最新第四章__计算机系统基础知识知识讲解
计算机应用基础第四章
计算机应用基础第四章计算机应用基础课程的第四章主要介绍计算机的操作系统、文件管理和数据安全等相关内容。
本章将为读者详细阐述这些概念和技术，并提供相应的案例和实践操作，以帮助读者更好地理解和应用这些知识。
一、操作系统的作用与分类操作系统是计算机系统中的核心软件之一，它负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供一个可靠、高效的工作环境。
操作系统的分类主要有批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等。
1. 批处理系统批处理系统是一种执行预先定义的一系列任务的操作系统。
它可以按照用户事先编写好的脚本或命令文件，自动完成一系列程序的执行。
这种系统适用于不需要用户交互的大规模计算任务，能够提高计算机的工作效率和资源利用率。
2. 分时系统分时系统是一种可以同时为多个用户提供服务的操作系统。
它通过交替地为每个用户分配任务的时间片，使得每个用户都感觉到自己在独占计算机。
这种系统适用于多用户同时访问的场景，如大型服务器、超级计算机等。
3. 实时系统实时系统是一种对时间敏感的操作系统。
它要求任务能够按照预定的时间要求完成，并能够保证任务的可靠性和准确性。
实时系统广泛应用于航空航天、军事控制、医疗设备等领域，对任务的响应速度和可靠性要求非常高。
4. 网络操作系统网络操作系统是一种在计算机网络环境下使用的操作系统。
它支持多台计算机之间的数据传输、资源共享和通信等功能。
网络操作系统能够有效地协调和管理网络中的各个节点，提供高效可靠的网络服务。
二、文件管理与存储结构文件管理是操作系统的重要功能之一，它负责对文件进行创建、读取、写入、删除等操作，并管理文件的组织结构和存储空间的分配。
文件存储结构主要包括顺序文件、索引文件和散列文件等。
1. 顺序文件顺序文件是将数据按照顺序存放在存储介质上的文件。
它的读写操作是按照存放顺序依次进行的，适用于顺序访问文件中的数据。
顺序文件的特点是存取速度较快，但插入和删除操作较为麻烦。
大学计算机基础第4章操作系统基础精品PPT课件
4.1.2 操作系统的发展历史
1. 人工操作
•工作方式 用户：用户既是程序员，又是操作员；用户是计算机专业人员； 编程语言：机器语言； 输入输出：纸带或卡片；
•计算机的工作特点 计算机的全部资源（CPU、内存、外部设备等）由一个用户独占。 CPU等待用户：计算前，手工装入纸带或卡片；计算完成后，手工
使用。
“分时”的含义是多个用户或程序分时共享硬件和软件资源，每个
用户或程序在属于自己的时间片内使用计算机，依次轮转。
多个用户分时：允许多个应用程序同时在内存中，分别服务于不同的
用户。有用户输入时由CPU执行，处理完一次用户输入后程序暂停，
等待下一次用户输入。
时间片分配：各个程序在CPU上执行的轮换时间。
实时操作系统
网络操作系统
分布式操作系统
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4.1.4 操作系统的特征
• 并发性 两个或两个以上的事件在同一时间间隔中发生.
• 共享性 多个并发执行的程序可以共同使用系统的资源.
• 虚拟性 通过虚拟技术把一个物理设备虚拟为多个逻辑设备.
