【文章內(nèi)容簡介】 算機(jī)都有一組指令集，這組指令稱為該計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。 因此每種類型計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)都是不相同的，不同類型計(jì)算機(jī)的程序一般是不能相互公用的。 機(jī)器指令格式 操作碼 操作數(shù) 機(jī)器執(zhí)行什么操作 執(zhí)行對象（具體數(shù)、存放位置） 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 31 指令系統(tǒng)的類型 ? 數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)邏輯運(yùn)算指令、輸入輸出指令、處理機(jī)控制指令。 ? 程序（ program） ?用來完成某項(xiàng)任務(wù)由若干條指令組成的指令序列就稱為程序（ program）。計(jì)算機(jī)通過執(zhí)行程序中按一定順序安排的一條條指令，最終完成相應(yīng)的任務(wù)。計(jì)算機(jī)能完成各種任務(wù)，就是通過程序員用指令精心編制的各種程序得以實(shí)現(xiàn)的。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 32 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)部件 ? 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的硬件是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的各種實(shí)際的物理裝置的總稱。馮 諾依曼型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五個基本部分組成，如圖 17所示。 ? 硬件系統(tǒng)的五大部件之間通過總線 (bus)相互連接。計(jì)算機(jī)的總線主要有三組：數(shù)據(jù)總線 (data bus)、地址總線 (address bus)和控制總線 (control bus)，分別用以傳送數(shù)據(jù)信號、地址信號和控制信號。馮 諾依曼型計(jì)算機(jī)的各部件之間是通過總線來交換信息的。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 33 中央處理器 ? 運(yùn)算器和控制器合稱為運(yùn)算控制器或中央處理器(Central Processing Unit，簡稱 CPU)，這里的存儲器通常指主存儲器或內(nèi)存儲器（簡稱內(nèi)存）。中央處理器和主存儲器構(gòu)成計(jì)算機(jī)的主體，稱為主機(jī)；而主機(jī)以外的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備統(tǒng)稱為外部設(shè)備或外圍設(shè)備。計(jì)算機(jī)中往往還設(shè)置有如磁盤、磁帶等一類存儲器，這類存儲器叫做輔助存儲器或外存儲器（簡稱外存），外存屬于計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的外部設(shè)備。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 34 運(yùn)算控制器 ? 運(yùn)算器是處理數(shù)據(jù)的功能部件，對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算（加、減、乘、除等）和邏輯運(yùn)算（與、或、非、比較等）是運(yùn)算器的主要功能。這項(xiàng)功能由運(yùn)算器內(nèi)部的一個稱為算術(shù)邏輯單元（ Arithmetic Logical Unit簡稱 ALU）的運(yùn)算部件來完成。運(yùn)算器內(nèi)還包含有一定數(shù)目的寄存器（ register），用來實(shí)現(xiàn)暫時(shí)存放參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)和某些中間運(yùn)算結(jié)果的功能。 ? 運(yùn)算器工作時(shí)，從主存儲器讀取數(shù)據(jù)，完成運(yùn)算后，一般總是再把結(jié)果存入主存儲器，有時(shí)也可能把結(jié)果直接送到控制器的程序計(jì)數(shù)器或輸出設(shè)備，這些操作都是在控制器指揮下進(jìn)行的。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 35 控制器 ? 控制器（ control unit）的作用是控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)的工作，實(shí)現(xiàn)程序的自動執(zhí)行。 ? 控制器有程序計(jì)數(shù)器（ Program Counter，簡稱 PC），指令寄存器（ Instruction Register，簡稱 IR）和指令譯碼器（ Instruction Decoder，簡稱 ID）等組成。程序計(jì)數(shù)器用于存放即將要執(zhí)行的下一條指令的地址，指令寄存器用于存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令，指令譯碼器的功能是對指令寄存器中的指令進(jìn)行分析、解釋，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號。 ? 控制器工作時(shí)，按程序計(jì)數(shù)器指示的指令地址，從內(nèi)存中取出指令，存入指令寄存器，再由指令譯碼器譯碼產(chǎn)生該指令相應(yīng)的控制信號序列，去控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)同執(zhí)行該指令中規(guī)定的任務(wù)，實(shí)現(xiàn)該指令的全部功能，并在程序計(jì)數(shù)器中形成下一條指令的地址。