第2章计算机系统精.ppt

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1、第2章计算机系统第1页，本讲稿共68页还有我！硬件系统Windows软件系统一、计算机系统组成一、计算机系统组成第2页，本讲稿共68页计算机系统硬件系统 软件系统 C P U 存储设备 输入设备 输出设备 系统软件 应用软件 操作系统语言处理程序 工具软件应用软件包 面向问题的各种应用程序 运 算 器 控 制 器 内存 外存 主机 外部设备 第3页，本讲稿共68页算术逻辑单元算术逻辑单元累累 加加 器器状态寄存器状态寄存器通用寄存器通用寄存器(ALU)算术和逻辑运算暂存操作数和运算结果存放ALU在工作中产生的状态信息暂存操作数或数据地址运运算算器器1.1.计算机硬件系统计算机硬件系统1.1.运

2、算器运算器 运算器的任务是对信息进行加工处理。运算器的任务是对信息进行加工处理。第4页，本讲稿共68页 控制器按照计算机的工作节拍（主频），从控制器按照计算机的工作节拍（主频），从 存储器中取出指令，经过译码（分析指令），产存储器中取出指令，经过译码（分析指令），产 生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊生各种控制信号，从而指挥整个计算机有条不紊 地、自动地执行程序。地、自动地执行程序。2.2.控制器控制器 控制器是计算机的神经中枢。控制器是计算机的神经中枢。第5页，本讲稿共68页外部存储器访问速度慢容量很大永久性价格低我记住了！内部存储器访问速度快容量较小暂时性价格高3.3.存储器存储器

3、 存储器是计算机的记忆装置。存储器是计算机的记忆装置。第6页，本讲稿共68页4.4.输入设备输入设备 输入设备的任务是把输入操作者提供的原输入设备的任务是把输入操作者提供的原始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信始信息转换成电信号，并通过计算机的接口电路将这些信号顺序送入存储器中。号顺序送入存储器中。常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。常用的输入设备有：键盘、鼠标器、扫描仪、光笔等。第7页，本讲稿共68页5.5.输出设备输出设备 输出设备是将计算机的运算和处理结输出设备是将计算机的运算和处理结果以能为人们或其他机器所接受的形式输出。果以能为人们或其他机器所接受的形式输出

4、。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。常用的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪等。第8页，本讲稿共68页 软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决各类应用软件系统是指控制、管理和指挥计算机工作和解决各类应用问题的所有程序和技术资料组合。问题的所有程序和技术资料组合。软件系统是计算机的软件系统是计算机的“灵灵魂魂”。2.计算机软件系统服务程序语言处理程序操作系统用户程序应用软件包工具软件系统软件系统软件应用软件应用软件软件系统第9页，本讲稿共68页系系统统软软件件语言处理程序语言处理程序将高级语言源程序翻译成机将高级语言源程序翻译成机器语言目标程序的程序。器语言目标程序的程序。数据库

5、管理系统数据库管理系统DBMS建立、访问和维护建立、访问和维护数据库的一种软件。数据库的一种软件。支持软件支持软件软件开发过程中所使用的一些软件开发过程中所使用的一些工具软件，如工具软件，如EDIT、LINK、DEBUG等。等。操作系统操作系统控制和管理软硬件系统资源；提供控制和管理软硬件系统资源；提供用户与计算机之间的接口。用户与计算机之间的接口。第10页，本讲稿共68页应应用用软软件件软件包软件包针对某种实际用途而设计应用程针对某种实际用途而设计应用程序，例如序，例如AutoCAD。套装软件套装软件例如例如MicrosoftOffice，包括，包括Word、Excel、PowerPoint

6、等。等。用户自行开发的软件用户自行开发的软件自己设计的程序。自己设计的程序。程序库程序库主要用于数值计算与统计分析的主要用于数值计算与统计分析的应用程序，例如应用程序，例如IMSL、SAS、SPSS。第11页，本讲稿共68页1.计算机指令和指令系统概念概念 指令：指令：是指计算机完成某个基本操作的命令，是指计算机完成某个基本操作的命令，是程序设计的最小语言单位。是程序设计的最小语言单位。指令系统：指令系统：是指一台计算机所能执行的全部是指一台计算机所能执行的全部 指令的集合。指令的集合。指令构成：指令构成：由操作码和地址码构成。由操作码和地址码构成。二、计算机基本工作原理二、计算机基本工作原理

