大學(xué)信息技術(shù)基礎(chǔ)：第二章 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)-硬件與軟件

第二章計(jì)算機(jī)系統(tǒng)-硬件與軟件[本章要點(diǎn)]從歷史走向未來(lái)–計(jì)算機(jī)的發(fā)展史計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)2.1從歷史走向未來(lái)－計(jì)算機(jī)的發(fā)展史

計(jì)算機(jī)是信息處理的主要工具。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。計(jì)算機(jī)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類(lèi)。計(jì)算機(jī)軟件技術(shù)的發(fā)展將呈現(xiàn)平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、技術(shù)對(duì)象化、系統(tǒng)構(gòu)件化、產(chǎn)品領(lǐng)域化、開(kāi)發(fā)過(guò)程化、生產(chǎn)規(guī)?；?。

2.1.1現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的“史前”時(shí)代（-1946）中國(guó)東漢發(fā)明的十進(jìn)位計(jì)數(shù)法；宋朝發(fā)明了珠算盤(pán)。1617年，蘇格蘭發(fā)明家約翰·奈皮爾（JohnNapier）用骨制工具進(jìn)行除法、減法以及加法和乘法的混合運(yùn)算，發(fā)明了計(jì)算尺。1622年英格蘭的威廉·奧特雷得（WilliamOughtred）發(fā)明了滑動(dòng)計(jì)算尺?，F(xiàn)代計(jì)算機(jī)的前身是帕斯卡在1642年建造的第一臺(tái)機(jī)械式的計(jì)算機(jī)，后來(lái)，巴貝奇在1822年建造了機(jī)械式的數(shù)字微分機(jī)，這些都是在現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)誕生前，人類(lèi)創(chuàng)造計(jì)算工具的重要實(shí)踐。2.1.1現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的“史前”時(shí)代（-1946）1937年，德國(guó)的康拉德·朱斯（KonradZuse,1910-1995）建造了Z-1機(jī)電式計(jì)算機(jī)；1941年11月5日，Z-3研制成功，這是完全由程序控制的機(jī)電式計(jì)算機(jī)，全部使用繼電器，所有材料耗資25000馬克（當(dāng)時(shí)合6500美元）。1944年5月，美國(guó)哈佛大學(xué)的應(yīng)用數(shù)學(xué)教授霍華德·阿肯建成了"哈佛IBM自動(dòng)序列控制計(jì)算機(jī)"，后來(lái)稱(chēng)為"馬克1號(hào)"，它的元件還是繼電器。

2.1.2

第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)的誕生

1946年2月5日，是人類(lèi)文明歷史上的重要轉(zhuǎn)折。美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)研制出世界上第一臺(tái)真正的現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)“ENIAC"研制成功了。它用電子管代替繼電器和其他半機(jī)械式裝置，使運(yùn)行速度一下子可以提高數(shù)千倍?！癊NIAC"共用了18000多只電子管，耗電150千瓦，占地170平方米。為了給這個(gè)龐然大物散熱，專(zhuān)門(mén)為它配備了一臺(tái)重約30噸的冷卻裝置。第一臺(tái)電子數(shù)字積分計(jì)算器ENIAC1946年2月5日誕生ENIAC是美國(guó)奧伯丁武器試驗(yàn)場(chǎng)為了滿(mǎn)足計(jì)算彈道需要而研制成的。2.1.3

現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)和工作原理美國(guó)普林斯頓大學(xué)研究院的匈牙利籍科學(xué)家馮.諾依曼提出了計(jì)算機(jī)的工作原理：

“存貯程序,順序控制”他提出了現(xiàn)代電子數(shù)字計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)；主要由5部分組成：存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備。世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)“存貯程序順序控制”原理的基本內(nèi)容：(1)采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令；

(2)將程序（數(shù)據(jù)和指令序列）預(yù)先存放在主存貯器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠自動(dòng)取提取指令并執(zhí)行，循環(huán)進(jìn)行；

(3)由運(yùn)算器、存貯器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大基本部件組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并規(guī)定了這五大部件的基本功能。計(jì)算機(jī)的工作原理世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)信號(hào)系統(tǒng)10011001

