計算機科學導論電子教案課件

計算機科學導論

FoundationsofComputerScience田際平計算機專業(yè)副教授答疑:工程實驗北樓310室(辦公室)計算機科學導論

FoundationsofComput教學計劃與進度

課程名稱計算機科學導論/課程類別專業(yè)必修課/教學時數(shù)28學時第五周緒論(計算機軟件、硬件、歷史等)第六周數(shù)據的類型、表示第七周數(shù)的各種表示第八周位運算、算數(shù)運算、邏輯運算第九周計算機組成第十周計算機網絡第十一周操作系統(tǒng)定義、組成部分第十二周算法第十三周程序設計語言第十四周軟件工程第十五周數(shù)據結構第十六周抽象數(shù)據類型第十七周文件結構第十八周數(shù)據庫、總復習教學計劃與進度

課程名稱計算機科學導論/課程類別專業(yè)必修第一部分計算機和數(shù)據第一部分計算機和數(shù)據第一章緒論數(shù)據處理馮?諾伊曼理論計算機硬件計算機軟件計算機發(fā)展簡史第一章緒論數(shù)據處理數(shù)據處理

任何數(shù)據處理系統(tǒng)都可以表示為三個步驟：數(shù)據輸入數(shù)據輸出計算機系統(tǒng)在用戶看來，給出數(shù)據（出入）得到結果（輸出），目的即達到，不關心也不知道數(shù)據的處理過程，所以數(shù)據處理中的處理過程對用戶是看不到的，就象個“黑盒子”。對計算機科學者來說，除去數(shù)據的輸入與輸出，更關心數(shù)據處理系統(tǒng)中的數(shù)據處理過程。因為包括數(shù)據的輸入與輸出在內的整個數(shù)據處理都是計算機科學研究的對象。美籍匈牙利數(shù)學家馮?諾伊曼(VonNeumann)于1945年奠定了現(xiàn)代計算機科學的基本理論。

現(xiàn)代計算機的特點是具有速度快精度高、邏輯判斷與記憶功能的、高度的自動化與靈活性。處理數(shù)據處理任何數(shù)據處理系統(tǒng)都可以表示為三個步驟：處理馮?諾伊曼理論馮?諾伊曼提出的重要的計算機設計思想可概括為：（1）計算機應由五個基本部件組成：運算器、控制器、存儲器、輸入部件與輸出部件。（2）程序存儲思想：將程序與數(shù)據同時存儲在存儲器中，讓機器自動執(zhí)行程序。（3）程序控制思想:計算機以運算器為中心，輸入/輸出設備與存儲器之間的數(shù)據傳輸都通過運算器。數(shù)據流控制流

輸出設備存儲器輸入設備運算器控制器馮?諾伊曼理論馮?諾伊曼提出的重要的計算機設計思想可概括為：馮·諾依曼計算機的基本特點

計算機的基本工作原理是存儲程序和程序控制稱為馮·諾依曼原理。按照馮·諾依曼原理構造的計算機又稱馮·諾依曼計算機，其體系結構稱為馮·諾依曼結構。其基本特點為：（1）采用存儲程序方式，程序和數(shù)據放在同一個存儲器中，兩者沒有區(qū)別，指令同數(shù)據一樣可以送到運算器進行運算，即由指令組成的程序是可以修改的。（2）存儲器是按地址訪問的線性編址的唯一結構，每個單元的位數(shù)是固定的。（3）指令由操作碼和地址碼組成。（4）通過執(zhí)行指令直接發(fā)出控制信號控制計算機的操作。（5）機器以運算器為中心，輸入輸出設備與存儲器間的數(shù)據傳送都經過運算器。（6）數(shù)據以二進制表示。馮·諾依曼計算機的基本特點計算機的基本工作原理計算機硬件

計算機硬件通常由五部分組成：運算器和控制器、存儲器、輸入與輸出設備。這五部分之間的聯(lián)結結構，稱為馮·諾依曼結構圖（如前圖），其以運算器為中心。

運算器是對信息進行加工處理的部件。它在控制器的控制下與內存交換信息，負責進行各類基本的算術運算和與、或、非、比較、移位等各種邏輯判斷和操作。此外，在運算器中還含有能暫時存放數(shù)據或結果的寄存器。

控制器是整個計算機的指揮中心。它負責對指令進行分析、判斷，發(fā)出控制信號，使計算機的有關設備協(xié)調工作，確保系統(tǒng)自動運行。

控制器和運算器一起組成了計算機的核心，稱為中央處理器，即CPU（CentralProcessingUnit）。通常把控制器、運算器和主存儲器一起稱為主機，而其余的輸入、輸出設備和輔助存儲器稱為外部設備。計算機硬件計算機硬件通常由五部分組成

存儲器是計算機的記憶裝置，為了對存儲的信息進行管理，把存儲器劃分成單元，每個單元的編號稱為該單元的地址。存儲器內的信息是按地址存取的。向存儲器內存入信息也稱為“寫入”。寫入新的內容則覆蓋了原來的舊內容。從存儲器里取出信息，也稱為“讀出”。信息讀出后并不破壞原來存儲的內容，因此信息可以重復取出，多次利用。

計算機的存儲器可分為主存儲器和輔助存儲器兩種，通常分別簡稱為主存和輔存。輸入設備如：鍵盤、鼠標、光筆、掃描儀等。

輸出設備如：屏幕顯示器、打印機、繪圖儀、音箱等。存儲器是計算機的記憶裝置，為了對存儲計算機軟件

在計算機中，數(shù)據是以電信號的方式存在的，并以二進制的形式來組織數(shù)據。

程序是指令的有序序列（馮?諾伊曼也定義了指令集），并與其所處理的同時數(shù)據必須存放在存儲器中。

程序設計是以算法為基礎的，算法是一套自頂向下、逐步求精地去解決問題的方法。

計算機語言是由符號與單詞按特定語法構成的語句集合。每個語句都對應這特定的指令集而被計算機所接收、解釋與執(zhí)行。

軟件工程是為為解決62年的軟件危機而產生的一套結構化（或面向對象）的程序設計思想與方法。

操作系統(tǒng)是對計算機系統(tǒng)軟硬件資源進行管理，并對用戶使用計算機提供良好界面的程序包。計算機軟件在計算機中，數(shù)據是以電信號計算機發(fā)展簡史1．第一代計算機（1946～1958年）其主要特征是采用電子管作為主要元器件。2．第二代計算機（1958～1964年）其主要特征是由電子管改為晶體管。3．第三代計算計算機導論機（1964～1974年）其主要特征是用半導體中小規(guī)模集成電路代替分立元件的晶體管。4．第四代計算機（1974年至今）其主要特征是以大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路為計算機的主要功能部件。