7、第12页，本讲稿共68页指令主要类型指令主要类型 数据传送类指令数据传送类指令 运算类指令运算类指令 程序控制类指令程序控制类指令 输入输入/输出类指令输出类指令 CPU CPU控制和调试指令控制和调试指令开始开始取一条指令取一条指令执行指令执行指令取数取数分析指令停止停止指令的执行过程指令的执行过程第13页，本讲稿共68页(2)计算机工作过程输入：输入：接受由输入设备（如键盘）提供的信息接受由输入设备（如键盘）提供的信息处理：处理：对信息进行加工处理的过程，并按一定对信息进行加工处理的过程，并按一定 的方式转换；的方式转换；输出：输出：将处理结果在输出设备（如显示器）上将处理结果在输出设备（

8、如显示器）上 显示或打印等操作。显示或打印等操作。存储：存储：将原始数据或处理过程进行保存以便再将原始数据或处理过程进行保存以便再 次使用（由内存次使用（由内存 外存）。外存）。第14页，本讲稿共68页计算机工作过程示意图计算机工作过程示意图指令指令存取命令存取命令运算命令运算命令输入输入/输出命令输出命令原始数据原始数据命令命令/程序程序取数取数读读结果结果存数存数写写I/O设备内存储器运算器控制器数据线：控制线：第15页，本讲稿共68页三、微型计算机系统三、微型计算机系统(一)微型计算机的主要配置(二)微型计算机的软件系统第16页，本讲稿共68页1.1.主板主板主板又称系统板，是计算机各个

9、部件连接的核心设备，主板又称系统板，是计算机各个部件连接的核心设备，是是PCPC机的核心部件，机的核心部件，它含有中央处它含有中央处理器理器CPUCPU、只、只读存储器读存储器ROMROM，随机存取存储随机存取存储器器RAMRAM，还有，还有一些扩展槽一些扩展槽和各种接口、和各种接口、开关和跳线。开关和跳线。(一)微型计算机的主要配置第17页，本讲稿共68页 主板的核心部件是芯片组，控制着整个主板的工作，主板的核心部件是芯片组，控制着整个主板的工作，多数芯片组由南、北桥芯片组成，其中北桥芯片控制着多数芯片组由南、北桥芯片组成，其中北桥芯片控制着CPUCPU、内存和显卡的工作，南桥芯片负责控制系

10、统的输入、内存和显卡的工作，南桥芯片负责控制系统的输入、输出等功能。主板性能的高低影响着整台计算机的总体输出等功能。主板性能的高低影响着整台计算机的总体性能。主要生产芯片组的厂商有性能。主要生产芯片组的厂商有IntelIntel、VIAVIA、SISSIS等，典等，典型的主板品牌有华硕（型的主板品牌有华硕（ASUSASUS）、微星）、微星(MSI)(MSI)、技嘉、技嘉(GIGABYTE)(GIGABYTE)、精英、精英(ECS)(ECS)等。等。第18页，本讲稿共68页2.系统总线概念概念 总线：总线：是一组连接各个部件的公共通信线，即两是一组连接各个部件的公共通信线，即两 个或多个设备之间

11、进行通信的路径，是一个或多个设备之间进行通信的路径，是一 种可被共享的传输媒介。种可被共享的传输媒介。系统总线：系统总线：连接计算机的处理器、存储器、连接计算机的处理器、存储器、I/OI/O 设备等主要功能部件的总线。设备等主要功能部件的总线。总线组成：总线组成：由多条通信线路组成，每一条线路都由多条通信线路组成，每一条线路都 能够传输二进制数能够传输二进制数“0 0”和和“1 1”。第19页，本讲稿共68页总线结构：如下图所示。总线结构：如下图所示。第20页，本讲稿共68页总线类型总线类型 数据总线（数据总线（DBDB）是传输数据的通信线路的集合体，双向总线。是传输数据的通信线路的集合体，双

12、向总线。通过通过DBDB从内存或输入设备读入数据，也可通从内存或输入设备读入数据，也可通 过过DBDB将内部数据传送给内存或输入设备。将内部数据传送给内存或输入设备。典型的数据总线有典型的数据总线有8 8条、条、1616条、条、3232条，即指数条，即指数 据总线的带宽。如：据总线的带宽。如：“奔腾奔腾”有有3232条数据线，条数据线，表示每次可以交换表示每次可以交换3232位二进制数。位二进制数。第21页，本讲稿共68页 地址总线（地址总线（DBDB）用于传送用于传送CPUCPU发出的地址信息，即指明数发出的地址信息，即指明数 据总线上的数据的源地址或目的地址，据总线上的数据的源地址或目的地