10010110輸出信號(hào)：輸入信號(hào)：第一臺(tái)”存儲(chǔ)程序”計(jì)算機(jī)——EDVAC馮·諾依曼摩爾定律高登.摩爾是Intel的創(chuàng)始人之一，他于1965年提出了著名的摩爾定律：?jiǎn)挝黄椒接⒋缧酒木w管數(shù)目每過(guò)18個(gè)月就將增加一倍。1971年23002004年4200萬(wàn)個(gè)集成電路IC，是將多種電子元器件（晶體管、電阻、電容）集成到一片硅片上。集成度指單塊芯片上所容納的元件數(shù)目。2.1.4現(xiàn)代計(jì)算機(jī)發(fā)展的四個(gè)階段采用電子管計(jì)算機(jī)的第一代計(jì)算機(jī)（1946—1957）采用晶體管的第二代電子計(jì)算機(jī)（1958—1964）采用集成電路的第三代計(jì)算機(jī)（1965—1970）使用超大規(guī)模集成電路的第四代計(jì)算機(jī)（1970年至今）①第一代計(jì)算機(jī)（1946年～1957年）采用電子管作為基本元件，主存儲(chǔ)器采用汞延遲浦線，其特點(diǎn)是主存存儲(chǔ)器容量小、速度慢、機(jī)器體積大、重量大、功耗大、成本高。②第二代計(jì)算機(jī)（1958年～1964年）采用晶體管作為基本元件，主存儲(chǔ)器采用磁芯存儲(chǔ)器其特點(diǎn)是主存儲(chǔ)器容量加大、運(yùn)算速度加快、減小了體積、重量、功耗及成本，提高了計(jì)算機(jī)的可靠性。

③第三代計(jì)算機(jī)（1965年～1971年）基本電子元件是中、小規(guī)模集成電路（幾十至幾百個(gè)/mm2），其特點(diǎn)是功能進(jìn)一步增強(qiáng)，體積功耗進(jìn)一步降低。④第四代計(jì)算機(jī)（1971年至今）是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路（幾萬(wàn)至幾千萬(wàn)個(gè)/mm2），主存采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，容量大大增加，外存主要有磁盤(pán)、光盤(pán)，運(yùn)算速度可達(dá)幾億次/秒，計(jì)算機(jī)開(kāi)始向標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系列化、多元化的方向前進(jìn)。

在第四代計(jì)算機(jī)出現(xiàn)之后，計(jì)算機(jī)朝著巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化等方向發(fā)展。喬布斯APPLEII（8位機(jī)）中國(guó)的熱潮1981年，美國(guó)IBM公司推出了個(gè)人計(jì)算機(jī)PC機(jī)（16位機(jī)）

，80年代進(jìn)入中國(guó)，計(jì)算機(jī)開(kāi)始深入到工作的各個(gè)方面。TRADIC1954年，貝爾實(shí)驗(yàn)室制成了第一臺(tái)晶體管計(jì)算機(jī)——TRADIC，使計(jì)算機(jī)體積大大縮小。1957年，美國(guó)研制成功了全部使用晶體管的計(jì)算機(jī)，第二代計(jì)算機(jī)誕生了。IBM3601964年美國(guó)第一個(gè)采用集成電路，通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)IBM360系統(tǒng)研制成功。該系統(tǒng)的總設(shè)計(jì)師布魯克斯獲得了計(jì)算機(jī)界的最高榮譽(yù)－－圖靈獎(jiǎng)。銀河-Ⅱ（10億次

1992年）曙光1000（1995年200億次）發(fā)展方向之二——巨星機(jī)

【要快？要”巨“？多處理器，并行計(jì)算，矢量機(jī)】到2010年世界最快的計(jì)算機(jī)天河-1A系統(tǒng)是由國(guó)防科技大學(xué)研制的每秒可進(jìn)行2.5千萬(wàn)億次計(jì)算部分它采用了國(guó)防科技大學(xué)自主研制的“銀河飛騰－１０００”芯片，數(shù)量約占全部ＣＰＵ的七分之一。2.1.5計(jì)算機(jī)有智能嗎？---關(guān)于第五代計(jì)算機(jī)

下一代計(jì)算機(jī)，即第五代電子計(jì)算機(jī)也被稱(chēng)為“智能計(jì)算機(jī)”。究竟什么是”智能計(jì)算機(jī)”，到目前為止人們還有不同的理解圖靈1950年發(fā)表了《電腦能思考嗎》，其中提出了著名的“圖靈測(cè)試”。

圖靈測(cè)試：一個(gè)人在一間房子里，向另外一間房子里的人或機(jī)器提問(wèn)，但這個(gè)人不知道回答問(wèn)題的是人還是機(jī)器，如果這個(gè)人根本無(wú)法判斷出是人還是計(jì)算機(jī)在回答問(wèn)題，那么就可以認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)具有同人相當(dāng)?shù)闹橇Α?/p>

