第二章-計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)

管理信息系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)管理系第二章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)技術(shù)基礎(chǔ)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：對(duì)計(jì)算機(jī)主機(jī)設(shè)備、與主機(jī)相連的外圍設(shè)備、系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的總稱。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本原理與組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展與分類計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)知識(shí)第一節(jié)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本原理與組成計(jì)算機(jī)采用2進(jìn)制數(shù)據(jù)表達(dá)方式比特（bit）、字節(jié)（byte）：1字節(jié)由8比特組成。計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)表達(dá)方式馮.諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)的基本思想匈牙利數(shù)學(xué)家馮.諾依曼在1947年明確提出了兩個(gè)重要的思想存儲(chǔ)程序?qū)⒂?jì)算機(jī)能夠執(zhí)行的基本指令都存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)的運(yùn)行就是從存儲(chǔ)器中讀出指令來執(zhí)行的過程，簡化完成一系列操作的過程。二進(jìn)制計(jì)算機(jī)指令和數(shù)據(jù)均以二進(jìn)制編碼的形式存儲(chǔ)，即只用“0”和“1”兩個(gè)字符來表示，用計(jì)算機(jī)電子器件的高電平和低電平來表示“0”和“1”。基本結(jié)構(gòu)中央處理單元和主存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，合稱為主機(jī)?；窘Y(jié)構(gòu)中央處理單元和主存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心，合稱為主機(jī)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)中央處理單元輸入設(shè)備輔助存儲(chǔ)器總線輸出設(shè)備通信設(shè)備主存儲(chǔ)器中央處理單元輸入設(shè)備輔助存儲(chǔ)器總線的類型數(shù)據(jù)總線：數(shù)據(jù)信息地址總線：存儲(chǔ)器地址信息控制總線：運(yùn)行控制信號(hào)中央處理單元（CentralProcessingUnit，簡稱CPU）由控制器和運(yùn)算器組成衡量CUP運(yùn)算速度的一個(gè)通用指標(biāo)：每秒中運(yùn)行的百萬條指令數(shù)。（MillionInstructionsPerSecond，MIPS）主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器又稱為內(nèi)部存儲(chǔ)器，簡稱內(nèi)存。隨機(jī)存儲(chǔ)器（RandomAccessMemory，RAM）基本知識(shí)：kb:kilobyte1kb=1024字節(jié)1mb=1024kb輔助存儲(chǔ)器：又稱為外存儲(chǔ)器，簡稱外存?；緲?gòu)成：常識(shí)：GB：Gigabyte；1GB＝1024MB輔助存儲(chǔ)器外存磁帶磁盤光盤存儲(chǔ)器軟磁盤存儲(chǔ)器硬磁盤存儲(chǔ)器輸入設(shè)備與輸出設(shè)備輸入設(shè)備：鍵盤、鼠標(biāo)、圖文掃描儀、條形碼閱讀器、觸摸屏、語音輸入設(shè)備、視頻輸入設(shè)備、手寫體輸入設(shè)備。輸出設(shè)備：顯示器、針式打印機(jī)、激光打印機(jī)、噴墨打印機(jī)、繪圖儀、語音合成與輸出設(shè)備。較新類型的輸入輸出設(shè)備點(diǎn)觸式（Pointing）設(shè)備一種發(fā)布命令、進(jìn)行決策選擇和響應(yīng)視頻提示的設(shè)備。目前有電子鼠標(biāo)器（ComputerMouse）、軌跡球（Trackball）、觸碰板（TouchPads）和電子游戲機(jī)的操縱桿。計(jì)算機(jī)筆手寫輸入設(shè)備，可以完成光筆和畫圖板的功能。視頻輸入/輸出最普通的使用最廣泛的視頻輸出設(shè)備是陰極射線管（CathocleRayTube，CRT）。等離子顯示較為昂貴。電子計(jì)算器和電子表上的液晶顯示（LiquidCrystalDisplays，LCD）也被使用于便攜式微型計(jì)算機(jī)和移動(dòng)終端。