計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教程（認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)）

了解馮?諾依曼原理

,認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)

認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

，認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的關(guān)系

任務(wù)四認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

任務(wù)概述

一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩大部分組成，

它們?nèi)魏我环讲荒苊撾x另外一方獨(dú)自發(fā)揮作用。有了硬件系統(tǒng)，軟

件系統(tǒng)才得以運(yùn)行；有了軟件系統(tǒng)，硬件系統(tǒng)才知道去做什么。

本任務(wù)主要學(xué)習(xí)硬件系統(tǒng)的分類(lèi)和軟件系統(tǒng)的組成，以及它們

之間的層次關(guān)系等。

1.了解馮?諾依曼原理

馮?諾依曼原理的基本要點(diǎn)如下：

①計(jì)算機(jī)的基本硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出

設(shè)備5大部分組成，它們之間的關(guān)系如下圖所示。

［后續(xù)］

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1.了解馮?諾依曼原理

馮?諾依曼原理的基本要點(diǎn)如下：

①計(jì)算機(jī)的基本硬件系統(tǒng)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出

設(shè)備5大部分組成。

②計(jì)算機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)編碼方式采用二進(jìn)制。

③數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，計(jì)算機(jī)在程序的控制下自動(dòng)工作。

后續(xù)1

知識(shí)窗

約翰?馮?諾依曼(1903—1957),美藉匈

牙利人，1903年生于匈牙利布達(dá)佩斯的一個(gè)銀行

家庭，是20世紀(jì)最偉大的全才之一。眾所周知，

1946年發(fā)明的電子計(jì)算機(jī)，大大促進(jìn)了科學(xué)技術(shù)

的進(jìn)步，大大促進(jìn)了社會(huì)生活的進(jìn)步。鑒于馮-

諾依曼在發(fā)明電子計(jì)算機(jī)中所起到關(guān)鍵性作用，

他被譽(yù)為“計(jì)算機(jī)之父”。

在經(jīng)濟(jì)學(xué)方面，他也有突破性成就，被譽(yù)為“博弈論之父”。在物理

學(xué)領(lǐng)域，馮?諾依曼在30年代撰寫(xiě)的《量子力學(xué)的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)》已經(jīng)被

證明對(duì)原子物理學(xué)的發(fā)展有極其重要的價(jià)值。在化學(xué)方面也有相當(dāng)?shù)?/p>

,曾獲蘇黎世高等技術(shù)學(xué)院化學(xué)系大學(xué)學(xué)位。

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2.認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)

（D運(yùn)算器與控制器|m|IKZ2JIHLI

運(yùn)算器和控制器統(tǒng)稱(chēng)為中央處理器（CPU）,是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部

件。運(yùn)算器主要完成數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，控制器用以控制

和指揮其他部件協(xié)調(diào)工作。

2.認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)

(2)存儲(chǔ)器|(1)|；(2)|；(3)

2.認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)

(2)存儲(chǔ)器|(1)|；(2)|；(3)

各種存儲(chǔ)器之間的區(qū)別如下表所示。

類(lèi)另對(duì)信息的修改斷電后信況用途

永久保存特殊專(zhuān)用信

只讀存儲(chǔ)器只讀不丟失

息、，如BIOS芯片

存放臨時(shí)程序和數(shù)據(jù)，

隨機(jī)存儲(chǔ)器可讀寫(xiě)丟失如內(nèi)存茱|

長(zhǎng)時(shí)間保存大容量的程

有些只談

外存儲(chǔ)器不丟失序和數(shù)據(jù)，如光盤(pán)、硬

有些可讀寫(xiě)

盤(pán)、移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備

［后續(xù):

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2.認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)

(2)存儲(chǔ)器|(1)||⑵||(3)|

內(nèi)存和CPU直接相連，存放當(dāng)前要運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)，其特點(diǎn)是存取

速度快，可與CPU處理速度相匹配，但價(jià)格較貴，能存放的信息量較

少。外存也稱(chēng)為輔助存儲(chǔ)器，主要用于保存暫時(shí)不用但又需要長(zhǎng)期保

存的程序和數(shù)據(jù)，存取速度相對(duì)來(lái)說(shuō)較慢，但價(jià)格便宜，可保存大容

量信息。存放在外存的程序必須調(diào)入內(nèi)存才能運(yùn)行。

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2.認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)