圖靈測(cè)試首先提出了“機(jī)器思維”這個(gè)概念，為計(jì)算機(jī)科學(xué)又開(kāi)創(chuàng)了一個(gè)新的研究領(lǐng)域（AI）。左為國(guó)際象棋世界冠軍卡斯帕羅夫右為“深藍(lán)”的現(xiàn)場(chǎng)操作者人機(jī)對(duì)弈1958:第一臺(tái)電子數(shù)字計(jì)算機(jī)DJS-11983：“銀河”-Ⅰ(1億次)1992:“銀河”-Ⅱ(10億次)1995：曙光2000-Ⅰ(200億次）1999：曙光2000-Ⅱ(1000億次)2003:曙光4000A（10萬(wàn)億次）我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展概況2.2

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。硬件系統(tǒng)主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大塊組成。軟件系統(tǒng)則是指管理計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)資源、控制計(jì)算機(jī)運(yùn)行的程序、命令、指令、數(shù)據(jù)等，廣義地說(shuō)，軟件系統(tǒng)還包括電子的和非電子的有關(guān)說(shuō)明資料,說(shuō)明書(shū)、用戶(hù)指南、操作手冊(cè)等。

2.2.1微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微型機(jī)具有體積小、重量輕、維護(hù)簡(jiǎn)單方便、價(jià)格低廉、軟件豐富和操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，特別是高檔微型機(jī)的性能已經(jīng)超過(guò)了一般小型機(jī)，數(shù)量也最多。微型機(jī)分為臺(tái)式機(jī)和便攜式兩類(lèi)。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成：幾個(gè)概念（1）CPU：中央處理器，由運(yùn)算器和控制器組成。（2）存儲(chǔ)器分為內(nèi)存（也稱(chēng)主存儲(chǔ)器）、外存。（3）總線（BUS）是計(jì)算機(jī)內(nèi)部傳輸指令、數(shù)據(jù)和各種控制信息的高速通道，是計(jì)算機(jī)硬件的一個(gè)重要組成部分。 總線又可分為數(shù)據(jù)總線、控制總線、地址總線，各司其職。（4）接口

接口，是計(jì)算機(jī)與各種設(shè)備聯(lián)接的端口。它其實(shí)是一組電氣聯(lián)接和信號(hào)交換標(biāo)準(zhǔn)。在信號(hào)中，有一部分是數(shù)據(jù)信號(hào)，其余是控制信號(hào)，它們都是為傳輸數(shù)據(jù)服務(wù)的。數(shù)據(jù)的傳輸方式基本分為兩種，一種是用一條線（或一對(duì)線）用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，這種叫串行傳輸接口。一種是用幾條線來(lái)同時(shí)傳送數(shù)據(jù)，這種叫并行傳輸接口。

（5）主機(jī)與主板：：CPU和內(nèi)存又稱(chēng)主機(jī)，而外存、輸入設(shè)備與輸出設(shè)備合稱(chēng)外部設(shè)備。主機(jī)放在主板上，主板的作用之一就是將微機(jī)的各個(gè)部件組合成一個(gè)整體。主板聯(lián)想KD7主板面板示意圖主板：又稱(chēng)母板。有CPU、內(nèi)存插槽、ROM和某些專(zhuān)用芯片、I/O擴(kuò)展槽。內(nèi)存插槽硬盤(pán)接口軟驅(qū)接口北橋芯片南橋芯片AGP插槽PCI插槽CPU插槽USB接口1——卡槽2——EDC芯片：校驗(yàn)芯片3——金手指：內(nèi)存和插槽的接觸部分4——內(nèi)存芯片5——SPD（EPROM）：存儲(chǔ)內(nèi)存的性能指標(biāo)及序列號(hào)2.2.4

內(nèi)存內(nèi)存的每個(gè)單元都有一個(gè)編號(hào)，稱(chēng)地址。CPU的尋址范圍由地址總線的根數(shù)決定。對(duì)存儲(chǔ)器的操作有:讀和寫(xiě)。寫(xiě)入新信息會(huì)覆蓋掉原信息。存儲(chǔ)器的計(jì)量單位：Byte、KB、MB、GB、TB。①內(nèi)存內(nèi)存是計(jì)算機(jī)用于直接存取程序和數(shù)據(jù)的地方，因此計(jì)算機(jī)在執(zhí)行程序前必須將程序裝入內(nèi)存中。內(nèi)存的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于外存，它速度高、但容量小、每位價(jià)格較高。主存儲(chǔ)器主要又分為：A)只讀存儲(chǔ)器（ROM

