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第2章 计算机系统 2 课程学习内容 计算机硬件系统的组成、功能和工作原理 计算机软件系统的组成和功能，系统软件和应用软件的概念和作用 计算机的性能和主要技术指标 操作系统的概念与功能 Wingdows7的基本操作 3 第2章 计算机系统 2.1 计算机的硬件系统 2.2 计算机的软件系统 2.3 操作系统 2.4 Windows7操作系统 2.5 本章小结 4 2.1 计算机的硬件系统 运算器又称算术逻辑部件（Arithmetic and Logic Unit，ALU），主要用于算术运算和逻辑运算。 内部结构：ALU、寄存器、控制电路 执行操作：算术运算（+ -×÷）、逻辑运算（与或非）、 移位操作（左移、右移） 性能指标：字长和运算速度。 2.1.1 运算器 5 2.1 计算机的硬件系统 控制器的功能：指挥和协调计算机各部件有自动、协调地工作。 内部结构：指令寄存器(IR)、指令译码器(ID）、 操作控制器（OC）和程序计数器（PC）。 2.1.2 控制器 2.1 计算机的硬件系统 6 机器指令：按照一定格式构成的二进制代码串。 指令执行过程： 操作码 源操作数（或地址） 目的操作数地址 自动取下一条指令 7 2.1 计算机的硬件系统 存储器的功能：帮助计算机记忆信息 存储器是存取程序和数据的部件作。 存储器的类型：依据CPU是否可以直接访存，将存储器划分为内部存储器（简称内存）和外部存储器（简称外存）。 2.1.3 存储器 8 2.1 计算机的硬件系统 1. 内存 内存可以被CPU直接访问。内存容量小、速度快、掉电后RAM信息全部消失。 内存 只读存储器 随机存储器 高速缓冲存储器 可读可写，掉电消失 只读不写，掉电不失 速度快于内存，容量小于内存 9 2.1 计算机的硬件系统 2. 外存 1) 硬盘：硬盘是目前计算机最主要的外部存储设备。 内部结构：硬盘是由磁盘片、读写控制电路和驱动机构组成。 10 2.1 计算机的硬件系统 工作原理：根据电磁学原理，使得磁性材料被磁化时具有两种极性来记录二进制信息。 性能指标：容量和转速 硬盘容量＝磁头数(H)×柱面数(C)×磁道扇区数(S)×每扇区字节数(B) 扇面 扇区 磁道 簇 11 2.1 计算机的硬件系统 2) 快闪存储器： Flash是一种非易失型半导体存储器 （通常称为U盘），即掉电后信息不丢失且存取速度快，采用USB接口，支持热插拔。 USB传输速率 USB 1.1 12 Mbps USB 2.0 480 Mbps USB 3.0 5.0 Gbps 12 2.1 计算机的硬件系统 2) 光盘存储器： 工作原理：是一通过激光照射染料层呈现结晶和非结晶两种状态记录二进制信息。 类型划分：只读型和可记录型 性能指标：容量和倍速，一倍速率 = 150KB/秒 种类 典型 原理 只读型 CD-ROM, DVD-ROM 结晶和非结晶间不能互换 可记录型 CD-R, CD-RW DVD-R, DVD-RW 结晶和非结晶间可以互换 CPU内 2.1 计算机的硬件系统 3. 层次结构 13 寄存器 一级高速缓存 二级高速缓存 主存储器 辅存储器 CPU外 更小更快更贵 更大更慢更便宜 14 2.1 计算机的硬件系统 输入/输出设备是计算机与外部世界进行信息交换的中介，是人与计算机联系的桥梁。 输入设备：将信息输入计算机。计算机中常见的输入设备有：键盘、鼠标、扫描仪、麦克风、摄像头等。 输出设备：将结果反馈给人。计算机中常见的输入设备有：显示器、打印机、投影仪、扬声器等。 2.1.4 输入输出设备 外设 15 2.1 计算机的硬件系统 2.1.5 计算机的结构 硬件连接 16 2.1 计算机的硬件系统 总线 总线是一组连接各个部件的公共通信线。 总线种类 定义 传输内容 特点 数据总线 一组用来在存储器、运算器、控制器和I/O部件之间传输数据信号的公共通路。 数据信号 双向总线 地址总线 一组CPU向主存储器和I／O接口传送地址信息的公共通路。 地址信号 单向总线 控制总线 一组用来在存储器、运算器、控制器和I/O部件之间传输控制信号的公共通路。 控制信号 双向总线 17 2.2 计算机的软件系统 计算机软件是为运行、管理和维护计算机而编制的各种指令、程序和文档的总称。 2.2.1 软件概念 软件是计算机的灵魂， 是人机之间的接口 18 2.2 计算机的软件系统 1. 程序：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。 2. 程序设计语言 程序设计语言是由单词、语句、函数和