計算機系統(tǒng)是如何組成

計算機系統(tǒng)是如何組成的?(補充)1計算機系統(tǒng)組成概述計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)2計算機系統(tǒng)組成概述計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)3計算機之父——馮·諾依曼約翰·馮·諾依曼

JohnvonNeumann 1903－1957 美藉匈牙利科學(xué)家被譽為計算機之父4補充資料計算機發(fā)展的關(guān)鍵人物5馮·諾依曼計算機(1)1945年6月馮·諾依曼在一篇論文中第一次提出了計算機三個主要思想：計算機的基本組成采用二進(jìn)制進(jìn)行信息表示存儲程序原理從而形成了目前的計算機體系結(jié)構(gòu)6馮·諾依曼計算機(2)計算機是由五大部件組成運算器控制器存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備7馮·諾依曼計算機(3)計算機的兩個基本能力：一是能夠存儲程序；二是能夠自動地執(zhí)行程序。計算機是利用“存儲器”（內(nèi)存）以二進(jìn)制的形式來存放所要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)的（將數(shù)據(jù)和程序同樣看待）稱之為CPU的部件可以自動地依次從存儲器中取出程序中的每一條指令，并加以分析和執(zhí)行，直至完成全部指令任務(wù)為止。8計算機系統(tǒng)9計算機系統(tǒng)硬件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)10硬件系統(tǒng)主機外設(shè)中央處理器內(nèi)存儲器運算器控制器輸入設(shè)備輸出設(shè)備外存儲器其他設(shè)備：網(wǎng)卡、Modem11軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)語言編譯和解釋系統(tǒng)程序設(shè)計語言系統(tǒng)服務(wù)程序(診斷程序等)應(yīng)用軟件程序庫、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)等各種用戶程序等計算機系統(tǒng)組成概述計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)12計算機硬件組成什么是硬件？存儲器運算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線13計算機硬件組成什么是硬件？存儲器運算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線14什么是硬件？計算機硬件(Hardware)是指計算機系統(tǒng)中由電子線路和各種機電物理裝置組成的實體，它是計算機實現(xiàn)其功能的物質(zhì)基礎(chǔ)。硬件是看得見、摸得著的設(shè)備。15計算機硬件組成什么是硬件？存儲器運算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線16存儲器(Memory)存儲器是計算機用來存放程序和原始數(shù)據(jù)的記憶裝置。17存儲器的基本功能按指定位置存進(jìn)（寫入）或取出（讀出）信息存儲器的工作就是在運算之前存儲外界送來的程序和數(shù)據(jù)在運算過程中，向計算機提供指令和數(shù)據(jù)信息、保存中間結(jié)果運算結(jié)束后，保存運算結(jié)果。18存儲器的分類按照與主機的關(guān)系來分內(nèi)存儲器（內(nèi)存，主存）外存儲器（外存，輔助存儲器）按照讀寫功能來分隨機存儲器

RandomAccessMemory-----RAM只讀存儲器

ReadOnlyMemory-----ROM19內(nèi)存儲器設(shè)置在計算機主機中，用于存放當(dāng)前要用的數(shù)據(jù)和程序半導(dǎo)體介質(zhì)存取速度快、價格相對較貴容量不能做得太大，因而存放信息有限直接為CPU提供數(shù)據(jù)和指令20外存儲器設(shè)置在計算機的外部，如磁盤，磁帶等，用于存放當(dāng)前暫時不用的信息，而需要時才調(diào)入主機價格相對便宜一些容量大，存放信息量比內(nèi)存多得多速度相對較慢不能直接同CPU打交道外存儲器又叫輔助存儲器（輔存）或二級存儲器21隨機存儲器既能讀出也能寫入信息適合于存放用戶程序和數(shù)據(jù)因為這類信息是經(jīng)常變化的斷電后，RAM中的信息會立即丟失22只讀存儲器只能讀出而不能寫入的存儲器通常用來存放那些固定不變、不需修改的程序和數(shù)據(jù)斷電后，ROM中的信息不丟失23思考題請比較一下內(nèi)、外存儲器的異同請比較一下隨機存儲器與只讀存儲器的異同為什么我們編輯完一篇文章后要正確保存為文件呢？24有關(guān)存儲器的一些重要概念地址位字節(jié)編址存儲容量存儲容量的單位25位（bit）位是度量數(shù)據(jù)的最小單位，表示一位二進(jìn)制數(shù)字26字節(jié)存儲容量的基本單位１字節(jié)等于8個bit（位——二進(jìn)制位）2701010101存儲容量存儲器所包含的存儲單元總數(shù)28……00000H00001HFFFFFH……存儲容量的單位ByteKBMBGBTB29存儲容量的單位——換算換算關(guān)系