）ROM(ReadOnlyMemory)存放的內(nèi)容只能讀，不能改變或擦除，由計(jì)算機(jī)產(chǎn)商在生產(chǎn)時(shí)寫(xiě)入。B)隨機(jī)訪問(wèn)存儲(chǔ)器（RAM）RAM（RandomAccessMemory）可讀可寫(xiě)存儲(chǔ)器。目前，內(nèi)存多采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。除了ROM，還有EPROM(ErasableProgrammable可擦除可編程）、FlashROM（閃存）等

2.2.5

外存儲(chǔ)器

外存儲(chǔ)器一般有軟盤(pán)、硬盤(pán)、光盤(pán)和U盤(pán)等。軟盤(pán)與硬盤(pán)一般由磁性材料構(gòu)成?！裼脖P(pán)硬盤(pán)是由若干片硬盤(pán)片組成的盤(pán)片組，一般被固定在計(jì)算機(jī)機(jī)箱內(nèi)。與軟盤(pán)相比，硬盤(pán)的容量要大得多，存取信息的速度也快得多。目前生產(chǎn)的硬盤(pán)容量一般在40GB以上，甚至達(dá)到幾百GB。在使用硬盤(pán)時(shí)，應(yīng)保持良好的工作環(huán)境，如適宜的溫度和濕度、防塵、防震等，不要隨意拆卸。磁盤(pán)陣列RAID0,RAID1,…,RAID5非易失隨機(jī)存儲(chǔ)器NVRAM:U盤(pán)、SD卡。硬盤(pán)軟盤(pán)軟盤(pán)軟盤(pán)的一般尺寸為3.5i，容量為1.44MB。在3.5i軟盤(pán)的一個(gè)角上有一個(gè)滑動(dòng)塊，如果移動(dòng)該滑動(dòng)塊而露出一個(gè)小孔（稱(chēng)為寫(xiě)保護(hù)孔），則該軟盤(pán)上的信息只能被讀出而不能再寫(xiě)入。在使用軟盤(pán)時(shí)也應(yīng)注意防潮、防磁與防塵，并且對(duì)軟盤(pán)不要重壓與彎曲，當(dāng)軟盤(pán)在驅(qū)動(dòng)器中正在進(jìn)行讀寫(xiě)時(shí)，不要做插拔操作。存儲(chǔ)容量磁道數(shù)×扇區(qū)數(shù)×字節(jié)數(shù)/扇區(qū)×面數(shù)×磁盤(pán)片數(shù)Ex：80×18×512×2×1＝1.44MB●光盤(pán)用于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的光盤(pán)主要有3類(lèi)：只讀性光盤(pán)、一次寫(xiě)入性光盤(pán)與可擦寫(xiě)性光盤(pán)。目前在微機(jī)系統(tǒng)中使用最廣泛的是只讀性光盤(pán)。只讀性光盤(pán)（CD-ROM）只能讀出信息而不能寫(xiě)入信息。光盤(pán)上已有的信息是在制造時(shí)由廠家根據(jù)用戶(hù)要求寫(xiě)入的，寫(xiě)好后就永久保留在光盤(pán)上。CD-ROM中的信息要通過(guò)光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器才能讀取。目前，CD-ROM的存儲(chǔ)容量約為650MB，適合于存儲(chǔ)如百科全書(shū)、文獻(xiàn)資料、圖書(shū)目錄等信息量比較大的內(nèi)容。在多媒體計(jì)算機(jī)中，CD-ROM已成為基本配置。光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器是讀取光盤(pán)信息的設(shè)備。是多媒體電腦不可缺少的硬件配置。光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器主要有三種，CD?ROM、CD?R和CD?RW。CD?ROM是只讀光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器；CD?R只能寫(xiě)入一次，以后不能改寫(xiě)；CD?RW是可寫(xiě)、可讀光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。目前一些高檔機(jī)型已配置DVD驅(qū)動(dòng)器。DVD盤(pán)片的容量為4.7GB，相當(dāng)于CD?ROM光盤(pán)（650Ｍ）的7倍。光盤(pán)只讀光盤(pán)CD--ROM一次性寫(xiě)入光盤(pán)WORM可抹性光盤(pán)倍速CD:150KB/SDVD:1.3MB/S