13、址，是单向总线。是单向总线。地址总线的宽度决定了地址总线的宽度决定了CPUCPU的最大寻址能的最大寻址能 力。如：假如力。如：假如CPUCPU有有2424根地址线，其最大根地址线，其最大 寻址能力为寻址能力为 16 MB 16 MB。第22页，本讲稿共68页控制总线控制总线CDCD 控制数据总线和地址总线的访问和使用，即控制数据总线和地址总线的访问和使用，即 传送控制信号、命令信号和定时信号等，通传送控制信号、命令信号和定时信号等，通 常以双向线表示。常以双向线表示。控制信号：控制信号：在系统模块间传递命令和定时信号在系统模块间传递命令和定时信号 命令信号：命令信号：指定将要执行的操作指定将要

14、执行的操作 定时信号：定时信号：指明数据信息和地址信息的有效性指明数据信息和地址信息的有效性第23页，本讲稿共68页3 3微处理器微处理器 微处理器也叫中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）,由运算器和控制器及内部寄存器组成，它是负责完成读指令、解释和执行指令的重要部件，并协调计算机有条不紊的工作，是计算机系统中必备的核心部件。Pentium Pentium 处理器处理器 Pentium III处理器 80386DX处理器Intel 8008处理器第24页，本讲稿共68页微处理器的发展微处理器的发展 CPU CPU的发展史也不过的发展史也不过3030余年，但在这

15、余年，但在这3030余年里微处理器的发余年里微处理器的发展历程却是天翻地覆的变化。从展历程却是天翻地覆的变化。从Intel 4004Intel 4004开始，到了开始，到了IntelIntel，AMDAMD，Cyrix(Cyrix(赛瑞克斯赛瑞克斯)三足鼎立，到三足鼎立，到IntelIntel一家独大，再到一家独大，再到现在现在IntelIntel和和AMDAMD分庭抗衡。时代的进步，科技的发展，分庭抗衡。时代的进步，科技的发展，CPUCPU将将向向速度更快、速度更快、6464位结构、多核心位结构、多核心方向前进。方向前进。19711971年年19811981年：年：英特尔公司先后推出了英特尔

16、公司先后推出了Intel 4004Intel 4004、80088008、80868086、80888088。1981 1981年美国年美国IBMIBM公将公将80888088芯片用于其研制的芯片用于其研制的PCPC机，电脑真正机，电脑真正走进人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。走进人们的工作和生活之中，它也标志着一个新时代的开始。第25页，本讲稿共68页19821982年年19891989年：年：英特尔公司发布了英特尔公司发布了8028680286、80386dx80386dx、8048680486。19931993年年20002000年：年：英特尔公司发布了英特尔公司发布了p

17、entium(pentium(奔腾奔腾)、pentium mmx pentium mmx 多能奔腾、多能奔腾、pentiumpentium、pentium pentium、Pentium IVPentium IV（奔腾（奔腾4 4）。）。20052005年今：年今：20052005年英特尔公司发布了内含年英特尔公司发布了内含2 2个处理个处理核心的核心的IntelIntelPentiumPentiumD D处理器登场，正式揭开处理器多处理器登场，正式揭开处理器多核时代。核时代。20062006年：年：IntelIntel在全球发布了酷睿在全球发布了酷睿2 2全系列双核全系列双核处理器产品，从真

18、正的奔腾时代，进入了酷睿时代处理器产品，从真正的奔腾时代，进入了酷睿时代(酷酷睿是英文睿是英文“Core(Core(内核内核)”的拟音的拟音)。目前，市面上的微机。目前，市面上的微机使用的使用的CPUCPU多为双核、三核、四核等。多为双核、三核、四核等。第26页，本讲稿共68页4 4存储器存储器 存储器分为内存储器和外存储器。存储器分为内存储器和外存储器。（1 1）内存储器）内存储器 内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（RAMRAM）和只读存储器（）和只读存储器（ROMROM）。）。只读存储器（只读存储器（ROMROM）ROMR

19、OM用于存放基本输入用于存放基本输入/输出系统输出系统 ROM BIOS ROM BIOS，它提供最基本的和初，它提供最基本的和初 步操作的服务，如开机自检程序、步操作的服务，如开机自检程序、装入引导程序。装入引导程序。第27页，本讲稿共68页 随机存取存储器（随机存取存储器（RAMRAM）RAMRAM是指计算机能够根据需要任意在其内部存放和是指计算机能够根据需要任意在其内部存放和取出指令和数据的内存储器。取出指令和数据的内存储器。RAMRAM是构成内存的主是构成内存的主要部分，通常所讲的内存就是指要部分，通常所讲的内存就是指RAMRAM。第28页，本讲稿共68页 高速缓冲存储器（高速缓冲存储

