计算机系统组成精选PPT.ppt

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1、计算机系统组成第1页，此课件共22页哦一、按使用范围分类一、按使用范围分类1 1、通用计算机、通用计算机通用计算机是指为通用计算机是指为解决各种问题解决各种问题，具有，具有较强的较强的通用性通用性而设计的计算机。该机适用于一般的科而设计的计算机。该机适用于一般的科学计算、学术研究、工程设计和数据处理等学计算、学术研究、工程设计和数据处理等广广泛用途泛用途，这类机器本身有较大的适用面。，这类机器本身有较大的适用面。2 2、专用计算机、专用计算机专用计算机是指为适应专用计算机是指为适应某种特殊应用某种特殊应用而设计的而设计的计算机，具有运行效率高、速度快、精度高等计算机，具有运行效率高、速度快、精

2、度高等特点。一般用在过程控制中，如智能仪表、飞特点。一般用在过程控制中，如智能仪表、飞机的自动控制、导弹的导航系统等。机的自动控制、导弹的导航系统等。第2页，此课件共22页哦二、按照规模和处理能力分类二、按照规模和处理能力分类1 1、巨型计算机巨型计算机运算速度快、存储容量大，价格相当昂贵，主要用于复杂、运算速度快、存储容量大，价格相当昂贵，主要用于复杂、尖端的科学研究领域，特别是军事科学计算。尖端的科学研究领域，特别是军事科学计算。2 2、大大/中型计算机中型计算机通用性能好、外部设备负载能力强、处理速度快。它有完善通用性能好、外部设备负载能力强、处理速度快。它有完善的指令系统，丰富的外部设

3、备和功能齐全的软件系统，并允的指令系统，丰富的外部设备和功能齐全的软件系统，并允许多个用户同时使用。主要用于科学计算、数据处理或做网许多个用户同时使用。主要用于科学计算、数据处理或做网络服务器。络服务器。3 3、小型计算机小型计算机具有规模较小、结构简单、成本较低、操作简单、易于维护、具有规模较小、结构简单、成本较低、操作简单、易于维护、与外部设备连接容易等特点。目前的小型机，如与外部设备连接容易等特点。目前的小型机，如IBM AS/400IBM AS/400，其性能已大大提高，主要用于事务处理。，其性能已大大提高，主要用于事务处理。第3页，此课件共22页哦二、按照规模和处理能力分类二、按照规

4、模和处理能力分类4 4、微型计算机微型计算机：简称微机：简称微机以运算器和控制器为核心，加上由大规模集成以运算器和控制器为核心，加上由大规模集成电路制作的存储器、输入电路制作的存储器、输入/输出接口和系统总输出接口和系统总线，构成了体积小、结构紧凑、价格低但又具线，构成了体积小、结构紧凑、价格低但又具有一定功能的计算机。有一定功能的计算机。单板机：所有器件制作在一块印刷线路板上。单板机：所有器件制作在一块印刷线路板上。单片机：将运算器、控制器、存储器和输入单片机：将运算器、控制器、存储器和输入/输出输出接口集成在一块芯片中。接口集成在一块芯片中。微型计算机系统：以微机为核心，再配以相微型计算机

5、系统：以微机为核心，再配以相应的外部设备、电源、辅助电路和控制微机应的外部设备、电源、辅助电路和控制微机工作的软件。工作的软件。第4页，此课件共22页哦二、按照规模和处理能力分类二、按照规模和处理能力分类5 5、工作站工作站工作站是指为了某种特殊用途而将高性能的工作站是指为了某种特殊用途而将高性能的计算机系统、输入计算机系统、输入/输出设备与专用软件结合输出设备与专用软件结合在一起的系统。在一起的系统。6 6、服务器服务器服务器是在网络环境下为多用户提供服务的服务器是在网络环境下为多用户提供服务的共享设备，一般分为文件服务器、打印服务共享设备，一般分为文件服务器、打印服务器、计算服务器和通信服

6、务器等。器、计算服务器和通信服务器等。目前，目前，微型计算机与工作站、小型计算机乃至中、微型计算机与工作站、小型计算机乃至中、大型机之间的界限已经愈来愈模糊。大型机之间的界限已经愈来愈模糊。第5页，此课件共22页哦计算机分类计算机分类电子计算机电子计算机电子计算机电子计算机模拟计算机模拟计算机模拟计算机模拟计算机数字计算机数字计算机数字计算机数字计算机按按按按信息的表示信息的表示信息的表示信息的表示方式方式方式方式分分分分专用计算机专用计算机专用计算机专用计算机通用计算机通用计算机通用计算机通用计算机巨型机巨型机巨型机巨型机大型机大型机大型机大型机中型机中型机中型机中型机小型机小型机小型机小型