2.2.8輸入設(shè)備

輸入設(shè)備是人們和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間進(jìn)行信息交換的主要裝置之一。計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備在不同時(shí)代是不相同的。在DOS（一種過(guò)時(shí)的操作系統(tǒng)）時(shí)代，鍵盤(pán)幾乎是唯一的輸入設(shè)備；到了Windows時(shí)代，鼠標(biāo)大行其道，成了與鍵盤(pán)并駕齊驅(qū)的重要輸入設(shè)備；到了多媒體時(shí)代，掃描儀、光筆、壓感筆、手寫(xiě)輸入板、游戲桿、語(yǔ)音輸入裝置、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝相機(jī)、光電閱讀器等都成為常用的輸入設(shè)備。

在輸入設(shè)備中，數(shù)碼相機(jī)、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、掃描儀等大多采用了一種叫CCD器件（電荷耦合器件）。這是一種半導(dǎo)體成像器件，感光芯片，相當(dāng)于傳統(tǒng)相機(jī)的膠片。當(dāng)光線或圖像射到CCD表面時(shí)，產(chǎn)生電流，轉(zhuǎn)換成數(shù)碼資料。顯示器鍵盤(pán)2.2.9輸出設(shè)備

輸出設(shè)備的作用是把計(jì)算機(jī)處理的中間結(jié)果或最終結(jié)果用人所能識(shí)別的形式(如字符、圖形、圖像、語(yǔ)音等)表示出來(lái)，它包括顯示設(shè)備、打印設(shè)備、語(yǔ)音輸出設(shè)備、圖像輸出設(shè)備等。EpsonLQ－1600型針式打印機(jī)

Canon佳能I6500噴墨打印機(jī)

HP惠普LaserJet彩色激光打印機(jī)

返回目錄小結(jié)與復(fù)習(xí)：先看主機(jī)與外設(shè)2.3計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)

2.3.1軟件的性質(zhì)及發(fā)展史

現(xiàn)在，被普遍接受的軟件定義是：計(jì)算機(jī)軟件是在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各種程序、要處理的各類(lèi)數(shù)據(jù)以及有關(guān)文檔的總稱(chēng)。其中程序是按照事先設(shè)計(jì)的功能和性能要求執(zhí)行的指令序列；數(shù)據(jù)是是程序能正常操縱信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；文檔是與程序開(kāi)發(fā)維護(hù)和使用有關(guān)的各種圖文資料。文檔是軟件的”質(zhì)”的部分，程序則是文檔代碼化的表現(xiàn)形式。相對(duì)于計(jì)算機(jī)硬件而言，軟件是計(jì)算機(jī)的無(wú)形部分，但它的作用是很大的。2.3.2

軟件系統(tǒng)的分層結(jié)構(gòu)

操作系統(tǒng)層實(shí)用軟件層應(yīng)用軟件層計(jì)算機(jī)硬件層windows98QBASICC語(yǔ)言……字（表格）處理軟件財(cái)務(wù)軟件……裸機(jī)2.3.3軟件的性質(zhì)及發(fā)展史

軟件性質(zhì)包括以下4個(gè)方面：抽象的表現(xiàn)形式手工作坊式的開(kāi)發(fā)形式維護(hù)困難復(fù)雜性和規(guī)模不斷增加2.3.3

軟件技術(shù)的進(jìn)化史

計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)理論基礎(chǔ)是圖靈于1937年提出的圖靈機(jī)模型，而現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)及實(shí)際計(jì)算模型則是來(lái)自馮.諾依曼1946年提出的“程序放入內(nèi)存，順序執(zhí)行”的思想，因此，現(xiàn)在的計(jì)算機(jī)通常被稱(chēng)為馮.諾依曼計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的發(fā)展歷程也從此正式開(kāi)始，計(jì)算機(jī)語(yǔ)言發(fā)展經(jīng)歷機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言、高級(jí)語(yǔ)言。機(jī)器語(yǔ)言：就是二進(jìn)制代碼語(yǔ)言，由0和1構(gòu)成，它是能直接被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的語(yǔ)言。

匯編語(yǔ)言：用助記符號(hào)表示二進(jìn)制代碼形式的機(jī)器語(yǔ)言。如求F0A0與6801之和的匯編語(yǔ)言程序：

MOVAX,F0A0HADDAX,6801H

匯編語(yǔ)言程序必須經(jīng)翻譯成機(jī)器語(yǔ)言才能在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行。

高級(jí)語(yǔ)言：主要的有BASIC（VisualBasic、VB.Net)C語(yǔ)言(C#，VisualC);Pascal語(yǔ)言，F(xiàn)ORTRAN語(yǔ)言等。高級(jí)語(yǔ)言程序也必須經(jīng)翻譯成機(jī)器語(yǔ)言才能被計(jì)算機(jī)識(shí)別與執(zhí)行。