20、器（CacheCache）用于解决用于解决CPUCPU运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。运算速度与内存读写速度不匹配的矛盾。当当CPUCPU调用大量数据时，就可避开内存，而从缓存中调调用大量数据时，就可避开内存，而从缓存中调用，从而加快读取速度。用，从而加快读取速度。Cache Cache的读取速度比内存快，的读取速度比内存快，CacheCache的容量越大，的容量越大，可缓冲数据量就越多，计算机的整体性能就越好。可缓冲数据量就越多，计算机的整体性能就越好。Cache Cache一般分为一级一般分为一级CacheCache和二级和二级CacheCache。部分高端。部分高端CPUCPU还还具

21、有三级具有三级CacheCache，每一级缓存中所储存的全部数据都是下，每一级缓存中所储存的全部数据都是下一级缓存的一部分。一级缓存的一部分。CPUCacheRAM第29页，本讲稿共68页 （2 2）外存储器）外存储器 外存储器简称外存，计算机执行程序和加工处理数据时，外存储器简称外存，计算机执行程序和加工处理数据时，外存中的信息按信息块或信息组外存中的信息按信息块或信息组先送入内存先送入内存后才能使用。后才能使用。外存储器的速度比内存储器慢，但断电后信息不丢外存储器的速度比内存储器慢，但断电后信息不丢失，可以长期保存。失，可以长期保存。计算机常用的外存储器有硬盘、光盘、计算机常用的外存储器有

22、硬盘、光盘、U U盘、软盘。盘、软盘。目前，目前，U U盘、光盘的使用越来越普及。盘、光盘的使用越来越普及。第30页，本讲稿共68页硬盘驱动器硬盘驱动器硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝硬盘是电脑主要的存储媒介之一，由一个或者多个铝制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外面覆盖有铁磁制或者玻璃制的碟片组成。这些碟片外面覆盖有铁磁性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密性材料。绝大多数硬盘都是固定硬盘，被永久性地密封固定在硬盘驱动器中。封固定在硬盘驱动器中。第31页，本讲稿共68页硬盘的主要品牌硬盘的主要品牌希捷希捷:希捷科技是全球主要的硬盘厂商之一，主要产品希捷科技是全球主要的硬盘

23、厂商之一，主要产品包括桌面硬盘，企业用硬盘，笔记本电脑硬盘和微型硬包括桌面硬盘，企业用硬盘，笔记本电脑硬盘和微型硬盘。在硬盘厂商中希捷是历史最悠久的。盘。在硬盘厂商中希捷是历史最悠久的。西部数据西部数据:市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。市场占有率仅次于希捷。以桌面产品为主。其桌面产品有侧重高其桌面产品有侧重高IOIO性能的性能的BlackBlack系列系列(黑盘黑盘)，普通，普通的的BlueBlue系列系列(蓝盘蓝盘)，侧重低功耗低噪音的环保，侧重低功耗低噪音的环保GreenGreen系系列列(绿盘绿盘)。日立日立:第三大硬盘厂商。主要由收购的原第三大硬盘厂商。主要由收购的原IBMIBM

24、硬盘部门硬盘部门发展而来。发展而来。EMC:EMC:EMCEMC为一家美国信息存储资讯科技公司，为一家美国信息存储资讯科技公司，主要业务为主要业务为信息存储及管理产品、服务和解决方案。信息存储及管理产品、服务和解决方案。第32页，本讲稿共68页光盘存储器光盘存储器根据读写方式和容量，可分为根据读写方式和容量，可分为CD-ROMCD-ROM、CD-R/RWCD-R/RW、DVD-DVD-ROMROM等。人们习惯上将等。人们习惯上将CD-ROMCD-ROM称为光驱，称为光驱，CD-R/RWCD-R/RW称为刻称为刻录机或刻录光驱，录机或刻录光驱，DVD-ROMDVD-ROM称为称为DVDDVD光驱