第二節(jié)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展與分類計(jì)算機(jī)發(fā)展概況微處理器及其主要性能指標(biāo)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)計(jì)算機(jī)發(fā)展概況常識(shí)：1946年，美國賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家和工程師設(shè)計(jì)制造了世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)發(fā)展歷經(jīng)的階段第一代電子管計(jì)算機(jī)（1946~1956）以真空電子管為基礎(chǔ)電子管體積大、能耗高、受命短、產(chǎn)生熱量大，存儲(chǔ)和處理能力極為有限以磁鼓作為內(nèi)存儲(chǔ)器，以穿孔卡片作為輔助存儲(chǔ)器應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椴糠挚茖W(xué)和工程計(jì)算第二代晶體管計(jì)算機(jī)（1957~1963）以晶體管為基礎(chǔ)穩(wěn)定性和可靠性有所提高，產(chǎn)生熱量少晶體管制作過程復(fù)雜，且費(fèi)用昂貴每秒鐘可執(zhí)行20萬到30萬條指令在科學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，并擴(kuò)展到業(yè)務(wù)管理領(lǐng)域第三代集成電路計(jì)算機(jī)（1964~1979）以集成電路為基礎(chǔ)速度達(dá)到每秒鐘5百萬條指令，高性能促進(jìn)了操縱系統(tǒng)軟件的應(yīng)用和開發(fā)計(jì)算機(jī)的使用更加趨于平民化應(yīng)用領(lǐng)域和范圍更具廣泛的擴(kuò)展第四代大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)（1980~現(xiàn)在）大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路為基礎(chǔ)成本降低、體積減小、速度提高、存儲(chǔ)器容量更大、出現(xiàn)了一定的智能特征基于計(jì)算機(jī)處理器的科技領(lǐng)域不多的擴(kuò)大，新技術(shù)和新興行業(yè)日益出新微處理器及其主要性能指標(biāo)微處理器定義：運(yùn)用超大規(guī)模集成電路技術(shù)將計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器、控制器和存儲(chǔ)器等功能部件集成在一塊集成電路芯片上，就形成了微處理器。廣泛使用的通用微處理器芯片：Intel公司的Pentium系列、Motorola公司的PowerPC系列、AMD公司的AMD系列。微處理器的主要性能指標(biāo)子長CUP中運(yùn)算器的二進(jìn)制位數(shù)，微處理器一次能夠運(yùn)送的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。子長越大，計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度越快、運(yùn)算精度越高。按微處理器子長將計(jì)算機(jī)稱為8位機(jī)、16位機(jī)、32位機(jī)或64位機(jī)。時(shí)鐘頻率也稱為主頻，是衡量內(nèi)容時(shí)鐘推進(jìn)速度的指標(biāo)，含義是時(shí)鐘在一秒鐘內(nèi)發(fā)生的周期數(shù)，單位是MHz。是確定計(jì)算機(jī)運(yùn)行速度的重要因素。數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線是CPU、主存儲(chǔ)器和其他部件之間通信的通道，總線寬度是指在該數(shù)據(jù)通道上一次能夠傳遞的數(shù)據(jù)位數(shù)。可通過對(duì)上述指標(biāo)的優(yōu)化來提高計(jì)算機(jī)的性能。精簡指令集（RISC）計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的基本指令是固化在處理器芯片上的。RISC是通過對(duì)原始的CISC（復(fù)雜指令集）進(jìn)行精簡得到的，以保證絕大多數(shù)的處理指令都能夠在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行完，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。RISC的出現(xiàn)是對(duì)計(jì)算機(jī)性能提高的一次重大突破。