-----------------注：與教材所講有不同計算機發(fā)展簡史1．第一代計算機（1946～1958年）第二章數(shù)據的表示數(shù)據的類型計算機內部的數(shù)據表示數(shù)據十六進制表示法八進制表示法第二章數(shù)據的表示數(shù)據的類型數(shù)據的類型計算機能處理的數(shù)據分類為：數(shù)值：計算文字：編輯圖象：縮放與調整音頻和視頻：聲效與特效數(shù)據的類型計算機能處理的數(shù)據分類為：計算機內部的數(shù)據統(tǒng)一的數(shù)據表示法：對各種類型的數(shù)據都采用同一種數(shù)據表示。位（bit）：二進制數(shù)字，是存儲在計算機中的最小數(shù)據單位。位模式：是一個位（bit）序列，即一個二進制數(shù)字串。字節(jié)（byte）：長度為8的位模式，也是度量存儲空間大小的單位。計算機內部的數(shù)據統(tǒng)一的數(shù)據表示法：對各種類型的數(shù)據都采用同一表示數(shù)據以位模式來表示各種類型的數(shù)據（1）文本由文本語言的符號個數(shù)決定位模式的長度：log2符號個數(shù)=模式長度如ASCⅡ

碼，128個符號，128=27，所以位模式長度為7，即用7位二進制數(shù)字表示一個ASCⅡ符號。

ASCⅡ

碼表要了解數(shù)字與字母排列。擴展的ASCⅡ

碼用一個字節(jié)表示一個符號，每字節(jié)的第一位為0。表示數(shù)據以位模式來表示各種類型的數(shù)據（2）數(shù)的表示，見下章（3）圖象位圖圖象：圖象由象素點陣構成，每個象素由一個位模式表示，模式長度取決于對應象素亮度與色彩（或灰度）。矢量圖象：整個圖由基本直線與曲線的數(shù)學公式構成。（4）音頻和視頻：對連續(xù)的模擬信號采樣，并進行數(shù)字離散化后轉換為位模式存儲。（2）數(shù)的表示，見下章（3）圖象八進制和十六進制表示法十進制：基本數(shù)字為0…9

每位不會出現(xiàn)10，逢10進1二進制：基本數(shù)字為0…1

每位不會出現(xiàn)2，逢2進1八進制：基本數(shù)字為0…7

每位不會出現(xiàn)8，逢8進1十六進制：基本數(shù)字為0…9、A、B、C、

D、E、F（相當十進制10…15）每位不會出現(xiàn)F，逢F進1八進制和十六進制表示法十進制：基本數(shù)字為0…9個進制對照表個進制對照表八和十六進制與位模式的轉化每一個八進制數(shù)對應二進制的三位（3位模式）如：144(O)=001

100

100(B)7123(O)=111

001

010

011(B)7123每一個十六進制數(shù)對應二進制的四位（4位模式）如：64(H)=0110

0100(B)2C1D(H)=0010

1100

0001

1101(B) 2C1D

八和十六進制與位模式的轉化每一個八進制數(shù)對應二進制的三位（3第三章數(shù)的表示數(shù)制的轉換整數(shù)的表示EXCESS系統(tǒng)浮點表示法十六進制表示法第三章數(shù)的表示數(shù)制的轉換r進制轉化成十進制轉換公式：

an...a1a0.a-1...a-m(r)

=a*rn+…+a*r1+a*r0+a*r-1+...a*r-m

10101(B)=24+22+1=21 101.11(B)=22+1+2-1+2-2=5.75 101(O)=82+1=65 71(O)=78+1=57 101A(H)=163+16+10＝4106r進制轉化成十進制十進制轉化成r進制整數(shù)部分：除以r取余數(shù)，直到商為0，余數(shù)從右到左排列。小數(shù)部分：乘以r取整數(shù)，整數(shù)從左到右排列。例100.345(D)=1100100.01011(B)100(D)=144(O)=64(H)100(D)=144(O)=64(H)=1100100(B)~10025022521226232100010010.34520.69021.3802

0.7602

1.52021008128180441100166046161

1.04十進制轉化成r進制例100.345(D)=11001整數(shù)的表示正數(shù)與負數(shù)

在計算機中數(shù)的符號也是用數(shù)碼來表示的，一般用“0”表示正數(shù)的符號，“1”表示負數(shù)的符號，并放在數(shù)的最高位。例如：（01011）2

＝（＋11）10

（11011）2

＝（－11）10整數(shù)的表示正數(shù)與負數(shù)原碼、補碼、反碼

在計算機中一個數(shù)可以采用原碼、補碼或反碼表示，上面講到的正數(shù)與負數(shù)表示法即為原碼表示法。一個正數(shù)的原碼、補碼、反碼是相同的，而負數(shù)就不同了。無符號整數(shù)格式(最簡單的數(shù)據表示):

數(shù)的范圍：

0～－（1－2n）。其中為N用于存儲該數(shù)據的二進制數(shù)位.原碼、補碼、反碼在計算機中一個數(shù)可以采原碼(符號加絕對值格式)

假設x為n位小數(shù)，用小數(shù)點左面一位表示數(shù)的符號，則：

數(shù)的范圍：（1－2n）～－（1－2n）。

零有兩種表示：正零為0.0…0；負零為1.0…0。原碼(符號加絕對值格式)假設x為n位小數(shù)，用補碼數(shù)的范圍：（1－2n）～－1。零的表示是唯一的，即：

0.0…0。補碼反碼數(shù)的范圍：（1－2n）～－（1－2n）。零的表示有兩種：正零為0.0…0，負零為1.1…1。反碼Excess系統(tǒng)特點:能同時存儲正負數(shù),易于二與十進制數(shù)轉換。正數(shù)（幻數(shù)）用于轉換過程，在8位模式下幻數(shù)為（2n-1）=128或（2n-1）-1=127，并分別稱Excess-128與Excess-127。Excess系統(tǒng)數(shù)據表示法（數(shù)據轉換法）：將十進制整數(shù)與幻數(shù)之和轉換為二進制數(shù)，并補足N位。如：整數(shù)-25的Excess-127數(shù)據表示為01100110D-25+D127=D102=B1100110=B01100110Excess系統(tǒng)特點:能同時存儲正負數(shù),易于二與十進制數(shù)轉換浮點數(shù)表示法

浮點數(shù)可以擴大數(shù)的表示范圍。浮點數(shù)由兩部分組成，一部分用以表示數(shù)據的有效位，稱為尾數(shù)；一部分用于表示該數(shù)的小數(shù)點位置，稱為階碼。一般階碼用整數(shù)表示，尾數(shù)大多用小數(shù)表示。一個數(shù)N用浮點數(shù)表示可以寫成：

N＝M·ReM表示尾數(shù)，e表示指數(shù)，R表示基數(shù)?；鶖?shù)一般取2，8，16。一旦機器定義好了基數(shù)值，就不能再改變了。因此，在浮點數(shù)表示中基數(shù)不出現(xiàn)，是隱含的。

注:浮點數(shù)表示法類似于數(shù)據的“科學表示法”浮點數(shù)表示法浮點數(shù)可以擴大數(shù)的表示范圍

浮點數(shù)