25、。光驱。第33页，本讲稿共68页闪存闪存闪存作为另类移动存储设备多被应用在各种各样闪存作为另类移动存储设备多被应用在各种各样的便携设备上，如笔记本电脑、数码相机、的便携设备上，如笔记本电脑、数码相机、MP3MP3、移动电话等。移动电话等。CF卡 优盘 SONY记忆棒 第34页，本讲稿共68页键盘键盘目前常用的键盘有目前常用的键盘有101101键和键和104104键标准键盘。键标准键盘。5输入输出设备第35页，本讲稿共68页鼠标鼠标 按接受信号的不同分为有线鼠标和无线鼠标。按接受信号的不同分为有线鼠标和无线鼠标。有线鼠标大家都好理解，无线鼠标基本分为三类：有线鼠标大家都好理解，无线鼠标基本分为三

26、类：2727兆无线鼠标：兆无线鼠标：发射距离在发射距离在2 2米左右，而且信号不稳定，米左右，而且信号不稳定，相对比较低档。相对比较低档。2.4G2.4G无线鼠标：无线鼠标：发射频率在发射频率在7-157-15米，信号比较稳定。米，信号比较稳定。蓝牙鼠标：蓝牙鼠标：蓝牙鼠标是蓝牙鼠标是2.4G2.4G的一个特例，最大的特点就是的一个特例，最大的特点就是通用性，不需要蓝牙适配器，可以直接连接。通用性，不需要蓝牙适配器，可以直接连接。第36页，本讲稿共68页 按照工作原理分为：按照工作原理分为：机械（滚球）鼠标：机械（滚球）鼠标：鼠标底盖有一个滚球。当拖动鼠标时，鼠标底盖有一个滚球。当拖动鼠标时，

27、光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和光栅信号传感器产生的光电脉冲信号反映出鼠标器在垂直和水平方向的位移变化。缺点是定位不准。水平方向的位移变化。缺点是定位不准。光电鼠标：光电鼠标：其工作原理是其工作原理是LEDLED发出的光线将鼠标移动的轨迹发出的光线将鼠标移动的轨迹记录为一组连贯图像记录为一组连贯图像,通过对这些图像上特征点位置的分析，通过对这些图像上特征点位置的分析，来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。来判断鼠标的移动方向和移动距离，从而完成光标的定位。通常要垫一个专业的鼠标垫。通常要垫一个专业的鼠标垫。激光鼠标：激光鼠标：又称镭射鼠标，是一种特殊的光电鼠标

28、。又称镭射鼠标，是一种特殊的光电鼠标。第37页，本讲稿共68页扫描仪扫描仪 扫描仪是一种图像输入设备，由于它可以迅速地将扫描仪是一种图像输入设备，由于它可以迅速地将图像输入到计算机，因而成为图文通信、图像处理、模图像输入到计算机，因而成为图文通信、图像处理、模式识别、出版系统等方面的式识别、出版系统等方面的重要输入设备。按扫描方式的不同，扫描仪可分为手持重要输入设备。按扫描方式的不同，扫描仪可分为手持式、平板式、入纸式和滚筒式。式、平板式、入纸式和滚筒式。第38页，本讲稿共68页数字化仪数字化仪 数字化仪是一种图形输入设备。它可以把各种图形数字化仪是一种图形输入设备。它可以把各种图形的信息转换

29、成相应的计算机可识别数字信号，送入计算的信息转换成相应的计算机可识别数字信号，送入计算机进行机进行处理。目前常用的数字化处理。目前常用的数字化仪有数码相机、数码摄像仪有数码相机、数码摄像头等。头等。第39页，本讲稿共68页显示器显示器 目前常用的监视器有目前常用的监视器有CRTCRT（阴极射线管）监视器（阴极射线管）监视器和和LCDLCD（液晶显示器）两种。（液晶显示器）两种。第40页，本讲稿共68页打印机打印机打印机是信息输出的主要设备。常用的打印机有三类：打印机是信息输出的主要设备。常用的打印机有三类：针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，它们各有特针式打印机、喷墨打印机和激光打印机，它们各

30、有特点。点。第41页，本讲稿共68页声音卡声音卡 声音卡简称声卡，主要功能是将语音功能加入声音卡简称声卡，主要功能是将语音功能加入PCPC环境，环境，即对原声音进行采集、数字化、压缩、存储、解压和即对原声音进行采集、数字化、压缩、存储、解压和回放等处理，并提供各种声音设备的数字接口和集成回放等处理，并提供各种声音设备的数字接口和集成能力。能力。第42页，本讲稿共68页调制解调器调制解调器调制解调器（调制解调器（ModemModem）是实现计算机通信的一种外）是实现计算机通信的一种外部设备。部设备。第43页，本讲稿共68页微微型型计计算算结结构构配配置置图图 第44页，本讲稿共68页 系统软件系