7、机微型机微型机微型机微型机工作站工作站工作站工作站服务器服务器服务器服务器按按按按应用范应用范应用范应用范围围围围分分分分按按按按规模和处规模和处规模和处规模和处理能力理能力理能力理能力分分分分第6页，此课件共22页哦三、按系统结构分类三、按系统结构分类即即Michael FlynnMichael Flynn分类法：分类法：计算机在执行程序过程中，有计算机在执行程序过程中，有2 2种信息在流种信息在流动。一种是动。一种是计算机指令计算机指令，它从存储器流入，它从存储器流入控制器，并变成整个计算机系统的控制信控制器，并变成整个计算机系统的控制信号。另一种是号。另一种是数据数据，从输入设备流入存储

8、，从输入设备流入存储器，再流入执行部件如运算器，运算结果器，再流入执行部件如运算器，运算结果流入存储器或输出设备。流入存储器或输出设备。FlynnFlynn称前一种信息为称前一种信息为“指令流指令流”，后一种，后一种信息为信息为“数据流数据流”。因此根据指令流与数。因此根据指令流与数据流的不同组合，计算机系统结构分为以据流的不同组合，计算机系统结构分为以下下4 4类。类。第7页，此课件共22页哦二二 计算机的系统组成计算机的系统组成一、计算机系统组成一、计算机系统组成二、计算机硬件系统二、计算机硬件系统 三、计算机软件系统三、计算机软件系统 第8页，此课件共22页哦一、计算机系统组成一、计算机

9、系统组成一个完整的计算机系统，包括两大部分，即一个完整的计算机系统，包括两大部分，即硬件系统和硬件系统和软件系统软件系统。硬件系统硬件系统是指构成计算机的物理设备，即由机是指构成计算机的物理设备，即由机械、光、电、磁等器件构成的具有计算、控制、械、光、电、磁等器件构成的具有计算、控制、存储、输入和输出功能的实体部件。如存储、输入和输出功能的实体部件。如CPUCPU、存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动存储器、软盘驱动器、硬盘驱动器、光盘驱动器、主机板、各种卡及整机中的主机、显示器、器、主机板、各种卡及整机中的主机、显示器、打印机、绘图仪、调制解调器等等，整机硬件打印机、绘图仪、调制解调器等

10、等，整机硬件也称也称“硬设备硬设备”。软件系统软件系统则是指管理计算机软件和硬件资源、则是指管理计算机软件和硬件资源、控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等，控制计算机运行的程序、命令、指令、数据等，软件系统就是程序系统，也称为软件系统就是程序系统，也称为“软设备软设备”。第9页，此课件共22页哦一、计算机系统组成一、计算机系统组成计算机是依靠硬件和软件的协同工作来执计算机是依靠硬件和软件的协同工作来执行一个具体任务。行一个具体任务。硬件是计算机系统的物质基础，而软件又硬件是计算机系统的物质基础，而软件又是硬件功能的扩充和完善。是硬件功能的扩充和完善。任何软件都是建立在硬件基础上的，任何任何

11、软件都是建立在硬件基础上的，任何软件也离不开硬件的支持。软件也离不开硬件的支持。如果没有软件的支持，硬件的功能就不能如果没有软件的支持，硬件的功能就不能得到充分的发挥。得到充分的发挥。第10页，此课件共22页哦一、计算机系统组成一、计算机系统组成计算机计算机计算机计算机系统系统系统系统硬件系统硬件系统硬件系统硬件系统软件系统软件系统软件系统软件系统应用软件应用软件应用软件应用软件系统软件系统软件系统软件系统软件操作系统操作系统操作系统操作系统语言处理程序语言处理程序语言处理程序语言处理程序数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统数据库管理系统外围设备外围设备外围设备外围设备主机主机主机主机数