將高級(jí)語(yǔ)言翻譯成機(jī)器語(yǔ)言有兩種方法編譯是將用高級(jí)語(yǔ)言編寫(xiě)的源程序整個(gè)翻譯成目標(biāo)程序，然后將目標(biāo)程序交給計(jì)算機(jī)運(yùn)行。編譯過(guò)程由編譯自動(dòng)完成。

解釋是對(duì)用高級(jí)言編寫(xiě)的源程序逐句進(jìn)行分析，邊解釋、邊執(zhí)行并立即得到運(yùn)行結(jié)果。解釋過(guò)程由解釋程序自動(dòng)完成。

第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言(Fourth－GenerationLanguage,以下簡(jiǎn)稱(chēng)4GL)，這一類(lèi)語(yǔ)言由于具有“面向問(wèn)題”、“非過(guò)程化程度高”等特點(diǎn)，向用戶(hù)提供了功能強(qiáng)大的非過(guò)程化問(wèn)題定義手段，用戶(hù)只需告知系統(tǒng)做什么，而無(wú)需說(shuō)明怎么做，因此可大大提高軟件生產(chǎn)率。一般認(rèn)為4GL具有簡(jiǎn)單易學(xué)，用戶(hù)界面良好，非過(guò)程化程度高，面向問(wèn)題，只需告知計(jì)算機(jī)“做什么”，而不必告知計(jì)算機(jī)“怎么做”，目前4GL主要面向基于數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的領(lǐng)域，我們將在第五章中學(xué)習(xí)SQL語(yǔ)言。

蓋茨出生于1955年，1973年考進(jìn)哈佛大學(xué).在校期間為第一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)MITSAltair開(kāi)發(fā)了BASIC編程語(yǔ)言的一個(gè)版本。大三蓋茨離開(kāi)哈佛并把全身心投入到自己創(chuàng)建的微軟公司中。目前比爾.蓋茨是微軟公司主席和首席軟件架構(gòu)師。微軟公司在個(gè)人計(jì)算和商業(yè)計(jì)算軟件、服務(wù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)方面都是全球范圍內(nèi)的領(lǐng)導(dǎo)者。目前微軟公司的收入達(dá)300億美元，在78個(gè)國(guó)家和地區(qū)開(kāi)展業(yè)務(wù)，全球的員工總數(shù)超過(guò)50,000人。比爾蓋茨

軟件技術(shù)發(fā)展的中期（20世紀(jì)80年代）AppleLisa、Macintosh（Apple公司）－－1983年

Windows1.0（Microsoft公司首次引入GUI界面－－1985年Windows2.1（增加層疊、多任務(wù)虛擬機(jī)技術(shù)）－－1987年Windows3.0（Windows386增強(qiáng)模式）1990年Windows3.11992年Windows3.21993年Windows95支持PnP技術(shù)1995年Windows98Windows95的升級(jí)版1998年Windows20002000年WindowsmeWindosXPWindows2003

這一時(shí)期形成了OOA、OOD、OOP完整的軟件開(kāi)發(fā)方法2.3.2軟件技術(shù)的進(jìn)化史

網(wǎng)絡(luò)計(jì)算時(shí)代的開(kāi)始（20世紀(jì)90年代至今）C/S模式(Client/Server客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器）。B/S模式（Browser/Server瀏覽器和服務(wù)器）

C/S模式：這種結(jié)構(gòu)由兩部分組成，即客戶(hù)機(jī)和服務(wù)器，當(dāng)信息系統(tǒng)的用戶(hù)向系統(tǒng)提出請(qǐng)求時(shí)，如果客戶(hù)機(jī)可以滿(mǎn)足請(qǐng)求就直接將結(jié)果反饋給用戶(hù)，否則，就將用戶(hù)的請(qǐng)求提交給服務(wù)器來(lái)處理。服務(wù)器在后臺(tái)對(duì)用戶(hù)的請(qǐng)求進(jìn)行處理，然后把結(jié)果返回給客戶(hù)機(jī)，客戶(hù)機(jī)再將其顯示給用戶(hù)。