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的分類大型計(jì)算機(jī)（Mainframe）處理方式以批處理為主小型計(jì)算機(jī)（Minicomputer）交互式的批處理方式工作站（Workstation）微型機(jī)（Microcomputer）－PC超級(jí)計(jì)算機(jī)（Supercomputer）微型計(jì)算機(jī)及其應(yīng)用微型計(jì)算機(jī)是對(duì)終端用戶最重要的計(jì)算機(jī)，也稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)，大多數(shù)微型計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)成單用戶，以支持終端用戶各種工作活動(dòng)。發(fā)展情況目前，微型計(jì)算機(jī)的能力已經(jīng)超過前代計(jì)算機(jī)中的主干計(jì)算機(jī)，而價(jià)格只有主干計(jì)算機(jī)的一部分?，F(xiàn)在的微型計(jì)算機(jī)也可以作為專業(yè)工作站使用。微型計(jì)算機(jī)可以進(jìn)行的信息處理業(yè)務(wù)字處理決策支持應(yīng)用電子表格軟件可以讓用戶建立描述事務(wù)狀態(tài)的電子表（Spreadsheet）模型。計(jì)算機(jī)進(jìn)行事務(wù)規(guī)劃、預(yù)算和執(zhí)行事務(wù)的分析都是為提供決策服務(wù)的。數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)的查詢和分析利用。繪圖利用各種外接輸出設(shè)備，輸出多種類型的圖表，強(qiáng)調(diào)報(bào)告中信息的分析和表達(dá)。應(yīng)用開發(fā)應(yīng)用多種程序設(shè)計(jì)語言以及計(jì)算機(jī)輔助軟件工程（Computer－AidedSoftwareEngineering，CASE）的工具，提供系統(tǒng)開發(fā)過程的自動(dòng)化及提高開發(fā)質(zhì)量。工程支持計(jì)算機(jī)輔助工程（Computer－AidedEngineering，CAE）的設(shè)計(jì)與分析過程，以及其他所需的計(jì)算機(jī)能力和繪圖能力。個(gè)人與家庭使用微型機(jī)可以提供多種可視游戲、教育及家庭管理軟件，可供個(gè)人與家庭娛樂，教育及家政管理。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)微型化網(wǎng)絡(luò)化多媒體對(duì)提供更多元化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外設(shè)提出了全新的要求。第五代計(jì)算機(jī)－智能第五代計(jì)算機(jī)還有其他名稱，如知識(shí)信息處理系統(tǒng)（KIPS）、人工智能、第一代智能機(jī)等。第三節(jié)計(jì)算機(jī)軟件基礎(chǔ)知識(shí)計(jì)算機(jī)軟件的基本概念與結(jié)構(gòu)操作系統(tǒng)（OperationSystem，簡稱OS）程序設(shè)計(jì)語言與開發(fā)工具數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)應(yīng)用軟件用戶圖形界面微型計(jì)算機(jī)軟件簡介計(jì)算機(jī)軟件的基本概念與結(jié)構(gòu)分類：系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。系統(tǒng)軟件：用來管理計(jì)算機(jī)中CPU、存儲(chǔ)器、通信聯(lián)結(jié)及各種外部設(shè)備等所有系統(tǒng)資源的程序，主要作用是管理和控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各個(gè)部分，使之協(xié)調(diào)運(yùn)行，并為各種數(shù)據(jù)處理提供基礎(chǔ)功能。應(yīng)用軟件：用來完成用戶所要求的數(shù)據(jù)處理任務(wù)或?qū)崿F(xiàn)用戶特定功能的程序。操作系統(tǒng)（OperationSystem）操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)最基本的軟件。操作系統(tǒng)的基本功能：是分配和調(diào)度計(jì)算機(jī)內(nèi)部的各種資源，安排和執(zhí)行數(shù)據(jù)處理的基本操作，監(jiān)控系統(tǒng)的執(zhí)行。操作系統(tǒng)中的幾個(gè)基本概念多道程序運(yùn)行多個(gè)程序同時(shí)共享計(jì)算機(jī)的資源。允許程序在不占用系統(tǒng)相同資源的情況之下多個(gè)程序同時(shí)運(yùn)行。提高了計(jì)算機(jī)設(shè)備的利用率。多任務(wù)操作在單用戶操作系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)多道程序運(yùn)行方式。多個(gè)任務(wù)同時(shí)執(zhí)行，處理結(jié)果可同時(shí)顯示。虛擬存儲(chǔ)利用對(duì)應(yīng)用程序進(jìn)行分片的方式實(shí)現(xiàn)程序的存儲(chǔ)，使程序能夠及時(shí)的調(diào)入到CPU中進(jìn)行處理。提高了存儲(chǔ)器的利用效率，執(zhí)行程序的大小也可以不受主存儲(chǔ)器容量的限制，使得中小型的計(jì)算機(jī)的適應(yīng)能力更強(qiáng)。分時(shí)處理使多個(gè)用戶共享計(jì)算機(jī)處理能力的一種有效的手段。利用對(duì)CPU分片的方式賴實(shí)現(xiàn)同時(shí)對(duì)多個(gè)程序進(jìn)行處理的操作。并行處理操作系統(tǒng)支持計(jì)算機(jī)中的多個(gè)CPU并行聯(lián)合工作，能夠?qū)⒊绦蛩蟮奶幚矸纸庠诙鄠€(gè)CPU上同時(shí)進(jìn)行，每個(gè)CPU執(zhí)行程序的一部分指令。