12、据处理程序数据处理程序数据处理程序数据处理程序自动控制程序自动控制程序自动控制程序自动控制程序企业管理程序企业管理程序企业管理程序企业管理程序科学计算程序科学计算程序科学计算程序科学计算程序外存储器：磁盘、磁带、光盘等外存储器：磁盘、磁带、光盘等外存储器：磁盘、磁带、光盘等外存储器：磁盘、磁带、光盘等输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪等输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪等输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪等输入设备：键盘、鼠标器、扫描仪等输出设备：显示器、打印机、绘图仪等输出设备：显示器、打印机、绘图仪等输出设备：显示器、打印机、绘图仪等输出设备：显示器、打印机、绘图仪等中央处理器（中央处理器（中央处理器

13、（中央处理器（CPUCPUCPUCPU）：运算器、控制器）：运算器、控制器）：运算器、控制器）：运算器、控制器内存储器：内存储器：内存储器：内存储器：ROMROMROMROM、RAMRAMRAMRAM第11页，此课件共22页哦一、计算机系统组成一、计算机系统组成冯冯诺依曼（诺依曼（Von Neumann Von Neumann）体系结构体系结构19461946年由美籍匈牙利数学家冯年由美籍匈牙利数学家冯 诺伊曼提出诺伊曼提出计算机的体系结构发生了许多变化，但计算机的体系结构发生了许多变化，但Von Von NeumannNeumann提出的提出的二进制二进制、程序存储和程序控程序存储和程序控制

14、制，依然是普遍遵循的原则。，依然是普遍遵循的原则。第12页，此课件共22页哦冯冯诺依曼体系结构特点诺依曼体系结构特点1、采用二进制表示数据和指令；2、采用存储程序即把编好的程序和原始数据预先存入计算机主存中，使计算机工作时能连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并执行，从而自动完成预定的任务；3、计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。第13页，此课件共22页哦二、计算机硬件系统二、计算机硬件系统现代计算机结构框图（以现代计算机结构框图（以存储器存储器为中心）为中心）第14页，此课件共22页哦二、计算机硬件系统（五大部件）二、计算机硬件系统（五大部件）1 1

15、、存储器、存储器 功能：存放指令和数据。功能：存放指令和数据。操作：操作：存储器读存储器读操作：从存储器取出数据，又称为读出。操作：从存储器取出数据，又称为读出。存储器写存储器写操作：向存储器存放数据，又称为写入；操作：向存储器存放数据，又称为写入；概念：概念：存储单元：存储单元：存储二进制信息的部件，每个单元可以存储二进制信息的部件，每个单元可以存放一个字或字节的信息，存储器就是存储单元的存放一个字或字节的信息，存储器就是存储单元的集合。集合。单元地址：单元地址：存储单元的编号，是区分存储器中不同存储单元的编号，是区分存储器中不同存储单元的唯一标志。存储单元的唯一标志。第15页，此课件共22

16、页哦二、计算机硬件系统（五大部件）二、计算机硬件系统（五大部件）2 2、运算器、运算器功能：在控制器控制下，进行算术运算和逻辑功能：在控制器控制下，进行算术运算和逻辑运算。运算。运算器的技术性能高低直接影响着计算机的运运算器的技术性能高低直接影响着计算机的运算速度和整机性能。算速度和整机性能。3 3、控制器、控制器功能：对当前指令进行译码分析其所需要完成功能：对当前指令进行译码分析其所需要完成的操作，产生并发送各部件所需要的控制信号，的操作，产生并发送各部件所需要的控制信号，从而使整个计算机自动、协调地工作。从而使整个计算机自动、协调地工作。控制器是计算机的控制指挥部件，也是整个计控制器是计算

17、机的控制指挥部件，也是整个计算机的控制中心。算机的控制中心。第16页，此课件共22页哦二、计算机硬件系统（五大部件）二、计算机硬件系统（五大部件）4 4、输入设备、输入设备功能：将外界的信息转换为计算机能识别的二功能：将外界的信息转换为计算机能识别的二进制代码。输入设备是给计算机输入信息的设进制代码。输入设备是给计算机输入信息的设备。备。5 5、输出设备、输出设备功能：将计算机处理结果转换成人们或其他设功能：将计算机处理结果转换成人们或其他设备所能接收的形式。备所能接收的形式。中央处理器中央处理器CPUCPU（Central Processing UnitCentral Processing