控制器不斷地重復(fù)上述的工作過程。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 36 ? 內(nèi)存儲器簡稱內(nèi)存，目前一般用半導(dǎo)體集成電路組成，是一種具有記憶功能的部件，用于存儲計(jì)算機(jī)要執(zhí)行的程序和要處理的數(shù)據(jù)。內(nèi)存儲器又被稱為“主存 (Main Storage) ‖，其存取速度和容量對計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理的速度和能力有著重大影響。 ? 只讀存儲器（ Read Only Memory, ROM）和隨機(jī)存儲器（ Random Access Memory， RAM）兩類。 ROM的內(nèi)容只能讀出而不能寫入修改，寫入的內(nèi)容一般在出廠前已被固化在其中，計(jì)算機(jī)斷電后也不會丟失。ROM用于存放一些固定不變的程序和數(shù)據(jù)，如計(jì)算機(jī)的基本輸入輸出管理程序（ Basic Input/Output System, BIOS）和檢測程序等。內(nèi)存儲器中的絕大部分是 RAM, RAM的內(nèi)容可隨機(jī)讀出和寫入，但計(jì)算機(jī)斷電后 RAM中的信息也隨之丟失。 ? 內(nèi)存用字節(jié)（ Byte）作為一個存儲單元，每個字節(jié)含八個二進(jìn)制位（ bit），每個存儲單元按順序被賦予一個唯一的編號，這個編號稱為地址。 CPU可根據(jù)地址準(zhǔn)確地訪問該存儲單元，進(jìn)行存取操作。字節(jié)數(shù)可用來表示內(nèi)存容量的大小。 內(nèi)存儲器 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 37 外存儲器 ? 為了存放大量當(dāng)前不用的數(shù)據(jù)，就得采用容量大、能長久保存數(shù)據(jù)、且價(jià)格相對便宜的存儲器，即外存儲器簡稱外存。外存存取數(shù)據(jù)的速度比內(nèi)存要慢，存儲在外存上的程序和數(shù)據(jù)必須調(diào)入內(nèi)存中，才能由 CPU進(jìn)行處理。外存的存儲容量同樣是用字節(jié)（ Byte）來衡量，外存的容量從幾個 MB到幾百個GB不等。磁盤、光盤、 U盤等是常用的外部存儲器。 ? 內(nèi)存的特點(diǎn)是存儲容量小、存取速度快、單位存儲價(jià)格高，而外存的特點(diǎn)是存儲容量大、存取速度慢、單位存儲價(jià)格便宜。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 38 輸入設(shè)備 ? 輸入設(shè)備是計(jì)算機(jī)中完成數(shù)據(jù)輸入、程序和操作命令輸入等功能的裝置。輸入設(shè)備要把輸入的各種信息轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)能識別的二進(jìn)制代碼形式，送入存儲器保存。最常用的輸入設(shè)備是鍵盤（ keyboard），鼠標(biāo)也是常用的輸入設(shè)備之一。此外如條形碼閱讀器、光筆、書寫板、游戲操作桿、掃描儀、磁卡閱讀器，其它數(shù)字化儀器和設(shè)備等。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 39 輸出設(shè)備 ? 輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果以人能理解或以其它計(jì)算機(jī)能接受的形式輸出的裝置。最常見的輸出設(shè)備是陰極射線管顯示器或液晶顯示器，除此之外，常用的輸出設(shè)備還有打印機(jī)和繪圖儀，其他的數(shù)字化儀器和設(shè)備等。 ? 磁盤驅(qū)動器、光盤刻錄機(jī)等從信息傳送角度考察，也是一種輸入 /輸出設(shè)備。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 40 微型計(jì)算機(jī)的硬件組成 主機(jī) 是包含 電源 、 存儲設(shè)備 和 電路板 的機(jī)箱，其中電路板上有計(jì)算機(jī)的 主處理器 和 內(nèi)存 。 監(jiān)視器 是計(jì)算機(jī)的主要輸出設(shè)備，它將來自計(jì)算機(jī) 顯卡的電信號轉(zhuǎn)換為屏幕上的彩色亮點(diǎn)，從而形成圖像。 硬盤驅(qū)動器 一般安裝在系統(tǒng)單元內(nèi)，當(dāng)其工作時(shí)，機(jī)箱上的指示燈會亮。 軟盤驅(qū)動器 將數(shù)據(jù)寫到 軟盤 上，當(dāng)其工作時(shí)，其指示燈就亮，警告用戶此時(shí)不要取出軟盤。 CDROM和 DVD驅(qū)動器 采用激光技術(shù)從 光盤 上讀取數(shù)據(jù)。 鼠標(biāo) 是一種輸入指示設(shè)備，幫助用戶操作對象并選擇菜單項(xiàng)。 鍵盤 作為多數(shù)計(jì)算機(jī)的主要輸入設(shè)備。 聲卡 位于系統(tǒng)單元內(nèi)，提供到 揚(yáng)聲器 、麥克風(fēng) 和耳機(jī) 的連接。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 41 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng) ? 計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類，計(jì)算機(jī)軟件是包括能在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行的程序、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和說明文檔的完整集合。