(3)輸入輸出設(shè)備|(1)||(2)||(3)

輸入設(shè)備是使計(jì)算機(jī)從外部獲得信息的設(shè)備，包括文字、圖像、聲

音等信息。

輸出設(shè)備用來(lái)顯示或打印計(jì)算機(jī)要輸出的結(jié)果。

任務(wù)四認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)碇狹二

3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

1軟件是指為了運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)而編制的各種程序的總稱(chēng)。

計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大部分組成。

系統(tǒng)軟件是為管理、監(jiān)控和維護(hù)計(jì)算機(jī)資源所設(shè)計(jì)的軟件，包括操作

系統(tǒng)、語(yǔ)言處理程序和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)等。

應(yīng)用軟件就是借助于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，為解決各類(lèi)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的軟件。

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任務(wù)四認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)

3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（1）操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)是管理計(jì)算機(jī)軟硬件資源的軟件。后續(xù)

操作系統(tǒng)特1點(diǎn)1

Windows系列操作系統(tǒng)是界面圖形化的操作系統(tǒng)，具有操作藺單、功能強(qiáng)大

海及支持多任務(wù)多用戶(hù)等優(yōu)點(diǎn)，隨著Windows95/98/Me/2000/XP/Vista等系列

的推出，其功能越來(lái)越完善，成為目前市場(chǎng)上首選的個(gè)人計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)

Unix操作系統(tǒng)與Windows的用戶(hù)界面和庾用習(xí)慣不同，它是使用命令運(yùn)行

的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，具有安全性高、穩(wěn)定性強(qiáng)、保密性好等優(yōu)點(diǎn).目前的產(chǎn)品

主要有IBM-AIX,SUN-Solaxis,HP-UNIX等

LinuxTH一種把Unix操作系統(tǒng)加以匍化，具有良好用尸界面的適用于個(gè)人計(jì)

算機(jī)的操作系統(tǒng)，它擁有Unix操作系統(tǒng)的全部特性和功能，其最大特點(diǎn)是源

6代碼的開(kāi)放性，所有庾用者都可以對(duì)Linux的源代碼進(jìn)行修改

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-------------------識(shí)----------------------------、

DOS是1981?1995年的個(gè)人計(jì)算機(jī)上使用的一種主要的操作系統(tǒng)

,因此稱(chēng)為PC-DOS。由微軟公司(Microsoft)開(kāi)發(fā)，又以其公司命

名為MS-DOS。

與我們現(xiàn)在使用的C：\>dir

VolumeindriueCisPCDISK

Windows操作系統(tǒng)最大UokimeSerialNumberis3143-BEFO

DirectoryofC：\

DOS<DIR>10-03-04ll：55p

的區(qū)別在于，它是命令UBDOS<DIR>10-04-0412：16a

UCDOS<DIR>10-04-0412：15a

UCDICT<DIR>10-04-0412：15a

行形式的，靠輸入命令WINDOWS<DIR>10-04-0412：19a

UB<DIR>10-04-049：3Za

6file(s)0bytes

來(lái)進(jìn)行人機(jī)對(duì)話(huà)，并通1,874,526,208bytesfree

C：\>uer

過(guò)命令的形式把指令傳MS-DOSVersion6.22

給計(jì)算機(jī)，讓計(jì)算機(jī)實(shí)

操作的。

后

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（2）語(yǔ)言處理程序

人們往往通過(guò)交互或程序兩種方式來(lái)與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交流。交互式一

般通過(guò)命令、菜單、圖標(biāo)等方式進(jìn)行操作；程序式是用某種計(jì)算機(jī)

語(yǔ)言編寫(xiě)程序，用于自動(dòng)控制計(jì)算機(jī)的操作。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言經(jīng)歷了

