1、第一章第一章 计算机系统结构计算机系统结构 主要内容：主要内容：1.1微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构 1.2工业工业PC机介绍机介绍 1.3软件系统概述软件系统概述1.1 微型计算机的基本结构微型计算机的基本结构 目前流行的微型计算机的基本结构从外观上目前流行的微型计算机的基本结构从外观上看都是由主机、显示器、键盘、鼠标等组成。看都是由主机、显示器、键盘、鼠标等组成。主机是微型计算机的核心，主要由系统主板、主机是微型计算机的核心，主要由系统主板、CPU、内存、硬盘、光盘驱动器、显示器适、内存、硬盘、光盘驱动器、显示器适配器（显卡）、总线与接口、电源等构成，配器（显卡）、总线与接口、电
2、源等构成，如图如图1-1所示，通常被封装在主机箱内。所示，通常被封装在主机箱内。图图1-1 主机箱中的基本部件主机箱中的基本部件 1.1.1 微处理器微处理器 微处理器是微处理器是20世纪最伟大的发明之一，也称中世纪最伟大的发明之一，也称中央处理器，简称央处理器，简称CPU，它是微型计算机的核心，它是微型计算机的核心部件，它包含在一个单一芯片中。通常，微处部件，它包含在一个单一芯片中。通常，微处理器封装在一个矩形盒子中，将其插在主板上理器封装在一个矩形盒子中，将其插在主板上的的CPU插座中，通过引脚与主板相连。微处理插座中，通过引脚与主板相连。微处理器是微型计算机系统的器是微型计算机系统的“大
3、脑大脑”，它决定了微，它决定了微型计算机的档次和主要性能指标，通过它接受型计算机的档次和主要性能指标，通过它接受来自各种输入设备的数据、处理这些数据并输来自各种输入设备的数据、处理这些数据并输出结果到相应的输出设备。但不管是什么样的出结果到相应的输出设备。但不管是什么样的微处理器，其内部结构都是由控制单元、算术微处理器，其内部结构都是由控制单元、算术逻辑运算单元、寄存器组逻辑运算单元、寄存器组3个基本单元以及内个基本单元以及内部总线组成。部总线组成。1、衡量、衡量CPU的主要性能指标的主要性能指标（1）CPU字长：字长：CPU可以一次处理的二进制数据的位数。可以一次处理的二进制数据的位数。（2
4、）CPU外频：是外频：是CPU与主板之间同步运行的速度，单位是与主板之间同步运行的速度，单位是MHZ。（3）CPU主频：是主频：是CPU内核的工作频率，也称时钟频率。内核的工作频率，也称时钟频率。（4）运算速度：计算机的运算速度通常指平均运算速度，即）运算速度：计算机的运算速度通常指平均运算速度，即CPU每秒能执行多少条命令，运算速度越快，处理能力越强。每秒能执行多少条命令，运算速度越快，处理能力越强。（5）地址总线宽度：它决定了）地址总线宽度：它决定了CPU能访问内存的最大物理地址空能访问内存的最大物理地址空间。间。（6）数据总线宽度：它决定了）数据总线宽度：它决定了CPU与缓存、内存及输入
5、输出设备与缓存、内存及输入输出设备之间一次传输的信息量，它与之间一次传输的信息量，它与CPU的字长是两个不同的概念。的字长是两个不同的概念。（7）内部缓存（）内部缓存（L1 cache)：封闭在：封闭在CPU芯片内部的高速缓存，用芯片内部的高速缓存，用于暂时存储于暂时存储CPU运算时的部分指令和数据，存取速度与运算时的部分指令和数据，存取速度与CPU主主频一致，频一致，L1缓存的容量单位一般为缓存的容量单位一般为KB。2、微型计算机流行、微型计算机流行CPU简介简介 微处理器从最初发展至今已经有微处理器从最初发展至今已经有30多年的历史，这多年的历史，这期间，按照其处理信息的字长，期间，按照其
6、处理信息的字长，CPU可以分为可以分为4位微位微处理器、处理器、8位微处理器、位微处理器、16位微处理器、位微处理器、32位微处位微处理器以及理器以及64位微处理器等，可以说微型计算机的发位微处理器等，可以说微型计算机的发展是随着展是随着CPU的发展而前进的。按照的发展而前进的。按照CPU的用途可以的用途可以分为通用分为通用CPU和工业控制和工业控制CPU，微型计算机一般采用，微型计算机一般采用通用通用CPU，最具有代表性的产品当属美国英特尔公，最具有代表性的产品当属美国英特尔公司的微处理器系列，另外还有司的微处理器系列，另外还有AMD公司、公司、IBM公司、公司、Zilog（美国齐格洛）公司