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 42 系統(tǒng)軟件 ? 系統(tǒng)軟件是指用來管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備，協(xié)助計(jì)算機(jī)執(zhí)行基本的操作任務(wù)的軟件。系統(tǒng)軟件主要包括操作系統(tǒng)、實(shí)用工具軟件、設(shè)備驅(qū)動程序、計(jì)算機(jī)編程語言等。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 43 操作系統(tǒng) ? 系統(tǒng)軟件的核心 ? 由它控制和支持在同一臺計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的其它程序，并管理計(jì)算機(jī)的所有硬件資源，以控制基本的輸入輸出、設(shè)備故障檢測、系統(tǒng)資源分配、存儲空間管理、系統(tǒng)安全維護(hù)等，同時(shí)提供友好的操作界面，使用戶能夠方便地使用計(jì)算機(jī)。沒有操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)被稱作裸機(jī)，裸機(jī)無法向用戶提供各項(xiàng)計(jì)算機(jī)功能。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 44 操作系統(tǒng)的五大任務(wù) ? ① 作業(yè)管理（ Job Management） ?對計(jì)算機(jī)的各項(xiàng)工作進(jìn)行協(xié)調(diào)，包括任務(wù)管理、界面管理、人機(jī)交互界面的控制等 ? ② 文件管理（ File Management） ?對計(jì)算機(jī)中以文件、文件夾、樹狀目錄結(jié)構(gòu)等形式組織起來的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，以便用戶能方便地檢索和存儲，并能對數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享和保密 ? ③ 存儲管理（ Store, Storage, Main Storage Management） ?對主存的管理 ? ④ 設(shè)備管理（ Devices Management） ?包括對輸入輸出設(shè)備的分配、啟動、運(yùn)行和回收。有了這個功能，外部設(shè)備的使用對用戶來講，變得幾乎透明，十分方便 ? ⑤ 進(jìn)程管理（ Process Management）。 ?是對 CPU執(zhí)行“時(shí)間”的管理，因?yàn)樵谝粋€“較長”時(shí)間段中，有多個程序都要在 CPU上運(yùn)行，而每一個程序在 CPU中是以“走走停?！钡臉邮奖粓?zhí)行，將 CPU合理地分配給每一個任務(wù)（程序） 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 45 實(shí)用工具軟件 ? 為用戶控制、分配和使用計(jì)算機(jī)資源提供手段 ? 操作系統(tǒng)中也包括了一部分實(shí)用工具，如對磁盤作格式化處理，拷貝文件，刪除文件，檢查硬盤的工作狀況，糾正硬盤上數(shù)據(jù)的某些錯誤 ? 用戶也可另購實(shí)用工具軟件，裝入計(jì)算機(jī)使用。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 46 設(shè)備驅(qū)動程序 ? 是協(xié)助計(jì)算機(jī)控制外圍設(shè)備的系統(tǒng)軟件，一般由外圍設(shè)備的供貨商提供。在計(jì)算機(jī)中安裝上新的外圍設(shè)備（聲卡、視頻卡、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)卡、掃描儀、打印機(jī)等）就需同時(shí)安裝對應(yīng)的設(shè)備驅(qū)動程序，以便計(jì)算機(jī)能夠?qū)@些設(shè)備進(jìn)行管理和控制。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 47 計(jì)算機(jī)編程語言 ? 程序設(shè)計(jì)語言是讓用戶用以接近英語的計(jì)算機(jī)指令描述所要完成的工作，這種用來編寫計(jì)算機(jī)程序的語言就是計(jì)算機(jī)編程語言。 ? 用計(jì)算機(jī)編程語言編寫的程序代碼必須經(jīng)過一定的處理，翻譯成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的機(jī)器語言程序，這種工具稱為“語言處理程序” ? 將編程語言編寫的程序翻譯成計(jì)算機(jī)可執(zhí)行的機(jī)器語言程序的方式有兩種，一種是編譯，另一種是解釋。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 48 應(yīng)用軟件 ? 應(yīng)用軟件是協(xié)助用戶完成一項(xiàng)特定工作的軟件。比如，生成文檔、完成計(jì)算、管理財(cái)務(wù)、生成圖片、創(chuàng)作樂曲、上網(wǎng)瀏覽、收發(fā)郵件、收發(fā)傳真、休閑娛樂等。人們?nèi)粘Ｉ?、學(xué)習(xí)、工作中使用最多的就是這類軟件，而且為了提高工作效率，人們也會自行開發(fā)設(shè)計(jì)一些滿足個人需要的應(yīng)用軟件。 計(jì)算中心編制 上海大學(xué) Shanghai University 請將手機(jī)調(diào)整到靜音狀態(tài)，自覺遵守課堂紀(jì)律 49 微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng) ? 微型計(jì)算機(jī)邏輯結(jié)構(gòu) 存 儲 器