31、统软件 系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。系统软件包括：度、监视和服务。系统软件包括：操作系统操作系统:系统软件的核心，它负责对计算机系统内系统软件的核心，它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。各种软、硬资源的管理、控制和监视。数据库管理系统数据库管理系统:负责对计算机系统内全部文件、资料负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。和数据的管理和共享。编译系统编译系统:负责把用户用高级语言所编写的源程序编译负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。成机器所能理解和执行的机器

32、语言。(二)微型计算机的软件系统第45页，本讲稿共68页 网络系统网络系统:负责对计算机系统的网络资源进行组织和管负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通理，使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。信。服务性程序服务性程序:也称实用程序。为增强计算机系统的服也称实用程序。为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序务功能而提供的各种程序 ，包括对用户程序的装置、连，包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。第46页，本讲稿共68页 应用软件应用软件 应用软件是指各个不同领域的用户为各自

33、的需要而开发应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序。的各种应用程序。办公应用软件：办公应用软件：微软微软OfficeOffice系统、金山系统、金山WPSWPS软件、软件、IBM IBM旗下旗下LotusLotus公司的公司的SmartsuiteSmartsuite等等 平面设计软件：平面设计软件：PhotoshopPhotoshop、CorelDRAWCorelDRAW、Freehand Freehand等。等。多媒体开发软件：多媒体开发软件：AuthorwareAuthorware、FlashFlash等。等。三维动画设计软件三维动画设计软件：3DS Max3DS

34、Max、MayaMaya等。等。辅助设计软件：辅助设计软件：AutoCADAutoCAD、Pro/EPro/E、RhinoRhino等。等。第47页，本讲稿共68页19831983年：年：国防科技大学研制出国防科技大学研制出“银河银河”亿次巨型电子计亿次巨型电子计算机。算机。19921992年年：国防科技大学研制出银河：国防科技大学研制出银河通用并行机，峰值速通用并行机，峰值速度达每秒度达每秒1010亿次。亿次。19931993年：年：曙光计算机公司研制成功曙光一号全对称共享曙光计算机公司研制成功曙光一号全对称共享存储多处理机，这是国内首次以基于超大规模集成电路存储多处理机，这是国内首次以基于

35、超大规模集成电路的通用微处理器芯片和标准的通用微处理器芯片和标准UNIXUNIX操作系统设计开发的并操作系统设计开发的并行计算机。行计算机。19951995年年：曙光公司又推出了曙光：曙光公司又推出了曙光10001000，峰值速度每秒，峰值速度每秒2525亿次浮点运算。亿次浮点运算。四、我国超级计算机的发展四、我国超级计算机的发展第48页，本讲稿共68页19971997年：年：国防科技大学研制成功银河国防科技大学研制成功银河百亿次并行计算百亿次并行计算机，峰值性能为每秒亿次浮点运算。机，峰值性能为每秒亿次浮点运算。19991999年：年：国家并行计算机工程技术研究中心研制的神威计国家并行计算机

36、工程技术研究中心研制的神威计算机，峰值运算速度达每秒算机，峰值运算速度达每秒38403840亿次。亿次。20042004年：年：由中科院计算所、曙光公司、上海超级计算中由中科院计算所、曙光公司、上海超级计算中心三方共同研发制造的曙光心三方共同研发制造的曙光4000A4000A实现了每秒实现了每秒1010万亿次万亿次运算速度。运算速度。20082008年：年：曙光曙光5000A5000A实现峰值速度实现峰值速度230230万亿次、万亿次、Linpack Linpack值值180180万亿次。万亿次。20092009年：年：天河一号诞生，峰值速度每秒天河一号诞生，峰值速度每秒12061206万亿次

37、。万亿次。我国正在研发的千万亿次高性能计算机我国正在研发的千万亿次高性能计算机“曙光曙光60006000”采采用用“混合动力混合动力”，最重要的计算部分将采用国产的八，最重要的计算部分将采用国产的八核龙芯。曙光核龙芯。曙光60006000预计在预计在20102010年研制完成。年研制完成。第49页，本讲稿共68页五、计算机操作系统五、计算机操作系统(一)操作系统的定义(四)Windows常用操作举例(二)操作系统的分类(三)操作系统的功能第50页，本讲稿共68页 操作系统是计算机系统中的一个系统软件，它管理和控制计算机系统中的硬件及软件资源，合理地组织计算机工作流程，以便有效地利用这些资源为用