1KB = 1024byte = 210byte 1MB = 1024KB = 220byte 1GB = 1024MB = 230byte 1TB = 1024GB = 240byte30計算機硬件組成什么是硬件？存儲器運算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線31運算器(ALU)運算器是對二進(jìn)制數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運算、邏輯運算的部件，所以也稱為算術(shù)邏輯部件（ALU---ArithmeticalandLogicalUnit），簡稱算邏部件32算術(shù)邏輯運算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算二進(jìn)制數(shù)的按位運算二進(jìn)制數(shù)的移位運算33算術(shù)運算二進(jìn)制數(shù)的算術(shù)運算(以加法為例)逢二進(jìn)一，借一當(dāng)二340000101010111101+11000111字長(wordlength,wordsize)運算器一次所能處理的運算數(shù)（二進(jìn)制數(shù)）的基本位數(shù)一般等于運算器中寄存器所能容納數(shù)據(jù)的位數(shù)（二進(jìn)制數(shù)）35VeryImportant計算機硬件組成什么是硬件？存儲器運算器控制器輸入/輸出設(shè)備總線36控制器(ControlUnit)什么是控制器？控制器的基本功能控制器的組成37什么是控制器？控制器是整個機器的控制中心存儲器進(jìn)行信息的存取運算器進(jìn)行各種運算信息的輸入和輸出都是在控制器的統(tǒng)一指揮下進(jìn)行的38控制器的基本功能取出指令、譯碼和執(zhí)行指令39控制器的組成程序計數(shù)器指令寄存器指令譯碼器時序控制電路操作控制部件40輸入/輸出設(shè)備輸入設(shè)備輸出設(shè)備41輸入設(shè)備InputDevice輸入設(shè)備主要作用是把用戶準(zhǔn)備好的數(shù)據(jù)、程序等信息轉(zhuǎn)變成計算機能接受的電信號送進(jìn)計算機。 例如，最常見的輸入設(shè)備是鍵盤，用鍵盤輸入信息時，按下其每一個鍵都能產(chǎn)生相應(yīng)的電信號送入計算機42輸出設(shè)備OutputDevice輸出設(shè)備是把計算機的運算結(jié)果或工作過程以人所要求的形式表達(dá)出來的裝置。 如可將計算的結(jié)果通過打印機打印在紙上，可將繪制的圖形通過顯示器顯示在屏幕上，或通過繪圖儀繪制在紙上。 常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機、繪圖儀等43一些重要概念中央處理器

（CentralProcessingUnit---CPU）

運算器和控制器是計算機的核心，常將它們合在一起稱為中央處理器主機

CPU和主存儲器一起常被稱為計算機的主機外部設(shè)備（外設(shè)）

輔助存儲器和輸入／輸出設(shè)備統(tǒng)稱為計算機的外部設(shè)備4445內(nèi)存外存CPUI/O設(shè)備總線計算機系統(tǒng)組成概述計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)46計算機軟件系統(tǒng)什么是軟件？軟件與硬件間的關(guān)系軟件的分類計算機語言與語言處理程序（略）操作系統(tǒng)47什么是軟件？軟件(software)泛指程序、運行時所需數(shù)據(jù)以及與程序有關(guān)的文檔資料。通俗一點說，軟件就是程序和數(shù)據(jù)48軟件的基本功能軟件系統(tǒng)著重研究如何管理機器和使用機器的問題，也就是研究怎樣通過軟件的作用更好地發(fā)揮計算機的功能49一個基本概念一個實際問題的解決方法硬件實現(xiàn)軟件實現(xiàn)50軟件與硬件間的關(guān)系硬件與軟件相互依存、不可分割軟件無硬件支持無法實現(xiàn)其功能，將是無源之水硬件脫離軟件便不能有效工作，成為一堆廢物軟件在很大程度上決定計算機整體功能的發(fā)揮硬件和軟件共同組成計算機系統(tǒng)51軟件與硬件的關(guān)系52軟件硬件(裸機)軟件的分類53軟件系統(tǒng)系統(tǒng)軟件操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)軟件、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)語言編譯和解釋系統(tǒng)程序設(shè)計語言系統(tǒng)服務(wù)程序(診斷程序等)應(yīng)用軟件程序庫、數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)等各種用戶程序等系統(tǒng)軟件(1)系統(tǒng)軟件是支持程序人員能方便地使用和管理計算機的軟件，它的功能是對整個計算機系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度、管理、監(jiān)視和服務(wù)，為用戶使用機器提供方便，并可擴充機器功能，提高機器的使用效率54系統(tǒng)軟件(2)系統(tǒng)軟件一般是由計算機廠商在出廠時提供的，主要有：操作系統(tǒng)匯編程序高級語言編譯程序故障診斷程序數(shù)據(jù)庫管理程序控制程序55應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件是由計算機用戶利用計算機的軟硬件資源為某一專門應(yīng)用目的而開發(fā)的程序。如：工資管理程序人事檔案管理程序圖書管理與檢索系統(tǒng)庫存管理程序…………56系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的關(guān)系57應(yīng)用軟件系統(tǒng)軟件硬件(裸機)系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件的關(guān)系從圖中我們可以看出軟件是在硬件基礎(chǔ)上對硬件功能的擴充與完善系統(tǒng)軟件是對計算機硬件功能的完善與擴充應(yīng)用軟件是對系統(tǒng)軟件的進(jìn)一步完善58計算機語言計算機語言的發(fā)展計算機高級語言簡介語言處理程序59操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)的功能常用操作系統(tǒng)簡介60操作系統(tǒng)的功能操作系統(tǒng)(OperatingSystem,OS)是控制和管理計算機硬件和軟件資源（處理器，存儲器，輸