常識(shí)在管理信息系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的主要有微型機(jī)磁盤操作系統(tǒng)DOS、基于圖形用戶界面的Windows系統(tǒng)以及多用戶、多任務(wù)操作系統(tǒng)Unix等。程序設(shè)計(jì)語言與開發(fā)工具程序設(shè)計(jì)語言的主要分類機(jī)器語言匯編語言高級(jí)語言：BASIC、FORTRAN、COBOL第四代語言面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語言：C++、Java標(biāo)記語言：HTML、XML開發(fā)工具：PowerBuilder、VB、Delphi、InterDev、DreamWeaver、ASP、CASE等。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)定義：是專門對(duì)數(shù)據(jù)記錄進(jìn)行綜合管理的軟件，對(duì)數(shù)據(jù)文件結(jié)構(gòu)的定義、數(shù)據(jù)記錄的更新、數(shù)據(jù)記錄的查詢以及對(duì)數(shù)據(jù)記錄的各種運(yùn)算提供全面的支持。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是信息系統(tǒng)的主要技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)用軟件及用戶圖形界面應(yīng)用軟件主要分為兩大類：通用應(yīng)用軟件（包）文字處理軟件表格處理軟件數(shù)值統(tǒng)計(jì)軟件財(cái)務(wù)核算軟件人事檔案管理軟件專用應(yīng)用軟件微型計(jì)算機(jī)軟件簡介微機(jī)操作系統(tǒng)Windows系列－MicrosoftOS/2－IBMUNIX－lotsofcompaniesSystem7－Apple微機(jī)常用應(yīng)用軟件文字處理軟件：MicrosoftWord電子表格計(jì)算軟件：MicrosoftExcel數(shù)據(jù)管理軟件：MicrosoftAccess、Foxpro集成軟件包：LotusNotes、MicrosoftOffice其他應(yīng)用軟件：Photoshop、AutoCAD補(bǔ)充內(nèi)容－新的軟件工具和方法由于企業(yè)對(duì)信息需求即時(shí)性和擴(kuò)張性和軟件開發(fā)的延遲性，迫使需要一種新軟件開發(fā)方法，即采用物件導(dǎo)向程序設(shè)計(jì)工具和新的程序設(shè)計(jì)語言Java，超文本標(biāo)記語言（HypertextMakeupLanguage，HTML），以及擴(kuò)展標(biāo)記語言（ExtensibleMakeupLanguage，XML）。物件導(dǎo)向程序設(shè)計(jì)物件導(dǎo)向程序設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)依賴于類別（Class）繼承（Inheritance）物件導(dǎo)向程序設(shè)計(jì)方法創(chuàng)新了軟件開發(fā)工作，目前由物件導(dǎo)向程序設(shè)計(jì)孕育出的一種新技術(shù)稱為視覺化程序設(shè)計(jì)（可視化程序設(shè)計(jì)）。JavaJava是一種物件導(dǎo)向式程序設(shè)計(jì)語言，是由SunMicrosystems開發(fā)的。Java是一種跨平臺(tái)的語言，各種品牌、各種操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，甚至智慧型電話豆科一執(zhí)行Java程序。Java可以應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)上，由Java寫出的小程序“applets”，可以存儲(chǔ)在網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，并在服務(wù)器上處理數(shù)據(jù)。Java語言還可以用于多媒體程序設(shè)計(jì)和網(wǎng)絡(luò)軟件開發(fā)。超文本標(biāo)記語言和擴(kuò)展標(biāo)記語言HTML是一種網(wǎng)頁設(shè)計(jì)語言，用于描述網(wǎng)頁的超文本和超媒體文件，利用標(biāo)記（TAG）來描述文件的格式。XML是一種新的一般性用途的描述語言，可以用它來開發(fā)其他標(biāo)記語言，因此它可以創(chuàng)建結(jié)構(gòu)化的文件。HTML與XML的