7、、摩托罗拉公司、苹果公（美国齐格洛）公司、摩托罗拉公司、苹果公司等世界著名公司的微处理器产品。司等世界著名公司的微处理器产品。2、微型计算机流行、微型计算机流行CPU简介简介（1 1）Intel CPUIntel CPUPentium 4 CPUPentium 4 CPU（奔（奔4 4）酷睿酷睿Celeron CPUCeleron CPU（赛扬）（赛扬）（2 2）AMD CPUAMD CPU（美国超威）（美国超威）闪龙闪龙毒龙毒龙（3 3）中国）中国“芯芯”工程工程龙芯龙芯 1.1.2 内存储器内存储器 内存储器（简称内存）也是微型计算机的主内存储器（简称内存）也是微型计算机的主要组成部分，用
8、于存放计算机工作时所必须要组成部分，用于存放计算机工作时所必须的数据和程序代码，衡量内存的主要指标一的数据和程序代码，衡量内存的主要指标一般包括存储容量（存储容量越大，其处理数般包括存储容量（存储容量越大，其处理数据的能力就越强，运算速度一般也越快）、据的能力就越强，运算速度一般也越快）、存取速度及位存储价格等。存取速度及位存储价格等。1.1.2 内存储器内存储器 1，内存储器介绍，内存储器介绍 2，内存条，内存条 3，高速缓冲存储器，高速缓冲存储器Cache1.1.3 系统主板系统主板 系统主板也称为主板、主机板或母板。它系统主板也称为主板、主机板或母板。它是微型计算机最基本的也是最重要的部
9、件是微型计算机最基本的也是最重要的部件之一，是其他各种设备的连接载体。之一，是其他各种设备的连接载体。PC99技术规格规范了主板设计要求，提出主板技术规格规范了主板设计要求，提出主板各接口必须采用各接口必须采用有色识别标志有色识别标志，以方便用，以方便用户识别。户识别。主板从结构上可大体分为主板从结构上可大体分为AT主板、主板、ATX主板、主板、NLX主板三大类型。主板三大类型。下面以下面以ATX主板为例介绍主板上的几个主要部主板为例介绍主板上的几个主要部件，如图件，如图1-2所示。所示。1.1.3 系统主板系统主板图图1-2 主板的主要组成部件主板的主要组成部件 1、CPU插座插座主板上的主
10、板上的CPU插座是安装插座是安装CPU的基座，它是主板上的基座，它是主板上的的“王座王座”。其结构与形状取决于。其结构与形状取决于CPU的封装形的封装形式。式。CPU插座有插座有Slot和和Socket两大主流结构，目前两大主流结构，目前的主流产品一般采用的主流产品一般采用Socket结构，结构，Socket结构是一结构是一种方形多针的种方形多针的ZIF（零插拔力）插座，这种结构的（零插拔力）插座，这种结构的设计便于设计便于CPU的安装与拆卸，只要抬起插座边上的安装与拆卸，只要抬起插座边上的拉杆，就可以毫不费力插拔的拉杆，就可以毫不费力插拔CPU，拉下拉杆，拉下拉杆，CPU就被牢牢地固定在插座
11、上。就被牢牢地固定在插座上。1.1.3 系统主板系统主板2、芯片组、芯片组芯片组（芯片组（chipset）是主板的控制中枢，它是随着）是主板的控制中枢，它是随着集成电路工艺的发展以及微机结构的发展而发展集成电路工艺的发展以及微机结构的发展而发展起来的，人们将微机的大部分标准电路全部集成起来的，人们将微机的大部分标准电路全部集成到几块大规模集成电路中，便产生了芯片组的概到几块大规模集成电路中，便产生了芯片组的概念。念。芯片组作为主板的芯片组作为主板的灵魂和核心灵魂和核心，起着协调和控制，起着协调和控制数据在数据在CPU、内存和各部件之间传输的作用，主、内存和各部件之间传输的作用，主板所采用芯片的
12、型号决定了主板的主要性能和级板所采用芯片的型号决定了主板的主要性能和级别。别。3、BIOS芯片芯片BIOS（Basic Input/Output System）芯片即基本输入输）芯片即基本输入输出系统，它实际是一组程序，该程序负责主板的一些出系统，它实际是一组程序，该程序负责主板的一些最基本的输入和输出，在开机后对系统的各部件进行最基本的输入和输出，在开机后对系统的各部件进行检测和初始化。检测和初始化。BIOS一般固化在一般固化在EPROM（Erasable Programmable Read-Only Memory 可修改只读存储器）可修改只读存储器）或或EEPROM（Electricall
13、y Erasable Programmable Read-Only Memory 电子式可修改只读存储器）芯片中，在电子式可修改只读存储器）芯片中，在新型主板中也有存储在新型主板中也有存储在Flash（闪存，英文名称是（闪存，英文名称是Flash Memory，简称为，简称为Flash，属于内存器件的一，属于内存器件的一种）种）ROM芯片中。如果说芯片组是主板心脏的话，那芯片中。如果说芯片组是主板心脏的话，那么么BIOS就是主板的就是主板的大脑大脑，它告诉主板应该如何工作，它告诉主板应该如何工作，各个中断地址的使用状况，以及把一些特定的开关打各个中断地址的使用状况，以及把一些特定的开关打开等。