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4.2 操作系统的功能
用户
应用程序 操作系统
卸取纸带或卡片；CPU利用率低； •缺点：
计算机的高处理速度与手工操作的慢速度成为矛盾; CPU和输入输出设备的工作串行进行，计算机工作效率很低。
4
手工操作阶段
手工操作阶段（无操作系统）
作业
程序 数据 作业说明
输入 设备
主机
输出 设备
计算 结果
10分钟
1分钟
10分钟
CPU利用率 = 1/21 < 5%
计算机系统原理基础知识导读
计算机系统原理基础知识导读计算机系统原理是计算机科学和技术的基础学科之一，涉及计算机硬件、操作系统、计算机网络等方面的知识。
本文将给您介绍计算机系统原理的基础知识，帮助您了解计算机系统的组成和工作原理。
一、计算机系统的组成计算机系统是由硬件和软件两部分组成的。
其中硬件包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备等，软件包括操作系统、应用软件等。
计算机系统的核心是中央处理器，它是计算机的控制中心，负责执行指令和处理数据。
二、计算机系统的工作原理1. 指令的执行计算机系统通过执行指令来完成各种任务。
指令由操作码和操作数组成，操作码表示要执行的操作，操作数表示要操作的数据。
中央处理器根据指令的操作码执行相应的操作，并根据操作结果更新数据。
2. 存储器的使用计算机系统使用存储器来存储指令和数据。
存储器分为主存和辅助存储器，主存用于存储当前执行的指令和数据，辅助存储器用于存储大容量的数据和程序。
存储器的读写速度决定了计算机系统的性能。
3. 输入输出设备的控制计算机系统通过输入输出设备与外部环境进行交互。
输入设备用于将外部数据输入到计算机系统，输出设备用于将计算机系统的结果输出到外部。
中央处理器通过输入输出接口控制输入输出设备的工作。
4. 操作系统的作用操作系统是计算机系统的核心软件，它负责管理和控制计算机系统的资源。
操作系统提供了各种服务，如进程管理、文件管理、内存管理等。
它使得计算机系统能够高效地运行各种应用程序。
三、计算机系统的性能参数计算机系统的性能可以通过各种参数来衡量。
常用的性能参数包括处理器的主频、存储器的容量和带宽、硬盘的转速和缓存等。
性能参数决定了计算机系统的运行速度和效率。
四、计算机系统的发展趋势计算机系统在不断发展演进中，有几个主要的趋势：1. 小型化和集成化：计算机系统正朝着体积更小、性能更强的方向发展，芯片集成度越来越高，能耗越来越低。
2. 并行化和分布式：并行计算和分布式计算成为了发展趋势，可以提高计算机系统的运算速度和效率。
计算机系统原理每章知识点
计算机系统原理每章知识点第一章计算机系统概述1.1计算机发展简史-计算机的起源-计算机的发展历程-计算机的分类和应用1.2计算机系统组成-硬件系统：CPU、内存、硬盘、显卡、显示器、电源等-软件系统：操作系统、编程语言、数据库系统、网络软件等-计算机的工作原理：程序和数据在内存中的存储和处理1.3计算机的分类和特点-超级计算机、个人计算机、移动设备等不同类型计算机的特点和应用-计算机的性能指标：速度、内存、硬盘、显卡等-计算机的易用性和可维护性第二章运算器和CPU2.1运算器的功能和组成-运算器的逻辑运算和算术运算-寄存器组和数据通路2.2CPU的结构和组成-CPU的架构和设计理念-CPU的寄存器、缓存和内存接口等组成结构2.3CPU的性能指标和优化方法-CPU的时钟频率和核心数量等性能指标-CPU的优化方法和技术，如缓存优化、内存读写优化等第三章内存储器和存储系统3.1内存储器的结构和类型-DRAM、SRAM、FLASH等不同类型内存的特点和应用-内存条的结构和组成3.2存储系统的层次结构和性能指标-存储系统的层次结构：内存、硬盘、固态硬盘等-存储系统的性能指标：容量、速度、功耗等3.3硬盘和固态硬盘的工作原理和性能优化方法-硬盘的工作原理和性能优化方法-固态硬盘的性能特点和优化方法第四章外存储器和文件系统4.1外存储器的分类和应用-软盘、硬盘、光盘、U盘等不同类型外存储的特点和应用-外存储的容量和读写速度等性能指标4.2文件系统和数据组织方式-FAT、NTFS等常见文件系统的特点和组织方式-数据在文件系统中的组织和访问方式4.3外存储器的性能优化和管理方法-提高外存储器性能的方法和技术，如RAID技术、磁盘阵列等-外存储器的管理和维护方法，如备份、恢复等操作第五章输入输出系统5.1I/O接口和控制器的功能和组成-I/O接口和控制器的功能和作用-I/O接口和控制器的硬件和软件实现方式5.2I/O设备的分类和应用-键盘、鼠标、显示器、打印机等常见I/O设备的特点和应用。
2024版计算机基础讲解课件
要点二
MP3
全称是动态影像专家压缩标准音频层面3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III），简称为MP3。它被设计 用来大幅度地降低音频数据量。
常见多媒体文件格式解析
常见多媒体文件格式解析
图像文件格式
BMP：是Windows操作系统中的标准图像文件格式，可以分成两类：设 备相关位图（DDB）和设备无关位图（DIB），使用非常广。
