略图：通过任务栏应用程序按钮对应的窗口动态缩略图标，用户可轻松找到需要的窗口。自定义任务栏通知区域：通过鼠标的简单拖拽即可隐藏、显示和对图标进行排序。快速显示桌面：固定在屏幕右下角的“显示桌面”按钮可以让用户轻松返回桌面。2.5Windows7操作系统Windows7概述2.5.1硬件基本要求处理器：1GHz或更快的32位(x86)或64位(x64)。内存：1GB(32位)或2GB(64位)。硬盘：16GB(32位)或20GB(64位)设备驱动：DirectX9图形设备（WDDM1.0或更高版本的驱动程序）显示器：屏幕纵向分辨率不低于768像素。2.5Windows7操作