計算機系統(tǒng)

一、發(fā)展

ENIAC，1946年，第一臺電子計算機。

EDVAC，第一臺存儲程序計算機，馮·諾依曼，“現(xiàn)代電子計算機之父”。特點：二進(jìn)制表示計算機內(nèi)部的指令和數(shù)據(jù)；預(yù)先將編好的程序和原始數(shù)據(jù)存入存儲器中，再啟動計算機工作；采用由運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成的體系結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)被稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu)。

發(fā)展階段：

第一階段，電子管

第二階段，晶體管

第三階段，中小規(guī)模集成電路

第四階段，大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路。

【練習(xí)】1.電子數(shù)字計算機ENIAC誕生于美國賓夕法尼亞大學(xué)，被廣泛認(rèn)為是世界上第一臺現(xiàn)實意義上的計算機，誕生于{20世紀(jì)40年代}。

2.在馮諾依曼型體系結(jié)構(gòu)的計算機中引進(jìn)了兩個重要概念，一個是二進(jìn)制，另一個是內(nèi)存儲程序。

3.一般使用計算機所采用的基本元器件來劃分計算機的四個發(fā)展階段。

4.現(xiàn)代微型計算機所使用的電子元器件是：大規(guī)模和超大規(guī)模。

二、系統(tǒng)

硬件、軟件系統(tǒng)；

1. 硬件系統(tǒng)：主機、外部設(shè)備。

• 主機 —— 中央處理器、內(nèi)存儲器；

① 中央處理器，即CPU。分為控制器、運算器；主要負(fù)責(zé)解釋計算機指令和處理計算機軟件中的數(shù)據(jù)，計算機系統(tǒng)的核心。

計算機系統(tǒng)的性能由CPU品質(zhì)高低決定，CPU品質(zhì)主要由主頻、字長決定。

②存儲器

（1）寄存器；用于保存計算器指令的操作數(shù)。存取速度非?？?。

（2）高速緩沖存儲器；存在于內(nèi)存CPU之間；解決了內(nèi)存與cpu速度不匹配的問題。

（3）主存儲器；即內(nèi)存。通常分為隨機存儲器RAM（一旦斷電，數(shù)據(jù)會消失且無法恢復(fù)）、只讀存儲器ROM。

（4）輔助存儲器；即外存；如：硬盤、U盤、光盤等；需調(diào)用到內(nèi)存才能用。

注：從（1）-（4）容量越來越大，處理數(shù)據(jù)的速度越慢、價格越低。

• 外部設(shè)備（外存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備）；

2.軟件系統(tǒng)：系統(tǒng)軟件、應(yīng)用軟件。

• 系統(tǒng)軟件 —— 操作系統(tǒng)、語言處理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。
• 應(yīng)用軟件 —— 信息管理軟件、輔助設(shè)計軟件、文字處理軟件。

總線：片內(nèi)總線、系統(tǒng)總線（數(shù)據(jù)總線、控制控制、地址總線）、通信總線。

【練習(xí)】1.下面四種存儲器中，存取速度最快的是：RAM。

A. 硬盤

B. RAM

C. U盤

D. CD-ROM

2.計算機存儲器ROM中的信息是：B

A,由程序臨時存入的

B,由生產(chǎn)廠家預(yù)先寫入的

C,在安裝系統(tǒng)時寫入的

D,根據(jù)用戶需求不同，由用戶隨時寫入的

三、信息的表示與存儲

存儲單位

數(shù)據(jù)的最小單位是位，用bit表示。

存儲容量的基本單位是字節(jié)，用Byte或B表示，8個二進(jìn)制位稱為一個字節(jié)。

字長：指計算機一次能處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)，如32位、64位、128位。

（從小到大排）位bit——字節(jié)B——千字節(jié)KB——兆字節(jié)MB——吉字節(jié)GB——太字節(jié)TB（1KB=1024B）

二進(jìn)制和十進(jìn)制的轉(zhuǎn)換

• 二轉(zhuǎn)十：按權(quán)展開；
• 十轉(zhuǎn)二：除二取余（從下往上取余數(shù)）；

字符編碼

最常用的是美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼，簡稱ASCII碼。通用的是7位碼，共有128個字符。（0~9數(shù)字、26個大小寫字母、其他符號）

小寫英文字母的碼比大寫英文字母的碼值大32.

控制運算符<數(shù)字<大寫<小寫。

漢字的內(nèi)碼=漢字的國際碼+（8080）H

四、操作系統(tǒng)

連續(xù)存儲管理，固定分區(qū)（易產(chǎn)生內(nèi)部碎片）、可變分區(qū)（易產(chǎn)生外部碎片）；

文件管理主要涉及 文件邏輯組織結(jié)構(gòu)、物理組織結(jié)構(gòu)、目錄結(jié)構(gòu)的管理；

文件目錄是一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用來標(biāo)識系統(tǒng)中文件及其物理地址。

I/O設(shè)備管理，即輸入、輸出。

【練習(xí)】1.下列性質(zhì)中，哪個不是分時系統(tǒng)的特征（D）

A,多路性

B,交互性

C,獨占性

D,成批性

2.分時操作系統(tǒng)通常采用{時間片輪轉(zhuǎn)}策略為用戶服務(wù)。

3.操作系統(tǒng)的兩個最主要的特征：{并發(fā)性、共享性}

4.能很好地解決“零頭”(碎片）問題的存儲管理方法是：分頁式存儲管理。

5.{分時}操作系統(tǒng)允許在一臺主機上同時連接多臺終端，多個用戶可以通過各自的終端同時交互的使用計算機。

6.本地用戶通過鍵盤登錄系統(tǒng)時，首先獲得鍵盤輸入信息的程序是{中斷處理程序 }。

7.基本的I/O設(shè)備處理程序一般處于{阻塞}狀態(tài)。

8.從用戶的觀點看，操作系統(tǒng)是用戶與計算機之間的接口。