(注:與教材講解略有不同)IEEE標準(32位單精度浮點數(shù)表示):32位=符號1位+指數(shù)Excess-127數(shù)8位+尾數(shù)23位十六進制表示法(略)階碼數(shù)符110.011(B)=1.10011×2+10=11001.1×2-10=0.110011×2+11階符尾數(shù)1100110011N=數(shù)符尾數(shù)2階符階碼尾數(shù)的位數(shù)決定數(shù)的精度。階碼的位數(shù)決定數(shù)的范圍。 浮點數(shù)階碼數(shù)符110.011(B)=1.10011×2+1第四章數(shù)位運算算數(shù)運算邏輯運算移位運算第四章數(shù)位運算算數(shù)運算算數(shù)運算

位運算包括算數(shù)運算與邏輯運算。而算數(shù)運算包括整數(shù)與浮點數(shù)的四則運算。

整數(shù)的四則運算以二進制補碼形式的存儲整數(shù)，可以進行加、減、乘、除四則運算。因計算機是以反復的加來實現(xiàn)整數(shù)的乘（*），而以反復的減實現(xiàn)除（/），如下示意，所以只介紹具有典型意義的加減運算。如：5*45+5+5+57/27–2–2–2+1

減3次2即商為3余1算數(shù)運算位運算包括算數(shù)運算與邏輯運算。整數(shù)加如：24加–17得724對應補碼形式：00011000–17+（17為00010001）11101111+7100000111再如：127加3得130進位舍

127對應補碼形式：011111113+00000011+130錯誤結果

–126

10000010注：8位模式補碼表示范圍為–128~+127，超出該范圍即產生錯誤。所以127加1得–128，再加兩次1，即得–126。0111111110000000

整數(shù)加如：24加–17得7整數(shù)減、浮點數(shù)的加減

整數(shù)減運算也是借助加法運算實現(xiàn)的，即減一個整數(shù)等于加一個相同值的負數(shù)。如：101–62相當于101+（–62）得39101即101補碼：0110010162––62+11000010+393900100111

浮點數(shù)的加減（見教材示例）以Excess-127保存指數(shù)的IEEE規(guī)范浮點數(shù)的加減，主要是兩個數(shù)的指數(shù)取等值后，再按多項式使同項（同冪次）系數(shù)（尾數(shù)）相加。整數(shù)減、浮點數(shù)的加減整數(shù)減運算也是借助加邏輯運算

一個二進制位（bit）的兩個可能的值0、1，如果被決定為邏輯值，即定義0為“假”而1為“真”，那么就可以實現(xiàn)邏輯運算。許多邏輯是應用于邏輯電路方面，或由“門電路”觸發(fā)而實現(xiàn)的。邏輯運算真值表值非運算與運算或運算異或運算

xyNOTxxANDyxORyxXORy0010000101110001111110邏輯運算一個二進制位（bit）的兩個對“與”，“或”理解的示例

令P為教授，Q為黨員，則某大學的相關會議參加者的命題檢驗如下：

某人的情況黨內專家黨員擴大（專家）會

PQPANDQPORQ000（不可參加會議）001011001111（可以參加會議）1對“與”，“或”理解的示例令P為教授移位運算

左（右）移位：對于無符號二進制數(shù)串各位左（右）移1位，最高（低）位舍棄而最低（高）位補0。左（右）移位對應著二進制乘（除）2。如：D59乘2為D118，而除2為29（實際為29.5）。

0011101100111011

移出舍棄

001110110

補入

000111011

移出舍棄

再如：確定8位模式的第四位的值是0或1。設計“掩碼”（修改另一位模式的位模式）為00001000：原位模式：abcdefgh

掩碼：00001000AND（“與”邏輯運算）

0000e0000000000e右移3次（除8）原碼能被8整除則結果e為1，否則e為非1（即為0）移位運算左（右）移位：對于無符號二進第二部分計算機硬件第二部分計算機硬件第五章計算機組成中央處理器主存儲器輸入/輸出子系統(tǒng)的內部連接程序執(zhí)行兩種不同的體系結構第五章計算機組成中央處理器中央處理器CPU的全稱是“CentralProcessingUnit”，即中央處理器。

CPU的主要性能指標有：

1．主頻主頻即CPU工作的時鐘頻率。CPU的工作是周期性的，它不斷地執(zhí)行取指令、執(zhí)行指令等操作。這些操作需要精確定時，按照精確的節(jié)拍工作，因此CPU需要一個時鐘電路產生標準節(jié)拍，一旦機器加電，時鐘電路便連續(xù)不斷地發(fā)出節(jié)拍，就像樂隊的指揮一樣指揮CPU有節(jié)奏的工作，這個節(jié)拍的頻率就是主頻。一般說來，主頻越高，CPU的工作速度越快。中央處理器CPU的全稱是“CentralPr

2．外頻實際上，計算機的任何部件都按一定的節(jié)拍工作。通常是主板上提供一個基準節(jié)拍供各部件使用，主板提供的節(jié)拍稱為外頻。

3．倍頻隨著科技的發(fā)展，CPU的主頻越來越快，而外部設備的工作頻率跟不上CPU的工作頻率，解決的方法是讓CPU作頻率以外頻的若干倍工作。

CPU主頻是外頻的倍數(shù)稱為CPU的倍頻。

CPU工作頻率＝倍頻×外頻2．外頻

4．地址總線寬度我們知道，PC（PersonalComputer，個人計算機）采用的是總線結構。地址總線寬度（地址總線的位數(shù)）決定了CPU可以訪問的存儲器的容量，不同型號的CPU總線寬度不同，因而使用的內存的最大容量也不一樣。如32位地址總線能使用的最大內存容量為4GB。

5．數(shù)據總線寬度數(shù)據總線寬度決定了CPU與內存、輸入／輸出設備之間一次數(shù)據傳輸?shù)男畔⒘俊entium以上的計算機，數(shù)據總線的寬度為64位，即CPU一次可以同時處理8個字節(jié)的數(shù)據。4．地址總線寬度

6．L1高速緩存緩存是位于CPU和內存之間的容量較小但速度很快的存儲器，使用靜態(tài)RAM做成，存取速度比一般內存快3～8倍。

L1緩存也稱片內緩存，Pentium時代的處理器把L1緩存集成在CPU內部。L1高速緩存容量一般在32KB～64KB之間，少數(shù)可達到128KB。

7．L2高速緩存此即二級高速緩存，通常做在主板上，目前有些CPU將二級緩存也做到了CPU芯片內。

L2高速緩存的容量一般在128KB～512KB之間，有的甚至在1M以上。6．L1高速緩存

8．工作電壓工作電壓是指CPU正常工作時所需要的電壓。早期CPU工作電壓一般為5V，而隨著CPU主頻的提高，CPU工作電壓有逐步下降的趨勢，以解決發(fā)熱過高的問題。目前CPU的工作電壓一般在1.6V～2.8V之間。CPU制造工藝越先進，則工作電壓越低，CPU運行時的耗電功率就越小。

9．協(xié)處理器含有內置協(xié)處理器的CPU可以加快特定類型的數(shù)值計算。某些需要進行復雜運算的軟件系統(tǒng)，如AUTOCAD就需要協(xié)處理器支持。