機(jī)器語(yǔ)言、匯編語(yǔ)言到高級(jí)語(yǔ)言3個(gè)發(fā)展階段。

?機(jī)器語(yǔ)言

機(jī)器語(yǔ)言是計(jì)算機(jī)指令代碼的集合，全部由0、1組成一個(gè)一個(gè)的

二進(jìn)制文件。最早的程序就是用機(jī)器語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，編寫(xiě)難度大、

可讀性差、不易維護(hù)，但能夠被硬件直接識(shí)別并執(zhí)行。每種計(jì)算

機(jī)都有自己特定的機(jī)器指令，不能移植到其他計(jì)算機(jī)上去執(zhí)行。

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（2）語(yǔ)言處理程序

?匯編語(yǔ)言

匯編語(yǔ)言是在機(jī)器語(yǔ)言的基礎(chǔ)之上做了改進(jìn)，即將一些二進(jìn)制指

令用有意義的英文單詞作為助記符。用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序比用

機(jī)器語(yǔ)言編寫(xiě)的程序易讀、易理解；但其編寫(xiě)的源程序不能被計(jì)

算機(jī)直接理解和執(zhí)行，必須翻譯成機(jī)器語(yǔ)言對(duì)應(yīng)的目標(biāo)程序，這

種翻譯程序被稱(chēng)為匯編程序。

匯編語(yǔ)言源程序一?目標(biāo)程序臬

L上一「

匯編程序

3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（2）語(yǔ)言處理程序

?高級(jí)語(yǔ)言4

機(jī)器語(yǔ)言和匯編語(yǔ)言都是是面向機(jī)器的低級(jí)語(yǔ)言，依賴(lài)于具體型

號(hào)的計(jì)算機(jī)，可移植性差。經(jīng)過(guò)努力，1954年，第一個(gè)完全脫離

機(jī)器硬件的高級(jí)語(yǔ)言一Fortran問(wèn)世了，相繼出現(xiàn)了Basic,

Pascal,C,VC,VB,Java等。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，高級(jí)語(yǔ)言經(jīng)歷了

從早期語(yǔ)言到結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，從面向過(guò)程到面向應(yīng)用。

高級(jí)語(yǔ)言與匯編語(yǔ)言一樣不能被機(jī)器識(shí)別，可采用編譯和解釋兩

種方式對(duì)其進(jìn)行翻譯。

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（2）語(yǔ)言處理程序

編譯方式是將源程序翻譯成目標(biāo)程序，下次執(zhí)行時(shí)不需重譯，如

Fortran、C>VB等。

高級(jí)語(yǔ)言源程序］~目標(biāo)程序結(jié)果|.

,t

編譯程序

解釋方式是解釋一句執(zhí)行一句，下次執(zhí)行時(shí)需要重譯，如Basic、

Prolog等。

高級(jí)語(yǔ)言源程序］一T執(zhí)行結(jié)果

■t

解釋程序I

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_-----------------------iR------------------------------------、

①Basic是一種廣泛使用的計(jì)算機(jī)高級(jí)語(yǔ)言，簡(jiǎn)單、易學(xué)，目前仍是

計(jì)算機(jī)入門(mén)的主要學(xué)習(xí)語(yǔ)言之一。它誕生于1964年，問(wèn)世時(shí)只有幾十

條語(yǔ)句，Microsoft公司對(duì)其做了許多改進(jìn)，推出了QuickBasic。

1991年，微軟推出了適用于Windows平臺(tái)開(kāi)發(fā)的VisualBasic1.0版

,隨后相繼推出了3.0、4.0、5.0、6.0以及.net版本。

②Java是Sun公司推出的新的一代面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計(jì)語(yǔ)言，它簡(jiǎn)單、

面向?qū)ο?，具有可移植性、安全性，適合于Internet應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)。

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._____________(^jniR-----------------------、

③早期的系統(tǒng)軟件主要是用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，它依賴(lài)于計(jì)算機(jī)硬件，其

可讀性和可移植性都很差，一般的高級(jí)語(yǔ)言又難以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件

的直接操作，C語(yǔ)言解決了這兩方面的難題，廣泛用于操作系統(tǒng)和編

譯器的開(kāi)發(fā)。

④高級(jí)語(yǔ)言的下一個(gè)發(fā)展目標(biāo)是面向應(yīng)用，只需要告訴程序你要干什

么，程序就能自動(dòng)生成算法，自動(dòng)進(jìn)行處理，這就是非過(guò)程化的程序

語(yǔ)言。

后續(xù)