14、开等。4、内存插槽、内存插槽内存插槽是主板上用来安装内存条的一组长内存插槽是主板上用来安装内存条的一组长型插槽，内存条（将若干个内存芯片集中在型插槽，内存条（将若干个内存芯片集中在一块条状结构的集成电路板上）通过正反两一块条状结构的集成电路板上）通过正反两面带有的金手指与主板连接。主板所支持的面带有的金手指与主板连接。主板所支持的内存种类和容量都是由内存插槽来决定的。内存种类和容量都是由内存插槽来决定的。5、驱动器插座、驱动器插座驱动器插座指硬盘、光盘以及软盘驱动器与驱动器插座指硬盘、光盘以及软盘驱动器与主板连接的插座。硬盘、光盘驱动器一般通主板连接的插座。硬盘、光盘驱动器一般通过过80芯的专
15、用扁平电缆与主板上的芯的专用扁平电缆与主板上的IDE、EIDE或或SCSI接口连接；软盘驱动器一般也是通过接口连接；软盘驱动器一般也是通过一根扁平电缆与主板上提供的一个一根扁平电缆与主板上提供的一个34针的软针的软盘驱动器插座连接的。盘驱动器插座连接的。6、扩展槽、扩展槽主板上的扩展槽是用来扩展微型计算机功能主板上的扩展槽是用来扩展微型计算机功能的插槽，扩展槽可用来安装各种扩展卡（也的插槽，扩展槽可用来安装各种扩展卡（也叫适配卡），如显示卡、声卡、内置式叫适配卡），如显示卡、声卡、内置式Modem卡、网卡等（大部分微机已经将某些卡、网卡等（大部分微机已经将某些扩展卡集成在主板上）。目前微机主板
16、上较扩展卡集成在主板上）。目前微机主板上较为常见的扩展槽有为常见的扩展槽有PCI扩展槽和扩展槽和AGP扩展槽扩展槽。7、计算机与外部设备接口、计算机与外部设备接口外部总线通常以接口形式出现，是外部设备与计外部总线通常以接口形式出现，是外部设备与计算机连接的端口，也叫算机连接的端口，也叫I/O接口。在微机中，通接口。在微机中，通常将常将I/O接口做成接口做成I/O接口卡插在主板的接口卡插在主板的I/O扩展槽扩展槽上（如显卡、网卡）、也有的直接做在主板上的，上（如显卡、网卡）、也有的直接做在主板上的，如键盘接口、鼠标接口、串行接口、并行接口、如键盘接口、鼠标接口、串行接口、并行接口、USB接口以及
17、高档微机上的接口以及高档微机上的IEEE 1394口（俗称火口（俗称火线口）等。外部设备和主机的连接通常是通过连线口）等。外部设备和主机的连接通常是通过连接电缆将外部设备与主板上提供的外部接口连接接电缆将外部设备与主板上提供的外部接口连接起来实现的。起来实现的。外部设备接口外部设备接口 （1）键盘和鼠标接口）键盘和鼠标接口（2）串行接口）串行接口（3）并行接口）并行接口（4）USB口口（5）IEEE 1394接口接口 微型计算机内部的连接方式均采用总线（微型计算机内部的连接方式均采用总线（bus）结）结构，即各个部件之间通过一组公共的信号线连接起构，即各个部件之间通过一组公共的信号线连接起来，
18、这组信号线称为来，这组信号线称为系统总线系统总线，也就是说总线是计，也就是说总线是计算机各模块间进行信息传输的通道。算机各模块间进行信息传输的通道。1、总线的分类、总线的分类（1）片内总线，也称为）片内总线，也称为CPU总线，位于总线，位于CPU芯片内芯片内部，用于连接部，用于连接CPU内部的各功能单元。内部的各功能单元。（2）片总线，是微机主板上以）片总线，是微机主板上以CPU为核心与各部件为核心与各部件间的直接连线，是芯片一级的连接线，它是微机系间的直接连线，是芯片一级的连接线，它是微机系统的重要总线。统的重要总线。1.1.4系统总线系统总线（3）存储总线，是用来连接存储控制器和）存储总线
19、，是用来连接存储控制器和DRAM之之间的总线。间的总线。（4）系统总线，也称为）系统总线，也称为板总线板总线，用于连接微机扩，用于连接微机扩展槽上的各扩展板与系统主板之间的总线，它是微展槽上的各扩展板与系统主板之间的总线，它是微机系统最重要的一种总线。机系统最重要的一种总线。微机总线微机总线通常指的就是通常指的就是系统总线系统总线。系统总线的标准很多（如。系统总线的标准很多（如PCI、ISA、AGP），可以插接各种扩展板卡。），可以插接各种扩展板卡。（5）外部总线，也称为）外部总线，也称为通信总线通信总线，用于微机系统、，用于微机系统、微机系统之间、微机系统和外设之间的连接。常用微机系统之间、