Pentium以上的CPU都內置了協(xié)處理器。8．工作電壓CPU的封裝方式

采用Socket結構封裝的CPU與Socket插座。采用Slot結構封裝的CPU與Slot插座。CPU的封裝方式采用Socket結構封裝的CPU與Sock存儲器

1．基本概念

存儲器是由一些能表示二進制數(shù)0和1的物理器件組成的，這種器件稱為記憶元件或存儲介質。常用的存儲介質有半導體器件和磁性材料。例如，一個雙穩(wěn)態(tài)半導體電路、磁性材料中的存儲元等都可以存儲一位二進制代碼信息。位是存儲器中存儲信息的最小單位，稱為存儲位。由若干個存儲位組成一個存儲單元。一個存儲單元可以存放一個字，此時稱為字存儲單元；也可以存放一個字節(jié)，稱為字節(jié)存儲單元。許多存儲單元的集合形成一個存儲體，它是存儲器的核心部件，信息就存放在存儲體內。存儲器1．基本概念

如何區(qū)分存放在存儲體中的信息，也就是說怎樣將存儲體中若干個存儲單元加以識別呢？解決這個問題的方法是給每個存儲單元編上號，這個編號就稱為該單元的地址。若一個單元存放一個字節(jié)，則相應的地址稱字節(jié)地址；若一個單元存放一個機器字，那么，相應的地址稱為字地址。一個存儲器中存儲單元的總數(shù)稱為該存儲器的存儲容量。計算機中存儲器的容量越大，能存儲的信息就越多，計算機的處理能力也就越強。表示存儲容量的單位一般用字或字節(jié)。例如，32KB表示32K字節(jié)，128KW表示128K字，其中IK＝1024。如何區(qū)分存放在存儲體中的信息，也就是說怎樣將存儲

存儲器的兩個基本操作是寫入信息和讀出信息（或稱存數(shù)和取教）。存儲器從接到讀出命令，到指定地址的信息被讀出，并穩(wěn)定在存儲器數(shù)據寄存器或數(shù)據總線上為止的時間，稱為讀出時間（亦稱取數(shù)時間）。反之，將數(shù)據寄存器或數(shù)據總線上的信息寫入存儲器的時間稱為寫入時間。在連續(xù)兩次訪問存儲器時，從第一次開始訪問到下一次開始訪問所需的最短時間稱為存儲周期，它表示存儲器的工作速度。存儲器的兩個基本操作是寫入信息和讀出信息（或稱存2．存儲器分類（1）按存取方式分類：隨機存儲器（RAM）和順序存儲器（SAM），讀寫存儲器和只讀存儲器（ROM）。（2）按存儲介質分類：磁性材料存儲器，半導體存儲器和激光存儲器。（3）按功能和存取速度分類：寄存器型存儲器、主存儲器和外存儲器。3．存儲器的性能指標（1）存儲容量（capacity）（2）存取速度（accesstime）（3）數(shù)據傳輸率（datatransferrate）（4）位存儲價格（costperbit）2．存儲器分類（1）按存取方式分類：隨機存儲器（RAM）和半導體存儲器（1）RAMRAM的全名是讀寫隨機存取存儲器（ReadWriteRandomAccessMemory），本應縮寫為RWRAM，但它不易發(fā)音，故流行稱為RAM。三個特點：可以讀出、也可以寫入；所謂隨機存取，意味著存取任一單元所需的時間相同；當斷電后，存儲內容立即消失，稱為易失性（volatile）。------------------------------------（3）NVRAMNVRAM是一種非易失性的隨機讀寫存儲器。既能快速存取，而系統(tǒng)斷電時又不丟失數(shù)據。實際上，它是把SRAM的實時讀寫功能與E2PROM的可靠非易失能力綜合在一起。半導體存儲器（1）RAM（2）DRAM與SRAMRAM可分為動態(tài)（DynamicRAM）和靜態(tài)（StaticRAM）兩大類。動態(tài)隨機存儲器DRAM是用MOS電路和電容來作存儲元件的，由于電容會放電，所以需要定時充電以維持存儲內容的正確，這稱為“刷新”，例如每隔2ms刷新一次，因此稱之為動態(tài)存儲器。靜態(tài)隨機存儲器SRAM是用雙極型電路或MOS電路的觸發(fā)器來作存儲元件的，沒有電容造成的刷新問題。只要有電源正常供電，觸發(fā)器就能穩(wěn)定地存儲數(shù)據，因此稱之為靜態(tài)存儲器。

DRAM的特點是高密度，SRAM的特點是高速度。（2）DRAM與SRAM2．只讀在儲器（1）ROMROM為只讀存儲器（ReadOnlyMemory或譯唯讀存儲器）的縮寫。

ROM的用途很廣，如與微程序設計相結合。與操作系統(tǒng)及高級語言相結合，與應用軟件相結合、與無磁盤網絡工作站等。（2）PROM與EPROMPROM是可編程只讀存儲器（ProgrammableReadOnlymemory）的縮寫。它與ROM的性能一樣，存儲的程序在處理過程中不會丟失、也不會被替換。

2．只讀在儲器（1）ROMEPROM是可擦除可編程只讀存儲器（ErasableProgrammableReadOnlyMemory）的縮寫。它的內容通過紫外光照射可以擦除，這種靈活性使EPROM得到廣泛的應用。（3）E2PROME2PROM是電擦除可編程只讀存儲器（ElectricallyErasableProgrammableROM）的縮寫；它包含了EPROM的全部功能，而在擦除與編程方面更加方便．這就使E2PROM比EPROM有更大的靈活性和更廣泛的適應性。EPROM是可擦除可編程只讀存儲器（Erasab輸入/輸出（外存儲器）1．磁記錄的基本概念（1）磁記錄密度（density）

·面密度（arealdensity）。面密度等于道密度與位密度的乘積。

·道密度（trackdensity）。道密度等于磁道間距的倒數(shù)，而磁道間距（trackpitch）則是相鄰兩條磁道中線間的距離

·位密度（bitdensity）。磁道上單位長度存儲的二進制信息量稱為位密度也稱為線密度。輸入/輸出（外存儲器）1．磁記錄的基本概念（2）磁記錄方式

磁記錄方式主要有兩種：水平記錄方式和垂直記錄方式。

水平記錄方式（horizontalrecording）是利用磁頭磁場的水平分量在介質上寫入信息，使介質沿其表面進行磁化。通常也稱為橫向記錄方式。

缺點：是存在自退磁效應，每個小磁疇的距離不能太近，這就限制了記錄密度的進一步提高。（2）磁記錄方式磁記錄方式主要有兩種：水平記錄方

垂直記錄方式（verticalrecording）是利用磁頭磁場的垂直分量在介質上寫入信息，使介質的磁化方向垂直于介質表面。

優(yōu)點：是相鄰位的退磁磁場幾乎為零，每個磁束之間不會抵消，反而會加強，這就適合于進行高密度的磁記錄。區(qū)位記錄方式（zonebitrecording，簡稱ZBR）也稱等密度記錄方式。等密度記錄就是保持所有磁道上記錄的位密度相等。為此，可以采用兩種方法：