38、户提供一个功能强大、使用方便的工作环境，从而在计算机与用户之间起到接口的作用。:计算机硬件与其它软件的接口:用户和计算机的接口 裸机裸机用户用户主要功能有：处理机管理 存储管理 设备管理 信息(文件)管理(一)操作系统的定义第51页，本讲稿共68页 操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。操作系统种类繁多，很难用单一标准统一分类。按机型分：按机型分：大型机、中、小型和微型机大型机、中、小型和微型机 按用户数分：按用户数分：单用户操作系统和多用户操作系统单用户操作系统和多用户操作系统 按功能特征分：按功能特征分：批处理操作系统、实时操作系统、分批处理操作系统、实时操作系统、分时操作系统。网络操

39、作系统、分布式系统。时操作系统。网络操作系统、分布式系统。(二)操作系统的分类第52页，本讲稿共68页批处理操作系统（自学）批处理操作系统（自学）用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户用户将作业交给系统操作员，系统操作员将许多用户的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中的作业组成一批作业，之后输入到计算机中，在系统中形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，形成一个自动转接的连续的作业流，然后启动操作系统，系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结系统自动、依次执行每个作业。最后由操作员将作业结果交给用户。果交给用户。批处理操作系统的特点是：批处理操作系统的特点是

40、：多道和成批处理多道和成批处理。分时操作系统（自学）分时操作系统（自学）分时操作系统中一台主机连接了若干个终端用户，分时操作系统中一台主机连接了若干个终端用户，用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用用户交互式地向系统提出命令请求，系统接受每个用户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通户的命令，采用时间片轮转方式处理服务请求，并通过交互方式在终端上向用户显示结果。每个用户轮流过交互方式在终端上向用户显示结果。每个用户轮流使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存使用一个时间片而使每个用户并不感到有别的用户存在。就像整个系统为他所独占。在。就像整个系统为他所独占。第53页，本讲稿

41、共68页实时操作系统（自学）实时操作系统（自学）是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格是指使计算机能及时响应外部事件的请求在规定的严格时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时时间内完成对该事件的处理，并控制所有实时设备和实时任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的任务协调一致地工作的操作系统。实时操作系统要追求的目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可目标是：对外部请求在严格时间范围内做出反应，有高可靠性和完整性。靠性和完整性。网络操作系统（自学）网络操作系统（自学）网络操作系统是基于计算机网络的，是在各种计算机操作系网络操作系统是基于计算机网络的，是在

42、各种计算机操作系统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通统上按网络体系结构协议标准开发的软件，包括网络管理、通信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是相互通信及资信、安全、资源共享和各种网络应用。其目标是相互通信及资源共享。在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享源共享。在其支持下，网络中的各台计算机能互相通信和共享资源。资源。第54页，本讲稿共68页分布式操作系统（自学）分布式操作系统（自学）它是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计它是为分布计算系统配置的操作系统。大量的计算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算算机通过网络被连结在一起，可以获得极高的运算能力及广

43、泛的数据共享。这种系统被称作分布式系能力及广泛的数据共享。这种系统被称作分布式系统。由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同统。由于分布计算机系统的资源分布于系统的不同计算机上，操作系统对用户的资源需求要在系统的计算机上，操作系统对用户的资源需求要在系统的各台计算机上搜索，找到所需资源后才可进行分配。各台计算机上搜索，找到所需资源后才可进行分配。它分布于系统的各台计算机上，能并行地处理用户它分布于系统的各台计算机上，能并行地处理用户的各种需求，有较强的容错能力。的各种需求，有较强的容错能力。第55页，本讲稿共68页作业管理作业管理 用户要求计算机处理某项工作称为一个作业，一个作用户要求计算机处

44、理某项工作称为一个作业，一个作业包括程序、数据以及解题的控制步骤。作业管理的任业包括程序、数据以及解题的控制步骤。作业管理的任务是为用户提供一个良好的使用系统的环境，使用户能务是为用户提供一个良好的使用系统的环境，使用户能有效地组织自己的工作流程。有效地组织自己的工作流程。进程管理进程管理 又称处理机管理，主要是对又称处理机管理，主要是对CPUCPU进行动态管理，将处理进行动态管理，将处理器交替地分配给系统内等待运行的程序。一道等待运行的器交替地分配给系统内等待运行的程序。一道等待运行的程序只有在获得了处理器后才能运行。一道程序在运行中程序只有在获得了处理器后才能运行。一道程序在运行中若遇到某