20、微机系统和外设之间的连接。常用的外部总线有的外部总线有RS-232C串行总线、串行总线、USB总线。总线。2、系统总线、系统总线 系统总线根据传输信息的类型可分为系统总线根据传输信息的类型可分为数据总线数据总线（Data Bus，DB）、）、地址总线地址总线（Address Bus，AB）和）和控制总线控制总线（Control Bus，CB）三大类。）三大类。（1）数据总线是用于）数据总线是用于CPU与内存或与内存或I/O接口之间传输数据或指令接口之间传输数据或指令代码的信号线，数据总线是双向的，即数据可传送到代码的信号线，数据总线是双向的，即数据可传送到CPU，也可以从也可以从CPU传送到其
21、他部件。传送到其他部件。（2）地址总线是传送）地址总线是传送CPU所要访问的存储单元或所要访问的存储单元或I/O接口地址的接口地址的信号线，地址总线是单向的，通常总是将地址从信号线，地址总线是单向的，通常总是将地址从CPU传送给传送给内存储器或内存储器或I/O接口。接口。（3）控制总线传送控制器的各种控制信息，保证计算机协调正）控制总线传送控制器的各种控制信息，保证计算机协调正确地工作。确地工作。3、系统总线的性能指标、系统总线的性能指标 评价一种总线的性能指标主要有以下三个方面：评价一种总线的性能指标主要有以下三个方面：（1）总线的宽度：是指总线能同时传送的数据位数，）总线的宽度：是指总线能
22、同时传送的数据位数，其单位为位（其单位为位（bit）。）。（2）总线的工作频率：也称作总线的时钟频率，其）总线的工作频率：也称作总线的时钟频率，其单位为单位为MHz。它是影响总线传输速率的重要因素之。它是影响总线传输速率的重要因素之一。一。（3）总线的传输速率：总线上每秒钟传输的最大字）总线的传输速率：总线上每秒钟传输的最大字节数，其单位为节数，其单位为Mbit/s。4、常用的总线标准、常用的总线标准（1）ISA总线是总线是IBM开发的用于个人计算机的总线标准，开发的用于个人计算机的总线标准，数据传输宽度数据传输宽度16位，传输速率较低，主要用在位，传输速率较低，主要用在286到到486的微机
23、中，的微机中，ISA总线的扩展标准是总线的扩展标准是EISA总线，它是一种总线，它是一种32位总线、数据传输速度比位总线、数据传输速度比ISA更快。更快。（2）PCI总线是为了满足现代操作系统对系统外部设备总线是为了满足现代操作系统对系统外部设备信息吞吐量信息吞吐量“一大二快一大二快”的要求而设计的，的要求而设计的，“一大一大”是是信息量大，信息量大，“二快二快”是传输速度快。是传输速度快。Intel公司在公司在1999年年推出一个高速度的系统总线标准，其数据传输宽度推出一个高速度的系统总线标准，其数据传输宽度32位位或或64位，数据传输速率较高，是目前被广泛采用的一种位，数据传输速率较高，是
24、目前被广泛采用的一种总线。总线。（3）AGP总线是一种最新的总线类型，它比总线是一种最新的总线类型，它比PCI总线的总线的速度快速度快2倍以上，专门用于加速图像显示。倍以上，专门用于加速图像显示。中央处理器（中央处理器（CPU）和主存储器（）和主存储器（RAM）构）构成微型计算机的主体，简称成微型计算机的主体，简称主机主机。主机以外。主机以外的大部分硬件设备称为的大部分硬件设备称为外部设备外部设备，简称，简称外设外设，外设通过接口以及连接电缆与主机相连。外外设通过接口以及连接电缆与主机相连。外设通常包括输入输出设备和外部存储设备。设通常包括输入输出设备和外部存储设备。外部存储设备既可以看作是输
25、入设备，也可外部存储设备既可以看作是输入设备，也可以看作是输出设备。输入输出设备是人与计以看作是输出设备。输入输出设备是人与计算机交换信息所必需的设备，不同种类的设算机交换信息所必需的设备，不同种类的设备可以满足不同场合的需求。备可以满足不同场合的需求。1.1.5 输入输出设备输入输出设备1、常用的输入设备、常用的输入设备 输入设备是指一切能向计算机输入信息的设输入设备是指一切能向计算机输入信息的设备，微机系统中常用的输入设备有键盘、鼠备，微机系统中常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、条形码阅读器、光笔、触摸屏、标、扫描仪、条形码阅读器、光笔、触摸屏、数码摄像机、数码照相机、摄像头、麦克风数码