①勻線速度控制法。②區(qū)域位密度法。垂直記錄方式（verticalrecording）是利（3）磁記錄編碼技術

磁盤機曾廣泛使用的編碼方法有：

FM調頻制（FrequencyModulation）編碼，M＝0.5；

MFM改進調頻制（ModifiedFrequencyModulation）編碼，M＝1；M2FM改進的改進調頻制（ModifiedMFM）編碼，M＝1，且可靠性、信噪比均得到改善。還有一類成組編碼方法，它是把記錄的數(shù)據序列按若干位編成一組，對應于每種組態(tài)有一種編碼序列與之匹配。例如GCR（4／5）成組編碼。（3）磁記錄編碼技術磁盤機曾廣泛使用的編碼方法有：GCR（4／5）GCR（4／5）成組編碼（GroupCodedRecording）就是把數(shù)據按4位編成一組，與之對應產生出5位編碼序列。

編碼規(guī)則是：禁止使用連續(xù)3位以上的“0”代碼組合。我們知道，4位有16種組態(tài)，5位則有32種組態(tài)，除掉含有3位以上連續(xù)“0”的組態(tài)，5位編碼序列尚有17種組態(tài)可用。選用其中16種與4位數(shù)據序列對應即可。

GCR編碼效率M＝0.75，具有一定的自同步能力。已應用于磁帶機與軟磁盤機中。GCR（4／5）GCR（4／5）成組編碼（Gro

GCR（4∕5）編碼數(shù)據序列d1d2d3d4GCR編碼序列e1e2e3e4e5000000010010001101000101011001111000100110101011110011011110111111001110111001010011111011010110110101111101001001010100101111110011010111001111GCR（4∕5）編碼數(shù)據序列GCR編碼序列0000110

注意：數(shù)據序列通過編碼電路轉換為編碼序列后，它還不等于就是記錄序列。當通過磁頭往磁表面上寫數(shù)據時，還要把編碼序列按一定規(guī)則變成記錄脈沖。例如在GCR編碼中，最后是用逢“

1”翻轉不歸零制（NonReturntoZero，NRZ－1）規(guī)律加以記錄的。目前，比較先進并在硬磁盤機中廣泛使用的編碼是RLL（2，7）編碼。這是限制兩次翻轉之間距離的編碼，或稱游程長度受限碼（Run－LengthLimitedCode，RLL）。

編碼規(guī)則是：在編碼序列中，兩個“1”之間至少有2個“0”，最多有7個“0”。注意：數(shù)據序列通過編碼電路轉換為編碼序列后，它還不等于就ARLL（2，7）

美國最近設計出的編碼，即高級RLL碼（AdvancedRLL）。它把編碼效率提到M＝2，將在未來更高密度的磁盤機中得到普遍的應用。數(shù)據序列RLL（2，7）編碼序列

111000000101001100111

100001001001000010000001000010010000001000

ARLL（2，7）美國最近設計出的編碼，即高級R2．軟磁盤及其設備（1）軟磁盤軟磁盤（原名flexibledisk，后來人們戲稱為floppydisk）或譯為軟磁盤，是人們廣泛使用的一種廉價介質。它是在聚酯塑料（mylarplastic）盤片上涂布容易磁化并有一定矯頑力的磁薄膜而制成的。所用磁介質有γ一氧化鐵、滲鈷氧化鐵，對于高密度介質（超過30000bpi）則采用鋇鐵氧體、金屬介質等。軟盤的主要規(guī)格是磁片直徑。1972年出現(xiàn)的是8英寸軟盤。1976年與微型機同時面世的是5.25英寸軟盤，簡稱5英寸盤。1985年日本索尼（sony）公司推出3.5英寸盤。1987年索尼公司又推出2.5英寸軟盤，簡稱2英寸盤。目前已出現(xiàn)1.5英寸軟盤，只是未批量生產。2．軟磁盤及其設備（1）軟磁盤

在磁片直徑不斷縮小的同時，軟盤容量卻連續(xù)擴大，以5英寸盤為例，當初的單面單密度容量為125KB，單面雙密度或雙面單密度為250KB，雙面雙密度則為500KB。所謂單面是只用一面，雙面是兩面都用。所謂單密度是用FM編碼的，雙密度（又稱倍密度）是用MFM、M2FM或GCR編碼記錄的。

5寸軟盤外觀在磁片直徑不斷縮小的同時，軟盤容量卻連續(xù)擴大，以3英寸盤的容量有1MB、2MB、4MB等數(shù)種。

自1987年IBM選擇2MB的3.5英寸盤作為PS／2系列的配置后，2MB盤正成為事實上的工業(yè)標準。隨著膝上型計算機的流行，3英寸盤成為軟盤的主流產品．（2）驅動器與適配卡一個完整的軟盤存儲系統(tǒng)是由軟盤、軟盤驅動器、軟盤控制適配卡組成。軟盤驅動器（floppydiskdrive）由機械運動和磁頭讀寫兩部分組成。機械運動部分又由主軸驅動系統(tǒng)和磁頭定位系統(tǒng)兩部分組成。通常，主軸驅動系統(tǒng)使用直流伺服電機，帶動磁盤以每分鐘300轉以上的速度旋轉，并使磁頭定位進行磁盤信息的讀寫。3英寸盤的容量有1MB、2MB、4MB等數(shù)種。

軟盤驅動器簡稱軟驅。它的全部機械運動與數(shù)據讀寫操作，必須在軟盤控制適配卡（FDCadapter）的控制下進行。而適配卡正好把驅動器與CPU系統(tǒng)板聯(lián)系起來，使磁盤存儲系統(tǒng)成為整個計算機系統(tǒng)的一個有機組成部分。（3）軟盤的使用與維護不要弄臟，不要用手摸盤面，不要把它放在高溫、潮濕、強磁、震動的地方。也不要用硬筆在封套上寫劃，標簽要寫好再貼。寫保護缺口的貼上或取下，一定不要怕麻煩，攜帶時不要圖省事，隨便放在書包里，應該裝在盒內。軟盤驅動器簡稱軟驅。它的全部機械運動與數(shù)據讀寫操作軟盤的格式軟盤低密度高密度扇區(qū)磁道容量扇區(qū)磁道容量5.25英寸940360K15801.2M3.5英寸980720K18801.44M軟盤的格式軟盤低密度高密度扇區(qū)磁道容量扇3．硬磁盤及其設備

硬盤是計算機系統(tǒng)中最主要的輔助存儲器。硬盤盤片與其驅動器合二為一體，稱為硬盤機，后來人們叫熟了，統(tǒng)稱為硬盤。硬盤通常安裝在主機箱內，所以無法從計算機的外部看到。（1）硬盤的種類按硬盤的幾何尺寸劃分，硬盤分為3.5英寸和5.25英寸兩種。近年來，市場上主要以3.5英寸為主。按硬盤接口劃分，主要有IDE、EIDE、UltraDMA和SCSI接口硬盤。3．硬磁盤及其設備硬盤是計算機系統(tǒng)中最主要的輔助硬盤的工作模式20世紀90年代初期，PC機多采用IDE接口硬盤。IDE接口標準的硬盤工作方式只能是標準模式。在標準模式下，硬盤最大容量只能是528MB，硬盤與主機之間采用PIO方式（程序控制輸入／輸出方式）傳輸數(shù)據。突破528MB容量限制的問題，因此推出了EIDE標準。EIDE接口標準的工作模式有三種：標準模式（NormalMode），該模式與IDE的工作模式完全相同。