45、个事件，操作系统就要来处理相应的事件，然后若遇到某个事件，操作系统就要来处理相应的事件，然后将处理器重新分配。将处理器重新分配。(三)操作系统的功能第56页，本讲稿共68页任务管理器 当前系统进程和用户进程 Windows XPWindows XP中进程管理中进程管理第57页，本讲稿共68页存储器管理存储器管理 存储器管理是根据用户程序的要求为用户分配主存储存储器管理是根据用户程序的要求为用户分配主存储区域。当多个程序共享有限的内存资源时，操作系统就按区域。当多个程序共享有限的内存资源时，操作系统就按某种分配原则，为每个程序分配内存空间，使各用户的程某种分配原则，为每个程序分配内存空间，使各用

46、户的程序和数据彼此隔离序和数据彼此隔离(segregate)(segregate)，互不干扰，互不干扰(interfere)(interfere)及破坏；当某个用户程序工作结束时，要及时收回它所占及破坏；当某个用户程序工作结束时，要及时收回它所占的主存区域，以便再装入其它程序。另外，操作系统利用的主存区域，以便再装入其它程序。另外，操作系统利用虚拟内存技术，把内、外存结合起来，共同管理。虚拟内存技术，把内、外存结合起来，共同管理。第58页，本讲稿共68页系统属性对话框 性能选项对话框虚拟内存设置对话框 Windows XPWindows XP中存储管理中存储管理控制面板控制面板系统系统高级高级

47、第59页，本讲稿共68页设备管理设备管理设备管理负责管理计算机系统中除了中央处理机和设备管理负责管理计算机系统中除了中央处理机和主存储器以外的其它硬件资源，是系统中最具有多样主存储器以外的其它硬件资源，是系统中最具有多样性和变化性的部分，也是系统重要资源。性和变化性的部分，也是系统重要资源。一方面它提供了用户和外设的接口。用户只需通过一方面它提供了用户和外设的接口。用户只需通过键盘命令或程序向操作系统提出申请，则操作系统中键盘命令或程序向操作系统提出申请，则操作系统中设备管理程序实现外部设备的分配、启动、回收和故设备管理程序实现外部设备的分配、启动、回收和故障处理；障处理；另一方面，为了提高设

48、备的效率和利用率，操作系另一方面，为了提高设备的效率和利用率，操作系统还采取了缓冲技术和虚拟设备技术，尽可能使外设统还采取了缓冲技术和虚拟设备技术，尽可能使外设与处理器并行工作，以解决快速与处理器并行工作，以解决快速CPUCPU与慢速外设的矛与慢速外设的矛盾。盾。第60页，本讲稿共68页 设备管理器界面 添加硬件向导对话框 Windows XPWindows XP中设备管理中设备管理方法方法1 1：打开：打开“我的电脑我的电脑”，然后在，然后在“系统任务系统任务”栏里点击栏里点击“查看系统信息查看系统信息”，在弹出的，在弹出的“系统系统属性属性”菜单里选择菜单里选择“硬件硬件”，然后你就可以看

49、见，然后你就可以看见“设备管理器设备管理器”按钮了，点击就可以了。按钮了，点击就可以了。方法方法2 2：在：在“开始开始”菜单菜单-控制面板控制面板-性能和维护性能和维护-系统系统-硬件里找到。硬件里找到。第61页，本讲稿共68页文件管理文件管理 又称为信息管理。将逻辑上有完整意义的信息资源又称为信息管理。将逻辑上有完整意义的信息资源（程序和数据）以文件的形式存放在外存储器（磁盘、（程序和数据）以文件的形式存放在外存储器（磁盘、磁带）上的，并赋予一个名字，称为文件。磁带）上的，并赋予一个名字，称为文件。文件管理是操作系统对计算机系统中软件资源的文件管理是操作系统对计算机系统中软件资源的管理。通

50、常由操作系统中的文件系统来完成这一功能。管理。通常由操作系统中的文件系统来完成这一功能。文件系统是由文件、管理文件的软件和相应的数据结文件系统是由文件、管理文件的软件和相应的数据结构组成。构组成。第62页，本讲稿共68页 1.文件的概念 文件是具有名字的相关信息（数字、字符、汉字、图象、声音）的集合。当用户创建一个文件时，用户要指定文件名及文件的存储位置，例如：E:USERLX1.TXT 文件有类型之分，例如：.TXT为文本文件，.XLS为电子表格文件，.JPG为图象文件，.DOC为WORD文档文件，.MPG为电影文件，.EXE为可执行文件。Windows XPWindows XP中文件管理中