26、摄像机、数码照相机、摄像头、麦克风等。其中等。其中键盘键盘是微机中最常用的和必备的标是微机中最常用的和必备的标准输入设备。准输入设备。2、常用的输出设备、常用的输出设备 计算机通过输入设备将输入的数据经过一定计算机通过输入设备将输入的数据经过一定处理后，必须将处理结果转换成可以理解的处理后，必须将处理结果转换成可以理解的形式呈现给用户，这就需要输出设备才能完形式呈现给用户，这就需要输出设备才能完成。常用的输出设备主要有显示器、打印机、成。常用的输出设备主要有显示器、打印机、绘图仪、音箱等。绘图仪、音箱等。输出设备：输出设备：（1）显示器）显示器 CRT显示器显示器 LCD显示器显示器（2）显示
27、卡）显示卡（3）打印机）打印机1.2 工业工业PC机介绍机介绍 我们家庭和办公室、学校使用的我们家庭和办公室、学校使用的IBM-PC机或机或兼容机叫通用计算机，在工业控制领域还经兼容机叫通用计算机，在工业控制领域还经常使用一种叫工业控制计算机的常使用一种叫工业控制计算机的PC机，简称机，简称工控机工控机。它和后面介绍的单片机一样都是计。它和后面介绍的单片机一样都是计算机大家庭中的重要成员。它们各有特点，算机大家庭中的重要成员。它们各有特点，使用场合也不一样。通常我们把工业使用场合也不一样。通常我们把工业PC机控机控制系统俗称制系统俗称“大大”系统，而把单片机控制系系统，而把单片机控制系统叫统叫
28、“嵌入式嵌入式”控制系统。控制系统。工控机和通用计算机的区别主要有：工控机和通用计算机的区别主要有：1、在外型结构上没什么区别，但在内部芯片使用、在外型结构上没什么区别，但在内部芯片使用上差别很大上差别很大 计算机芯片可分为三个档次，即商业级、工业级计算机芯片可分为三个档次，即商业级、工业级和军品级。和军品级。商业级集成芯片的工作温度为商业级集成芯片的工作温度为070；工业级集成芯片的工作温度为；工业级集成芯片的工作温度为-4085；军品级集成芯片的工作温度为军品级集成芯片的工作温度为-55125。由于。由于工控机模板采用工控机模板采用工业级集成芯片，它的无故障工工业级集成芯片，它的无故障工作
29、时间是很长的，一般可保证十年以上。作时间是很长的，一般可保证十年以上。2、机箱采用特殊材料并密封，抗灰尘、抗震动、抗电磁、机箱采用特殊材料并密封，抗灰尘、抗震动、抗电磁干扰。干扰。工控机的操作系统和通用计算机一样，大多由用户选择，工控机的操作系统和通用计算机一样，大多由用户选择，基本上是基本上是Windows98/2000/XP等系统。但使用最多、最等系统。但使用最多、最方便的是方便的是Windows98操作系统，因为在操作系统，因为在Windows98操作操作系统以后，微软对操作系统进行了限制，普通用户对底系统以后，微软对操作系统进行了限制，普通用户对底层设备不能进行访问，就是连简单的输入输
30、出都不能。层设备不能进行访问，就是连简单的输入输出都不能。如果要进行底层设备操作必须使用专门的底层设备驱动如果要进行底层设备操作必须使用专门的底层设备驱动程序，程序，Windows98及以下操作系统可以使用叫及以下操作系统可以使用叫VxD的驱的驱动程序，动程序，Windows98和和Windows2000使用叫使用叫WDM的驱的驱动程序，给用户带来很大困难。动程序，给用户带来很大困难。1.3.1 软件系统的分类软件系统的分类 软件系统软件系统大体上可分为大体上可分为系统软件系统软件和和应用软件应用软件两大类。两大类。系统软件是面向计算机硬件系统本身的软件，可解系统软件是面向计算机硬件系统本身的
31、软件，可解决普遍性问题，是人们学习使用计算机的首要软件；决普遍性问题，是人们学习使用计算机的首要软件；而应用软件则是指面向特定问题处理的软件，可解而应用软件则是指面向特定问题处理的软件，可解决特殊性问题，应用软件是在系统软件的支持下运决特殊性问题，应用软件是在系统软件的支持下运行的。在大多数情况下，人们是通过应用软件使用行的。在大多数情况下，人们是通过应用软件使用计算机的。计算机的。1.3 软件系统概述软件系统概述1、系统软件、系统软件 系统软件是管理、控制和维护计算机资源的系统软件是管理、控制和维护计算机资源的软件。系统软件面向计算机硬件系统本身，软件。系统软件面向计算机硬件系统本身，是用来
32、扩展计算机的功能、提高计算机的工是用来扩展计算机的功能、提高计算机的工作效率、方便人们使用计算机的软件。系统作效率、方便人们使用计算机的软件。系统软件又分为两类：一类是操作系统本身，一软件又分为两类：一类是操作系统本身，一类是实用软件。系统软件通常包括操作系统、类是实用软件。系统软件通常包括操作系统、程序设计语言及语言翻译系统、工作软件及程序设计语言及语言翻译系统、工作软件及系统服务程序、数据库管理系统等。系统服务程序、数据库管理系统等。2、应用软件、应用软件 应用软件是在系统软件的基础上，人们利用计算机为解应用软件是在系统软件的基础上，人们利用计算机为解决某一应用领域中的特定问题而开发的软件