邏輯塊地址模式（LBAMode），也稱大數(shù)據塊模式。它突破了硬盤空間528MB的管理限制，支持的硬盤容量最大達到8.4GB。硬盤的工作模式20世紀90年代初期，PC機多采用

大模式（LargeMode），也稱大磁道模式，該模式是為了方便那些不支持LBA模式設置而準備的一種工作模式，它支持的硬盤最大容量為1GB。

主板上提供兩個EIDE接口，分別為EIDE1、EIDE2。一個EIDE接口可以連接符合EIDE標準的包括硬盤機、光盤驅動器等在內的2個設備。若一臺計算機只有一個硬盤機和一個光盤驅動器，建議優(yōu)先考慮將硬盤接入EIDE1、光盤驅動器接入EIDE2，這樣可以提高運行速度，尤其是對提高播放VCD速度很有好處。當一個EIDE接口接2個EIDE設備（如接2個硬盤）時，硬盤上的跳線就是用來確定該硬盤是第幾個設備的。大模式（LargeMode），也稱大磁道模式，硬盤接口

由于硬盤容量的增大和讀寫速度的提高，必然要求硬盤接口有更高的傳輸率，Intel和Quantum聯(lián)合推出了最新的硬盤接口標準——UltraDMA，它所采用的數(shù)據傳輸方式與以往不同。在PIO方式中，CPU直接進行讀寫控制，而UltraDMA采用的數(shù)據傳輸方式稱為直接存儲器存取數(shù)據傳送方式，傳輸效率比PIO模式高得多。UltraDMA方式工作的硬盤仍然采用EIDE接口和主機相連。硬盤接口由于硬盤容量的增大和讀寫速度的提高，必然

目前采用UltraDMA方式工作的硬盤有UltraDMA／33和UltraDMA／66兩種。UltraDMA／33硬盤是采用和EIDE標準相同的數(shù)據線與主板EIDE接口連接（一根40針的數(shù)據線）。UltraDMA／66使用的是80針接口，這樣就出現(xiàn)了與EIDE接口不兼容的問題，這個問題的解決辦法是在傳統(tǒng)的40針標準的EIDE信號線和地線之間穿插了40條線，以此方法來實現(xiàn)與現(xiàn)行接線插口上的兼容。

SCSI是一種智能化的接口，特別適合于并發(fā)數(shù)據的處理請求。與IDE接口相比，SCSI接口提供了更強的擴充能力。SCSI接口可以以菊花鏈方式掛接7個不同的外部設備。現(xiàn)在PC機服務器經常采用SCSI接口。目前采用UltraDMA方式工作的硬盤有U（2）硬盤主要的性能指標及選購

容量：硬盤的容量指的是硬盤中可以容納的數(shù)據量。轉速：轉速是指硬盤內部馬達旋轉的速度，單位是RPM（每分鐘轉數(shù)）。平均尋道時間：平均尋道時間指的是磁頭到達目標數(shù)據所在磁道的平均時間，它直接影響到硬盤的隨機數(shù)據傳輸速度。緩存：緩存的大小會直接影響到硬盤的整體性能（2）硬盤主要的性能指標及選購容量：硬盤的容量指的是硬盤磁帶及其設備（1）磁帶的種類可按磁帶寬度可分按磁帶外形可分為兩種：卡式盒帶，磁帶盒

按記錄方式分為兩種：縱向記錄方式、螺旋掃描記錄方式

（2）磁帶文件的順序性由于磁帶介質很窄且極長，必須在兩個輪盤之間有條不紊地傳送、盤繞才能完成讀寫操作，這就決定了磁帶記錄的順序性。然而，對于面積有限的磁盤，人們可以面對整個盤面，直接讀寫某個磁道上、某個扇區(qū)內的某個字段，完全不必從0磁道順序查到399磁道，這就決定了磁盤記錄的隨機性。磁帶及其設備（1）磁帶的種類光盤存儲器1．光盤存儲器的主要類型固定型光盤，又叫只讀光盤追記型光盤，又叫只寫一次式光盤可改寫型光盤，也叫可擦寫型光盤2．光盤驅動器工作方式有兩種，恒定線速度和恒定角速度。（1）恒定線速度（CLV）無論光驅讀取頭是在內軌還是在外軌讀取數(shù)據，數(shù)據傳輸率都保持不變，而光驅的轉速隨讀取頭在光盤軌跡的位置而變化，讀取頭遠離光盤中心，光驅轉速逐漸下降，使讀取頭在單位時間內掃過光盤相同的軌跡長度，讀取相同數(shù)據量，從而可以以相同的速率讀出所有的數(shù)據。光盤存儲器1．光盤存儲器的主要類型（2）恒定角速度（CAV）與CLV正好相反，它是讓數(shù)據傳輸率發(fā)生變化，保持光盤固定的轉速。光驅讀取頭從光盤中央向外圈移動時，數(shù)據傳輸率是遞增的，并且數(shù)據傳輸率完全取決于數(shù)據所存放的位置。

購買光驅主要應考慮兩方面的問題:

其一是光驅的倍速；其二是糾錯能力，“糾錯”能力實際上是對“爛盤”（盤片質量不太好、有缺陷）的“讀盤”能力。（2）恒定角速度（CAV）子系統(tǒng)的內部連接（系統(tǒng)總線）

總線結構1．單總線結構在單總線結構中，計算機系統(tǒng)的部件如CPU、主存儲器及輸入輸出設備等，都掛在一條總線上，它們之間以相同的形式進行通信，故稱單總線。

CPU工作期間，單總線上的信息流動可以描述如下：首先，CPU將PC的內容（指令地址信息）和讀命令（控制信息）送到總線，并將總線上的所有設備與總線送來的地址進行比較，只有與此地址相同的設備（主存）才接受命令，執(zhí)行相應的操作（啟動主存操作，將指令取出，經總線數(shù)據線送到CPU）；子系統(tǒng)的內部連接（系統(tǒng)總線）總線結構

然后，CPU檢查操作碼，決定下一步要執(zhí)行的操作是在CPU內部進行，還是要經總線訪問主存或1／O設備。計算機科學導論電子教案課件2．雙總線結構

在這種結構中有兩條總線：主存總線及輸入輸出總線。前者負責CPU與主存、通道之間的信息傳送；后者負責多臺外部設備與通道及外部設備之間的信息傳送）。

在CPU工作期間，取指令通過主存總線完成。指令取出后，CPU檢查操作碼決定下一步操作是在CPU內部進行還是訪問主存或I／O操作。若訪問主存，則仍由主存總線完成；若I／O操作，則交給通道去處理，通過輸入輸出總線完成。2．雙總線結構在這種結構中有兩條總線：主存總線及計算機科學導論電子教案課件3．三總線結構