C/S模式的優(yōu)點(diǎn)是許多重要的資源都存儲(chǔ)在服務(wù)器上，可以保證數(shù)據(jù)的完整性和一致性缺點(diǎn)是：開(kāi)發(fā)和維護(hù)成本高。隨著C/S軟件的不斷升級(jí)，也對(duì)硬件不斷提出要求，造成開(kāi)發(fā)成本高的后果。同時(shí)，由于每個(gè)客戶(hù)機(jī)都需要安裝相應(yīng)的應(yīng)用程序，在系統(tǒng)升級(jí)或維護(hù)時(shí)，每個(gè)客戶(hù)機(jī)都要更新，日常工作比較繁瑣。兼容性差較難推廣B/S模式以WEB技術(shù)為基礎(chǔ)，隨著Internet的發(fā)展，這種模式越來(lái)越多地被應(yīng)用于大型的信息系統(tǒng)中。B/S模式的結(jié)構(gòu)。B/S模式由瀏覽器、WEB服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器三部分組成。這種結(jié)構(gòu)的核心是WEB服務(wù)器，它的工作主要是接受遠(yuǎn)程或本地的查詢(xún)請(qǐng)求，然后到數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器去獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)，并把結(jié)果以HTML以及各種頁(yè)面描述語(yǔ)言的形式傳送給用戶(hù)。用戶(hù)使用一個(gè)瀏覽器來(lái)提交請(qǐng)求和獲得結(jié)果，而不再需要各種各樣的應(yīng)用軟件

優(yōu)點(diǎn)：對(duì)客戶(hù)端要求低?？蛻?hù)端只需要安裝瀏覽器，用戶(hù)只要會(huì)使用瀏覽器軟件就可以上網(wǎng)操作，對(duì)用戶(hù)的培訓(xùn)非常簡(jiǎn)單。維護(hù)費(fèi)用低。由于客戶(hù)端只是一個(gè)瀏覽器方便地接入Internet2.3.4操作系統(tǒng)

系統(tǒng)軟件是直接控制計(jì)算機(jī)和管理計(jì)算機(jī)硬件和軟件資源，合理組織計(jì)算機(jī)工作流程，以及方便用戶(hù)的軟件集合。計(jì)算機(jī)用戶(hù)操作系統(tǒng)DOS操作系統(tǒng)Windows操作系統(tǒng)UNIX2.3.4操作系統(tǒng)（OSOperatingSystem,簡(jiǎn)稱(chēng)OS）

操作系統(tǒng)的五大功能：

處理器的管理存儲(chǔ)管理（內(nèi)存管理）設(shè)備管理文件管理進(jìn)程及作業(yè)管理返回目錄

處理器管理主要解決對(duì)對(duì)處理器（CPU）的分配調(diào)度策略、分配實(shí)施和資源加收等問(wèn)題的管理。中斷處理:中斷指CPU對(duì)系統(tǒng)發(fā)生的某個(gè)事件做出的一種反應(yīng)，即CPU暫停正在執(zhí)行的程序，保留現(xiàn)場(chǎng)，自動(dòng)轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)的程序，處理完成后返回“斷點(diǎn)”繼續(xù)執(zhí)行被打斷的程序。硬件負(fù)責(zé)捕捉中斷事件并產(chǎn)生中斷信號(hào)。

進(jìn)程與作業(yè)管理

（1）進(jìn)程概念：進(jìn)程是正在運(yùn)行的程序。每運(yùn)行一個(gè)程序，就啟動(dòng)了一個(gè)進(jìn)程。windows是單用戶(hù)多任務(wù)操作系統(tǒng)。即同時(shí)可以運(yùn)行多個(gè)程序，所以，某個(gè)時(shí)刻可能有多個(gè)進(jìn)程。實(shí)例操作：查看計(jì)算機(jī)的進(jìn)程：運(yùn)行任務(wù)管理器，可以看到記事本、畫(huà)圖程序的進(jìn)程。進(jìn)程有三個(gè)狀態(tài)：就緒態(tài)：進(jìn)程已具備運(yùn)行條件，但CPU被其他進(jìn)程占用，只能等待分配CPU執(zhí)行態(tài)：當(dāng)前進(jìn)程已分配到CPU，程序正在運(yùn)行。等待態(tài)：因等待某件事件發(fā)生而暫不能運(yùn)行。操作系統(tǒng)通過(guò)進(jìn)程控制塊PCB對(duì)進(jìn)程進(jìn)行管理和控制。PCB中記錄了進(jìn)程的狀態(tài)、優(yōu)行級(jí)、CPU使用時(shí)間等詳細(xì)信息。(2)線程概念：線程是CPU中運(yùn)行的最小單位。在Windows