33、。应用软件决某一应用领域中的特定问题而开发的软件。应用软件运行在系统软件之上，通过系统软件访问计算机硬件资运行在系统软件之上，通过系统软件访问计算机硬件资源，也就是说应用软件的运行受到系统软件的管理和控源，也就是说应用软件的运行受到系统软件的管理和控制。应用软件一般又分为制。应用软件一般又分为通用应用软件通用应用软件和和专用应用软件专用应用软件。通用应用软件是最基本的应用软件，通常为解决某一类通用应用软件是最基本的应用软件，通常为解决某一类问题并被广泛地应用于几乎所有的应用领域而设计的软问题并被广泛地应用于几乎所有的应用领域而设计的软件。如办公应用软件件。如办公应用软件 Microsoft O
34、ffice、WPS Office、商、商业应用软件中的财务软件包、项目管理软件等。专用应业应用软件中的财务软件包、项目管理软件等。专用应用软件是专门为某一行业领域或部门而设计的软件，如用软件是专门为某一行业领域或部门而设计的软件，如铁路售票系统、人事管理系统、工资管理系统、收费系铁路售票系统、人事管理系统、工资管理系统、收费系统等。通常应用软件与专用软件之间并没有严格的界限统等。通常应用软件与专用软件之间并没有严格的界限区分。区分。3、软件系统中的几个重要概念、软件系统中的几个重要概念（1）程序）程序 简单地说，程序就是计算机来完成某些特定任务简单地说，程序就是计算机来完成某些特定任务所必须执
35、行的指令序列的集合。所必须执行的指令序列的集合。（2）程序设计语言）程序设计语言 程序设计语言也可以叫计算机语言，是人和计算程序设计语言也可以叫计算机语言，是人和计算机交互的基础。计算机程序设计语言大体可分为机交互的基础。计算机程序设计语言大体可分为低级语言（如机器语言、汇编语言）和高级语言低级语言（如机器语言、汇编语言）和高级语言（如（如C语言、语言、FORTRAN语言）。语言）。低级语言低级语言 低级语言是面向机器的语言，是早期的计算机语言，一低级语言是面向机器的语言，是早期的计算机语言，一般指机器语言和汇编语言。机器语言是计算机能够识别般指机器语言和汇编语言。机器语言是计算机能够识别的语
36、言。的语言。高级语言高级语言 如果将机器语言称为第一代语言，汇编语言称为第二代如果将机器语言称为第一代语言，汇编语言称为第二代语言，那么，高级语言就属于第三代语言。语言，那么，高级语言就属于第三代语言。高级语言又分为面向过程的高级语言（如高级语言又分为面向过程的高级语言（如FORTRAN、BASIC、C）和面向对象的高级语言（如）和面向对象的高级语言（如Visual Basic、Visual C、Visual FORTRAN、Java）。但计算机不能直接）。但计算机不能直接执行用高级语言编写的程序。执行用高级语言编写的程序。（3）语言翻译系统）语言翻译系统 语言翻译系统（程序）是一种系统软件。
37、人们用汇编语言、高级语言编语言翻译系统（程序）是一种系统软件。人们用汇编语言、高级语言编写的程序称为源程序，用机器语言编写的程序称为机器语言程序，也叫写的程序称为源程序，用机器语言编写的程序称为机器语言程序，也叫做目标程序。做目标程序。汇编语言源程序汇编系统汇编语言源程序汇编系统 汇编语言源程序汇编系统的主要作用是将人们用汇编语言编制的源程序汇编语言源程序汇编系统的主要作用是将人们用汇编语言编制的源程序翻译成等价的机器语言形式的目标程序。翻译成等价的机器语言形式的目标程序。高级语言源程序编译系统高级语言源程序编译系统 高级语言源程序编译系统的主要作用是将用高级语言编制的源程序编译高级语言源程序
38、编译系统的主要作用是将用高级语言编制的源程序编译（翻译）成等价的机器语言或汇编语言目标程序，当目标程序用汇编语（翻译）成等价的机器语言或汇编语言目标程序，当目标程序用汇编语言表示时，还要再经过一次汇编程序的加工。言表示时，还要再经过一次汇编程序的加工。高级语言源程序解释系统高级语言源程序解释系统 有些高级语言（如有些高级语言（如BASIC语言）编制的程序的翻译工作是由解释系统完成语言）编制的程序的翻译工作是由解释系统完成的。解释系统对源程序进行逐句分析，若没有错误，立即将该句翻译成的。解释系统对源程序进行逐句分析，若没有错误，立即将该句翻译成机器语言指令，并执行这些指令，若在翻译时发现错误，会