三總線結構是指在計算機系統(tǒng)中各部件用3條各自獨立的總線構成信息通路。這3條總線是：主存總線，它負責CPU與主存的信息傳送；I／O總線，它負責I／O設備之間以及I／O設備與CPU之間的信息傳送；DMA總線，即直接主存訪問總線，它負責高速外部設備與主存的信息傳送。在計算機工作期間，CPU通過主存總線取到指令。然后，CPU檢查操作碼，決定下一步要執(zhí)行的操作是在CPU內部進行，還是要訪問主存或I／O設備。由于I／O設備與主存不在一條總線上，因此I／O設備的尋址與主存單元尋址是不統(tǒng)一的，即采用單獨編址方法。3．三總線結構三總線結構是指在計算機系統(tǒng)中各部件

CPU通過訪存指令訪問主存，指令中給出存儲單元地址；CPU通過I／O指令訪問I／O設備時，由指令中給出I／O設備接口寄存器的地址。因此，指令操作碼指示CPU將使用哪條總線。計算機科學導論電子教案課件

在三總線系統(tǒng)中，訪問主存和訪問I／O設備各有單獨的指令。當I／O指令的地址碼涉及到高速外設時（如磁盤），將使用DMA總線，直接在主存與高速外設之間傳送信息。三總線結構不允許外設之間直接傳送信息，只能經過主存間接傳送。

總線的控制與通信1．總線的控制方式系統(tǒng)總線多采用集中控制方式，解決總線使用權的控制問題。按各部件使用總線優(yōu)先次序的確定方法的不同，集中控制與分布控制方式均對應有3種實現(xiàn)方法：串行鏈接、定時查詢及獨立請求。下面討論集中控制方式的3種實現(xiàn)方法。在三總線系統(tǒng)中，訪問主存和訪問I／O設備各有單獨（1）串行鏈接方式

串行鏈接方式，又稱鏈式查詢方式，需要在系統(tǒng)總線中增加3根控制線：總線忙（BS）線，它有效時，指示總線正在被某部件使用；總錢請求（BR）線，它有效時，指示總線上至少有一個部件請求使用總線；總線響應（BG）線，它有效時，指示總線控制部件正在響應某個部件的總線請求。

在串行鏈接方式中，總線上所有的部件共用一根總線請求線。若有部件請求使用總線時，均需經此線發(fā)總線請求到總線控制器。由總線控制器檢查總線忙否，若總線不忙，則立即響應，即發(fā)總線響應信號，經總線響應線BG串行地從一個部件送到下一個部件，依次查詢。（1）串行鏈接方式

若響應信號到達的部件無總線請求，則該信號立即傳送到下一個部件；若響應信號到達的部件有總線請求，則信號便截住，不再傳下去。若響應信號到達的部件無總線請求，則該信號立即傳送到下一個

串行鏈接方式的特點是采用硬接線邏輯，將各部件扣鏈在總線響應線上。因此，優(yōu)先級則固定，有較高的實時響應性。此外，只需很少幾根控制線就能按一定優(yōu)先次序，實現(xiàn)總線控制，結構簡單，擴充容易。（2）定時查詢方式定時查詢方式采用一個計數(shù)器控制總線使用權。它仍公用一根請求線，當總線控制器收到總線請求信號，判斷忙線不忙時，計數(shù)器開始計數(shù)，計數(shù)值通過一組地址線發(fā)向各部件，每個部件與總線接口均有一個地址判別線路。當?shù)刂肪€上的計數(shù)值與請求使用總線設備的地址一致時，該設備獲得總線控制權，置忙線為“1”。同時，中止計數(shù)器的計數(shù)及查詢工作。串行鏈接方式的特點是采用硬接線邏輯，（3）獨立請求方式

在獨立請求方式中，每個部件均有一對總線請求線（BR）和總線批準線（BG），而不采用共享請求線的方式。計算機科學導論電子教案課件

當總線上的部件需要使用總線時，經各自的總線請求線發(fā)送總線請求信號，在總線控制器中排隊。當總線控制器按一定的優(yōu)先次序決定批準某個部件的請求時，則給該部件發(fā)送總線響應信號，該部件接到此信號，就獲得了總線使用權，開始傳送數(shù)據。當總線上的部件需要使用總線時，經各自的總線請求線計算機科學導論電子教案課件計算機科學導論電子教案課件第六章計算機網絡網絡OSI模型網絡分類連接設備互連網與TCP/IP第六章計算機網絡網絡網絡

計算機網絡是利用現(xiàn)代通訊設備和線路,將分布在各個不同地理位置的、功能不同且各自獨立的多個計算機系統(tǒng)連接起來，在網絡軟件的支持下，實現(xiàn)互相通訊和資源共享的系統(tǒng)。計算機網絡的主要功能：（1）信息交換（2）資源共享（3）分布式處理網絡計算機網絡是利用現(xiàn)代通訊設備和線OSI模型

模型是由國際標準化組織制定的用于網絡設計的指南。OSI稱開放式互連系統(tǒng)，它允許任兩個不同的計算機系統(tǒng)互相通訊而無需考慮其底層體系結構。

OSI的七層結構：數(shù)據A數(shù)據B

1應用層應用層

2表示層表示層

3會話層會話層

4傳輸層傳輸層

5網絡層網絡層

6數(shù)據鏈路層數(shù)據鏈路層

7物理層物理層傳輸媒介OSI模型模型是由國際標準化組織制定的OSI個層的功能

數(shù)據（消息）從A發(fā)向B，實際就是A的各層（7至1層）工作后，經媒介（線路）傳向B，再由B的各層（1至7層）工作后得到數(shù)據（消息）。消息的數(shù)據稱為“報文”，它在各層中被逐漸分解組合（如報頭，報尾等）并加以檢驗。

（1）物理層：任務是透明地傳輸位（比特bit）流，即傳輸?shù)膯挝皇恰氨忍亍薄Ｔ搶涌紤]何電壓表示和識別“0”或“1”，及電纜插頭的腳數(shù)和定義腳的連接。注意：傳輸介質（雙絞線、同軸電纜、光纖等線路）本身并不在物理層?！巴该鳌笔且粋€實際存在的事物看起來好象不存在一樣，透明地傳輸即說明比特流不受實際電路影響而傳輸后不變化。OSI個層的功能數(shù)據（消息）從A發(fā)向B