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

(3)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)是在計(jì)算機(jī)上建立、使用和管理數(shù)據(jù)庫(kù)的軟件系統(tǒng),

數(shù)據(jù)庫(kù)是存儲(chǔ)、組織數(shù)據(jù)的一個(gè)倉(cāng)庫(kù)，以便用戶(hù)能方便地、高效性

，地使用數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)庫(kù)按組織結(jié)構(gòu)可分為層次型數(shù)據(jù)庫(kù)、網(wǎng)狀型數(shù)據(jù)庫(kù)和關(guān)系型

數(shù)據(jù)庫(kù)，現(xiàn)在最流行的是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，如MicrosoftAccess、

VisualFoxPro>SQLServer、Oracle是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。

［后續(xù))

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Oracle雖然都是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，但它們應(yīng)用的場(chǎng)合不同,

應(yīng)用的層次不同。

MicrosoftAccess和VisualFoxPro適合小數(shù)據(jù)量級(jí)的一般

應(yīng)用，適合初學(xué)者入門(mén)。

MySQL適用于中級(jí)以上的數(shù)據(jù)量，一般網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器

用的比較多；

SQLServer,Oracle則算是企業(yè)級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)了，支持海量數(shù)據(jù)

存儲(chǔ)及應(yīng)用，處理數(shù)據(jù)的能力及并發(fā)處理方面更加強(qiáng)大。

［后續(xù)）J

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（4）應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件就是借助于程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，為解決各類(lèi)問(wèn)題而開(kāi)發(fā)的軟件。

它的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，如科學(xué)計(jì)算、數(shù)據(jù)處理、實(shí)時(shí)控制、輔助

工作、人工智能等方面都有相應(yīng)的應(yīng)用軟件。

后續(xù)1

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

（4）應(yīng)用軟件

根據(jù)中職計(jì)算機(jī)的專(zhuān)業(yè)方向，應(yīng)掌握的各類(lèi)核心應(yīng)用軟件如下所示。

專(zhuān)業(yè)方向應(yīng)用軟件

辦公方向Word,Excel,PowerPoint

圖形圖像為1司Photoshop,Coreldraw

網(wǎng)頁(yè)方向Flash,FireWorks,Dreamweaver

多媒體方向Preroire,3DMax,Maya

|后續(xù)|

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3.認(rèn)識(shí)軟件系統(tǒng)

幫挺各種軟件像法歸類(lèi)割下表中。

(l)Premire(2)Windows(3)Flash(4)C

(5)Photoshop(6)lfriix(7)Access(8)Word

(9)Linux(10)JAVA(ll)FORTRAN(12)SQLServer

類(lèi)型軟件名稱(chēng)

操作系統(tǒng)Windows、Unix、Unix

語(yǔ)言處理程序C、JAVA、FORTRAN

數(shù)據(jù)庫(kù)出系統(tǒng)Access>SQLServer

應(yīng)用軟件Premire>Flash、Photoshop、Word

4.認(rèn)識(shí)硬件系統(tǒng)與軟件系統(tǒng)的關(guān)系

從功能實(shí)現(xiàn)上看，硬件系統(tǒng)

和軟件系統(tǒng)構(gòu)成一種層次關(guān)

系，一層層地組成計(jì)算機(jī)系

統(tǒng)，如右圖所示。

最內(nèi)層是硬件，是沒(méi)有安裝任何軟件的計(jì)算機(jī)，也稱(chēng)為裸機(jī)。與硬件直

接打交道是系統(tǒng)軟件中的操作系統(tǒng)，在操作系統(tǒng)外依次是語(yǔ)言處理程序

、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和各種應(yīng)用軟件。

硬件建立了計(jì)算機(jī)運(yùn)行的物質(zhì)基礎(chǔ)，它的檔次決定了計(jì)算機(jī)性能的高低

;而計(jì)算機(jī)能否完成某一項(xiàng)任務(wù)，取決于是否有合適的軟件。