98/NT下，每個(gè)進(jìn)程可以啟動(dòng)幾個(gè)線程，比如每下載一個(gè)文件可以單獨(dú)開(kāi)一個(gè)線程。進(jìn)程與線程的關(guān)系：一個(gè)進(jìn)程可以有多個(gè)線程，但一個(gè)線程只能屬于一個(gè)進(jìn)程。

處理器調(diào)度歸結(jié)為對(duì)進(jìn)程與線程的管理。

存儲(chǔ)器管理主要管理內(nèi)存資源，根據(jù)用戶(hù)程序的要求給它分配內(nèi)存，保護(hù)用戶(hù)存放在內(nèi)存中的程序和數(shù)據(jù)不被破壞，同時(shí)存儲(chǔ)管理還解決內(nèi)存的擴(kuò)充問(wèn)題。

虛擬存儲(chǔ)器是由操作系統(tǒng)提供的一個(gè)將硬盤(pán)上的一塊空間映射為存儲(chǔ)器，達(dá)到擴(kuò)大內(nèi)存的目的。

設(shè)備管理是指對(duì)所有外部設(shè)備的管理。它是操作系統(tǒng)中用戶(hù)和外部設(shè)備之間的接口，主要負(fù)責(zé)分配、回收外部設(shè)備及控制外部設(shè)備的運(yùn)行。

文件管理是操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中軟件資源的管理，通常由操作系統(tǒng)中的文件系統(tǒng)不定期完成這一功能，支持文件的存儲(chǔ)、檢索和修改等操作，解決文件的共享、保密和保護(hù)問(wèn)題。文件：是在邏輯上具有完整意義并賦有名稱(chēng)的信息集合體?？梢允浅绦?，數(shù)據(jù)，文字材料、圖片等。文件管理實(shí)現(xiàn)文件的建立、讀寫(xiě)、修改、共享和保護(hù)等操作，還負(fù)責(zé)完成對(duì)文件的按名存取和進(jìn)行存取控制。對(duì)文件的管理采用文件夾、樹(shù)形結(jié)構(gòu)，如資源管理器的管理方式。

2.3.4.6操作系統(tǒng)的分類(lèi)按照系統(tǒng)功能進(jìn)行分類(lèi)（1）單用戶(hù)單任務(wù)操作系統(tǒng)如早期的DOS（2）單用戶(hù)多任務(wù)如windows98/2000/xp（3）多用戶(hù)多任務(wù)如Unix,Linux等(4)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)如Unix,WindowsNT(5)分時(shí)操作系統(tǒng)（6）實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)等2.3.5應(yīng)用軟件指用于解決各種不同具體應(yīng)用問(wèn)題的專(zhuān)門(mén)軟件，也可以是用戶(hù)自己開(kāi)發(fā)的程序。如字表處理軟件、圖形圖像處理軟件、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件等。如：字表處理軟件Word、Excel圖形圖像軟件Flash、CAD、Photoshop網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用軟件InternetExplorer、OutlookExpress數(shù)據(jù)庫(kù)軟件MSSQLServer2000、Oracle、VisualfoxPro科學(xué)和工程計(jì)算軟件MALTAB等課堂思考題世界上第一臺(tái)電子計(jì)算機(jī)ENIAC誕生于上世紀(jì)()年代。

A)

30

B)

40

C)

50

D)

60

第四代計(jì)算機(jī)采用的基本電子器件是（

）。

A)

電子管

B)

晶體管

C)

集成電路

D)

大規(guī)模集成電路“存儲(chǔ)程序原理”的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)基本結(jié)構(gòu)又稱(chēng)為()體系結(jié)構(gòu)。

A)香農(nóng)B）圖靈C）馮.諾依曼D）摩爾

微處理器由主要包括運(yùn)算器、控制器和（

）等部件。

A)

寄存器

B)

存儲(chǔ)器

C)

加法器

D)

邏輯運(yùn)算器

下列設(shè)備中不屬于輸入設(shè)備的是（

）。

A)

鍵盤(pán)

B)

鼠標(biāo)

C)

掃描儀D)

繪圖儀

下面設(shè)備中不包括CCD（電耦合器件）的設(shè)備是（

）。

A)

數(shù)碼相機(jī)

B)

數(shù)碼攝像機(jī)

C)

掃描儀

D)

顯示器

下面關(guān)于軟件性質(zhì)的描述中，正確的是（

）。

A)

由于軟件在使用過(guò)程中存在磨損和老化，所以軟件會(huì)被淘汰。

B)

計(jì)算機(jī)軟件就是在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的各種程序的集合。

C)

D