（2）數(shù)據鏈路層：任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地傳輸“幀”（讀zheng，幅frame）。加報頭把別特流組構成“幀”，而報尾加控制信息（同步、地址、差錯控制、流量控制等），可檢驗傳輸差錯或重發(fā)幀，使“點對點傳輸”的接收端能正確無誤地接受到報文。該層將有可能出差錯的實際線路，變?yōu)樵凇熬W絡層”向下看似乎是一條不出差錯的線路。（3）網絡層：任務是“站到站傳輸”信息，傳輸?shù)膯挝皇恰胺纸M”或“包”，該層選擇合適的路由，使發(fā)送運站輸層下來的包能準確無誤地按地址找到并交付接受站運輸層，此為該層的尋址功能。注意：這里的“網絡是專用詞”。對于通訊子網，由于路由問題很好解決，所以該層可省略。（2）數(shù)據鏈路層：任務是在兩個相鄰結點間的線路上無差錯地（4）運輸層：任務是依通訊子網的特性，合理利用網絡資源并可靠地進行“端到端傳輸“報文?！皥笪摹笔怯梢粋€或多個信息包組成，報文較長時可以分組并交由網絡一下各層處理。該層在源站與目的站兩個主機的進程之間，建立運輸連接以透明地傳送報文。即它向上層提供一個可靠的端到端服務，使上面看不到運輸層以下的數(shù)據通訊細節(jié)。通訊子網內各個各結點和連接各通訊子網的路由器都沒有運輸層，運輸層僅存在于子網之外的主機中。運輸層以上各層不再關心信息傳輸問題，所以運輸層在計算機網絡體系結構中十分重要。（4）運輸層：任務是依通訊子網的特性，合理利用網絡資源并可靠以下三層可統(tǒng)歸“應用層”

（5）會話層：從此不再參與數(shù)據傳輸，其任務是對數(shù)據傳輸進行管理，它在兩個互相通訊的進程之間建立、組織與協(xié)調交互（會話）。如會話中的同步，整條信息是否重發(fā)，確定是雙工（同時收發(fā)）還是單工（交替收發(fā)）通訊等。（6）表示層：任務是解決用戶信息的語法表示。表示層將欲交換的數(shù)據從適合于某一用戶的“抽象語法”變換為適合于OSI系統(tǒng)內的傳送語法。抽象語法包括數(shù)據的語法（格式）和語義（數(shù)據的意義），因為不同系統(tǒng)可能具有不同的編碼格式。以下三層可統(tǒng)歸“應用層”（5）會話層：從此不再參與數(shù)據傳輸（7）應用層：任務是定義通用的網絡應用程序，它直接為用戶提供服務。注意：會話層與表示層的功能經常被包含在應用層中，從而省略會話層與表示層。網絡分類按考慮問題的不同角度，可使網絡有不同的分類，如按網絡總線的“拓撲結構”，網絡可以分為集中式、分散式和分布式等；按網絡的作用范圍，網絡可分為局域網（LAN）、城域網（MAN）或廣域網（WAN）等。（7）應用層：任務是定義通用的網絡應用程序，它直接為用戶提供網絡連接設備（1）中繼器：增強信號的設備。它網絡的物理延伸，可以提供信號再生，免除長距離信息傳輸所造成的通訊信號衰減所造成的錯誤。（2）網橋：可以連接同一網絡內的兩個段或連接兩個同類網絡的通訊控制器。（3）網關：可以連接兩個不同類網絡（咎由自取不同的網絡協(xié)議）的通訊控制器。（4）路由器：同網關，或可用以連接兩個以上的同類網絡的通訊控制器。（觀點不同）網絡連接設備（1）中繼器：增強信號的設備。它網絡的物理延伸，互連網與TCP/IP

互連網：即國際互連網（Internet），它是連接世界各地的各種局域網、城域網和廣域網所構成的交互式網絡。

TCP/IP：傳輸控制協(xié)議/網際協(xié)議（網絡通訊的一組規(guī)則），它是Internet的核心，要求連入Internet的每臺計算機都有一個32字節(jié)的IP地址。

FTP：文件傳輸協(xié)議，在Internet中用以解決具有不同編碼系統(tǒng)的機器之間進行文件傳輸。SMTP：簡單郵件傳輸協(xié)議，Internet山支持電子郵件（email）的協(xié)議，實際要結合郵局協(xié)議POP的使用。特點是SMTP郵件地址系統(tǒng)。互連網與TCP/IP互連網：即國際互連網（InternetTELNET：是Internet上允許遠程登錄的通用客戶/服務器程序。（將本地終端模擬為遠程終端）WWW/Web：稱“萬維網”，多媒體穩(wěn)當?shù)募稀?/p>

HTTP：超文本傳輸協(xié)議，超文本是在“萬維網”上構成網頁的、包含特殊符號的多媒體文本。瀏覽器：接收、解釋并顯示超文本的程序。URL：同意資源定位器，在Internet上用方法、主機、端口和路徑的地址格式指定信息（的位置）。TELNET：是Internet上允許遠程登錄的通用客戶/服第三部分計算機軟件第三部分計算機軟件第七章操作系統(tǒng)定義演化組成部分主流操作系統(tǒng)第七章操作系統(tǒng)定義操作系統(tǒng)定義

計算機系統(tǒng)由計算機的硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)構成，而計算機的軟件系統(tǒng)又是分為系統(tǒng)軟件與應用軟件，其中的操作系統(tǒng)就是主要的系統(tǒng)軟件之一。

操作系統(tǒng)是控制和管理計算機系統(tǒng)內各種硬件和軟件資源,有效地組織多道程序運行的系統(tǒng)軟件（或程序集合），是用戶與計算機之間的接口。

主要功能:進程管理、存儲器管理、處理機管理、設備管理、文件管理、用戶界面與接口等。操作系統(tǒng)定義計算機系統(tǒng)由計算機的硬件計算機系統(tǒng)的層次結構

用戶用戶應用軟件支撐軟件管理信息系統(tǒng)、測試工具、飛機訂票系統(tǒng)、剪輯工具、地理信息系統(tǒng)、項目管理工具、數(shù)字計算軟件包等語言轉換工具等系統(tǒng)軟件語言編譯程序、連接裝配程序、數(shù)據庫管理程序、網絡軟件等

操作系統(tǒng)計算機硬件計算機系統(tǒng)的層次結構用戶演化（操作系統(tǒng)的發(fā)展）（1）批處理系統(tǒng)：早期計算機系統(tǒng)，程序員對機器沒有控制與交互，程序（作業(yè)）都以穿孔卡片的形式交操作員執(zhí)行后打印結果。操作員搜集所有程序員的作業(yè)成批運行。（2）分時系統(tǒng)：在引入多道程序概念后產生了分時（對CPU時間的共享），程序員直接而不是通過操作員來操作系統(tǒng)，使多程序共享系統(tǒng)資源，而用戶的每個作業(yè)都可透明地得到CPU的一個“時間片”。進程是存儲器中等待資源的程序，而作業(yè)是要運行的程序。（3）個人系統(tǒng)：當個人計算機（PC機）產生后，獨占資源的單用戶操作系統(tǒng)（個人系統(tǒng)）應運而生。如DOS。演化（操作系統(tǒng)的發(fā)展）（1）批處理系統(tǒng)：早期計算機系統(tǒng)，程序（4）并行系統(tǒng)：一般的計算機是用一個CPU逐個處理程序，即串行系統(tǒng)，而當一個機器中安裝了多個CPU并使沒個CPU都可以處理一個程序或程序的一部分，則產生了多任務的并行系統(tǒng)。（5）分布式操作系統(tǒng)：在計算機網絡發(fā)展到了交互式網絡階段，則可利用分布在不同地理位置上的資源共同完成一個作業(yè)，而且程序的不同部分可以在網絡內不同的計算機上運行。

（4）并行系統(tǒng)