39、立即停止，机器语言指令，并执行这些指令，若在翻译时发现错误，会立即停止，报错并提醒用户更正代码。报错并提醒用户更正代码。1.3.2 常用工具软件常用工具软件 常用的工具软件是在计算机操作系统环境常用的工具软件是在计算机操作系统环境中，为了扩展和补充系统功能而设计和开中，为了扩展和补充系统功能而设计和开发的一些软件，如下载工具软件、压缩工发的一些软件，如下载工具软件、压缩工具软件、媒体播放工具软件、图像浏览工具软件、媒体播放工具软件、图像浏览工具软件、辞典工具软件、防毒工具软件、具软件、辞典工具软件、防毒工具软件、系统设置工具软件等。系统设置工具软件等。1.3.2 常用工具软件常用工具软件 1，
40、下载工具软件，下载工具软件 2，压缩与解压缩软件，压缩与解压缩软件 3，PDF文件阅读软件文件阅读软件 图图1-3 WinZip界面界面 1.微型计算机由哪些主要部件组成微型计算机由哪些主要部件组成?2.衡量衡量CPU性能的主要技术指标有哪些性能的主要技术指标有哪些?3.Intel CPU 代表产品有几种，每种技术指标有哪些代表产品有几种，每种技术指标有哪些?4.随机存储器有几种，每种技术指标有哪些随机存储器有几种，每种技术指标有哪些?5.存储器存储器Cache的作用，引入的作用，引入Cache的目的是什么？的目的是什么？6.主板从结构上分有几类，每类特点是什么？主板从结构上分有几类，每类特点
41、是什么？7.BIOS软件功能是什么？软件功能是什么？8.系统总线有几种？它们的性能指标有哪些？目前系统总线有几种？它们的性能指标有哪些？目前常用的总线是哪种？常用的总线是哪种？1.4 习题习题 9.微型计算机的外部存储设备有哪些？各有微型计算机的外部存储设备有哪些？各有什么特点？什么特点？10.微型计算机常用的输入输出设备有哪些？微型计算机常用的输入输出设备有哪些？11.工业工业PC机与通用微型计算机区别是什么？机与通用微型计算机区别是什么？12.Windows 2000以上操作系统如何实现底层以上操作系统如何实现底层设备驱动？设备驱动？13.微型计算机常用工具软件有哪些？微型计算机常用工具软
42、件有哪些？14.汇编语言和高级语言的区别是什么？汇编语言和高级语言的区别是什么？第二章第二章 数在计算机中的数在计算机中的表示表示 主要内容：主要内容：2.1 数的进制和在计算机中的表示数的进制和在计算机中的表示2.2 BCD码和二进制数的逻辑运算码和二进制数的逻辑运算2.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示 计算机在目前的信息社会中发挥的作用越来越重要，计算机在目前的信息社会中发挥的作用越来越重要，计算机的功能也得到了很大的改进，从最初的科学计算、计算机的功能也得到了很大的改进，从最初的科学计算、数值处理发展到现在的过程检测与控制、信息管理、计算数值处理发展到现在的过程检测与控制、信息管理
43、、计算机辅助系统等方面。计算机不仅仅是对数值进行处理，还机辅助系统等方面。计算机不仅仅是对数值进行处理，还要对语言、文字、图形、图像和各种符号进行处理，但因要对语言、文字、图形、图像和各种符号进行处理，但因为计算机内部只能识别为计算机内部只能识别二进制数二进制数，所以这些信息都必须经，所以这些信息都必须经过数字化处理后，才能进行存储、传送等处理。过数字化处理后，才能进行存储、传送等处理。在计算机系统中，数字和符号都是用电子元件的不同在计算机系统中，数字和符号都是用电子元件的不同状态表示的，即以状态表示的，即以高低电平高低电平表示表示。2.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示 按进位的原则进行
44、计数称为进位计数制，简称按进位的原则进行计数称为进位计数制，简称“数制数制”。在日常生活中，除。在日常生活中，除了采用十进制计数外，有时也采用别的进制来计数。例如：十二进制、六十进制了采用十进制计数外，有时也采用别的进制来计数。例如：十二进制、六十进制等。等。在进位计数制中，每个数位所用的不同的数字的个数叫做在进位计数制中，每个数位所用的不同的数字的个数叫做“基数基数”，十进，十进制由制由0，1，2，3，4，9等十个不同的数字组成，也就是说十进制的基数是等十个不同的数字组成，也就是说十进制的基数是10。十进制计数的特点是十进制计数的特点是逢十进一逢十进一。在一个十进数中，需要用到十个数字符。在