18、Unit）：包括运算）：包括运算器与控制器，通常集成在一块芯片上。器与控制器，通常集成在一块芯片上。主机：主机：包括包括CPUCPU和主存储器。和主存储器。外部设备：外部设备：输入设备、输出设备的统称。输入设备、输出设备的统称。第17页，此课件共22页哦三、计算机软件系统三、计算机软件系统1系统软件2、应用软件：又称为应用程序，它是用户在各自不同的应用领域根据具体的任务需要所开发编制的各种程序。如工程设计程序、数据处理程序、自动控制程序、企业管理程序、科学计算程序等等。第18页，此课件共22页哦1 1系统软件系统软件系统软件是指管理、调度、监视和维护计算系统软件是指管理、调度、监视和维护计算机

19、系统软硬件资源的程序集合，使系统资机系统软硬件资源的程序集合，使系统资源得到合理调度，确保高效率运行。源得到合理调度，确保高效率运行。常用的系统软件有：常用的系统软件有：（1 1）操作系统）操作系统（2 2）语言处理程序）语言处理程序（3 3）数据库管理系统）数据库管理系统（4 4）服务性程序）服务性程序（5 5）网络管理软件）网络管理软件第19页，此课件共22页哦（1 1）操作系统）操作系统操作系统（操作系统（Operating SystemOperating System）的功能：的功能：管理计算机系统的各种软、硬件资源，使其管理计算机系统的各种软、硬件资源，使其被被高效使用高效使用；为计

20、算机系统和用户之间提供接口，为用户为计算机系统和用户之间提供接口，为用户提提供方便供方便。操作系统是直接运行在裸机上的操作系统是直接运行在裸机上的最基本的系最基本的系统软件，是系统软件的核心统软件，是系统软件的核心，任何其他软，任何其他软件必须在操作系统的支持下才能运行。件必须在操作系统的支持下才能运行。第20页，此课件共22页哦（2 2）语言处理程序）语言处理程序功能：将高级语言编写的程序翻译成计算机功能：将高级语言编写的程序翻译成计算机能识别和执行的二进制机器指令，然后供能识别和执行的二进制机器指令，然后供计算机执行。又称为翻译程序。计算机执行。又称为翻译程序。语言处理程序分为两种：语言处

21、理程序分为两种：编译程序：编译程序：将用户编写的高级语言程序将用户编写的高级语言程序（源程序）的全部语句全部翻译成机器语（源程序）的全部语句全部翻译成机器语言程序，然后再执行机器语言程序。言程序，然后再执行机器语言程序。解释程序：解释程序：将源程序的一条语句翻译成机器将源程序的一条语句翻译成机器语言程序，并立即执行，接着再翻译源程序语言程序，并立即执行，接着再翻译源程序的下一条语句并执行，如此重复直至完成源的下一条语句并执行，如此重复直至完成源程序的全部翻译任务。它的特点是翻译一次程序的全部翻译任务。它的特点是翻译一次执行一次。执行一次。第21页，此课件共22页哦计算机语言计算机语言程序是计算

22、机语言的具体体现，是用某种计算机程序设计语言程序是计算机语言的具体体现，是用某种计算机程序设计语言按问题的要求编写而成的。按问题的要求编写而成的。程序就是指令的有序集合程序就是指令的有序集合。1 1、机器语言、机器语言：由：由0 0和和1 1按一定规则排列组成的一个指令集；它按一定规则排列组成的一个指令集；它是计算机唯一能识别和执行的语言。优点是执行效率高、速是计算机唯一能识别和执行的语言。优点是执行效率高、速度快。主要缺点是直观性差，可读性不强度快。主要缺点是直观性差，可读性不强 2 2、汇编语言、汇编语言：用助记符来表示机器指令中的操作码和操作数的指：用助记符来表示机器指令中的操作码和操作数的指令系统令系统 。可读性增强，执行速度快，但仍是一种面向机器的语言，。可读性增强，执行速度快，但仍是一种面向机器的语言，编制程序的效率不高，难度较大，维护较困难，属低级语言编制程序的效率不高，难度较大，维护较困难，属低级语言 。3 3、高级语言、高级语言：一种更接近于人类自然语言和数学语言的语言，用：一种更接近于人类自然语言和数学语言的语言，用高级语言编写程序可以大大减少编程人员的劳动，因此它也具有较高级语言编写程序可以大大减少编程人员的劳动，因此它也具有较好的可移植性好的可移植性 。第22页，此课件共22页哦