45、一个十进数中，需要用到十个数字符号号09，即十进制数中的每一位是这十个数字符号之一。一个十进制数可以用，即十进制数中的每一位是这十个数字符号之一。一个十进制数可以用位权表示。位权表示。2.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示1、位权、位权 在一个十进制数中，同一个数字符号处在不同位在一个十进制数中，同一个数字符号处在不同位置上所代表的值是不同的；一个数字符号，不管它在置上所代表的值是不同的；一个数字符号，不管它在哪一个十进制数中，只要在相同位置上，其值是相同哪一个十进制数中，只要在相同位置上，其值是相同的。的。通常称某个固定位置上的计数单位为位权。在十通常称某个固定位置上的计数单位为位权。在
46、十进制计数中，十位数位置上的位权为进制计数中，十位数位置上的位权为101，在小数点后，在小数点后第第 1位上的位权为位上的位权为10-1。例如：十进制数例如：十进制数234.13用位权表示成用位权表示成:(234.13)10=2102+3101+4100+110-1+310-22.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示2、常用的计数制、常用的计数制1）十进制数，含有）十进制数，含有0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十个基本十个基本 数字，进位是数字，进位是“逢十逢十进一进一”。通常十进制的表示形式为。通常十进制的表示形式为(152)10或或(152)D。2）二进制数。二进制只含有）二进制数
47、。二进制只含有0、1两个数字，通常二进制的表示形式为两个数字，通常二进制的表示形式为(110)2或或(110)B。例如：例如：(10.01)2 的位权表示法为：的位权表示法为：12102002-112-23）八进制数。八进制数含有）八进制数。八进制数含有0、1、2、3、4、5、6、7八个基本数字，通常八进制的八个基本数字，通常八进制的表示形式为表示形式为(152)8或或(152)O。例如：例如：(23.4)8的位权表示法为：的位权表示法为：28138048-14）十六进制数。十六进制数含有）十六进制数。十六进制数含有0-9、A、B、C、D、E、F十六个基本数字，通常十十六个基本数字，通常十六进
48、制的表示形式为六进制的表示形式为(15D)16或或(152)H。例如：例如：(A2.9)16的位权表示方法为：的位权表示方法为：101612160916-12.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示计算机采用二进制的原因计算机采用二进制的原因 1）容易实现：二进制在硬件技术上容易实现，只需）容易实现：二进制在硬件技术上容易实现，只需 两个状态。两个状态。2）运算简单：二进制运算规则简单，操作实现简便。）运算简单：二进制运算规则简单，操作实现简便。3）工作可靠：由于采用两种稳定的状态来表示数）工作可靠：由于采用两种稳定的状态来表示数 字，使数据的存储、传送和处理都变得更加可靠。字，使数据的存储、
49、传送和处理都变得更加可靠。4）逻辑判断方便。）逻辑判断方便。2.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示二进制的运算二进制的运算二进制与十进制的运算原理一致，只是在二进制运算时，二进制与十进制的运算原理一致，只是在二进制运算时，逢二进一，借一当二。逢二进一，借一当二。1）二进制加法运算法则）二进制加法运算法则00001110111102）二进制减法运算法则）二进制减法运算法则000101=1(借借1当当2)1011103）二进制乘法运算法则）二进制乘法运算法则0000101001114）二进制除法运算法则）二进制除法运算法则00（无意义）（无意义）010 10（无意义）（无意义）111 1001
50、1所以所以 1001+1010=100112.1计算机中信息的表示计算机中信息的表示二进制的加减运算，可借助于十进制数的加减运算竖式，二进制的加减运算，可借助于十进制数的加减运算竖式，即在进行两数相加时，首先写出被加数和加数，然后按照即在进行两数相加时，首先写出被加数和加数，然后按照由低位到高位的顺序，根据二进制加法运算法则把两个数由低位到高位的顺序，根据二进制加法运算法则把两个数逐位相加即可。逐位相加即可。例例2-1：求：求1001+1010=?解：解：1001 1010例例2-2：求：求1101010100？解：解：11010 10100 00110 所以所以 11010101001102