05
数据库技术原理及应用实践
数据库概念及类型划分
数据库定义
数据库是长期存储在计算机内、有组织的、可共享的大量 数据的集合，具有数据冗余度小、数据独立性高、数据一 致性好等特点。
数据库类型
根据数据模型的不同，数据库可分为关系型数据库（如 MySQL、Oracle）和非关系型数据库（如MongoDB、 Redis）两大类。
数据库管理系统（DBMS）
是位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件，用于科 学地组织和存储数据、高效地获取和维护数据。
SQL语言基本语法规则
SQL语言概述
SQL（Structured Query Language）是结构化查询语言 的缩写，是用于访问和操作关系
型数据库的标准化语言。
SQL基本语法
多媒体技术定义和特点
多媒体技术定义 多媒体技术是指利用计算机对文本、图形、图像、声音、 动画、视频等多种信息综合处理、建立逻辑关系和人机交 互作用的技术。
集成性
能够对信息进行多通道统一获取、存储、组织与合成。
控制性
多媒体技术是以计算机为中心，综合处理和控制多媒体信 息，并按人的要求以多种媒体形式表现出来，同时作用于 人的多种感官。
网络安全问题探讨
计算机组成原理-第4章_指令系统
7. 段寻址方式(Segment Addressing)
方法：E由段寄存器的内容加上段内偏移地址而形成。
应用：微型机采用段寻址方式，20位物理地址为16位 段地址左移四位加上16位偏移量。
分类：① 段内直接寻址； ② 段内间接寻址； ③ 段间直接寻址； ④ 段间间接寻址；
9 堆栈寻址方式
堆栈：是一组能存入和取出数据的暂时存储单元。
*** 指令字长度
概念 指令字长度（一个指令字包含二进制代码的位数） 机器字长：计算机能直接处理的二进制数据的位数。 单字长指令 半字长指令 双字长指令
多字长指令的优缺点
优点提供足够的地址位来解决访问内存任何单元的寻址问题 ； 缺点必须两次或多次访问内存以取出一整条指令，降低了CPU的运 算速度，又占用了更多的存储空间。
*** 指令系统的发展与性能要求
*** 指令系统的发展
指令：即机器指令，要计算机执行某种操作的命令。
指令划分：微指令、机器指令和宏指令。
简单
复杂
指令系统：一台计算机中所有指令的集合；是表征
计算机性能的重要因素。
系列计算机：基本指令系统相同、基本体系结构相同 的一系列计算机。
*** 对指令系统性能的要求
（2）立即数只能作为源操作数，立即寻址主要用来给寄存 器或存储器赋初值。以A～F开头的数字出现在指令中时，前 面要加0。
（3）速度快（操作数直接在指令中，不需要运行总线周期）
（4）立即数作为指令操作码的一部分与操作码一起放在代 码段区域中。
（5）指令的长度（翻译成机器语言后）较长，灵活性较差。
【例】MOV AX， 10H 执行后（AX）=？ 其中：这是一条字操作指令，源操作数为立即寻址 方式，立即数为0010H，存放在指令的下两个单元。
计算机基础第4章操作系统和文件管理
用来保存文件及文件夹。有：
二、 文件分类 系统文件 按性质分 按用途分： 库文件 用户文件
光盘驱动器
普通文件 目录与文件夹 设备文件
计算机基础
第二节 文件和文件管理
三、DOS文件目录管理
A的文件 DOS文件 程序文件
B的文件
Windows文件
……
数据文件
成磁 千盘 上上 万可 个以 文存 件放
如何在磁盘上查找文件？ 不同系统文件重名怎么办？
计算机基础
第一节 操作系统基础知识
• • • •
操作系统的功能
软件和硬件 资源管理
操作系统的分类 •单\多用户 •单机\网络 •单任务\多任务 特征：
•并发性 •共享性 •虚拟性 •不确定性
•
处理机管理 存储管理 设备管理 文件管理 作业管理
计算机基础 计算机基础
第一节 操作系统基础知识 第一节 操作系统基础知识
计算机基础
第二节 文件和文件管理
四、Windows文件夹管理
与DOS相同，文件存储也是树型结构，只是文 件目录换成文件夹。 例如： D:\dzh\hlp\dzh.hlp
一级文 件夹
二级文 件夹
文件
长文件名 文件名组成与DOS相同，但文件名字符个数可以为 1--255个（可区分大小写字母），每个文件有两个 文件名：长文件名和8.3格式的别名。而DOS系统中 只能是8.3格式。
以windows 基本元素:窗口、菜单、对话框、图标、帮助 为例介绍
图形用户界面的基本元素
最小化
一、窗口
菜单栏
最大化
关闭 滚动条
文件夹图 标 状态栏
计算机基础
第三节 常用操作系统
二、菜单
计算机系统基础第四章
计算机系统基础第四章计算机系统基础第四章主要涉及到输入输出系统、外围设备和中断处理等内容。
在计算机系统中，输入输出系统是非常重要的一部分，它负责将计算机与外部设备进行数据交换。
外围设备则是指与计算机系统相连的各种设备，如打印机、扫描仪等。
而中断处理则是指计算机在处理多任务时，根据优先级来打断当前任务，转而执行其他任务。
输入输出系统通常包括输入设备和输出设备。
输入设备用于将外部信息输入到计算机系统中，如键盘、鼠标等；而输出设备则是将计算机系统处理后的数据输出到外部，如显示器、打印机等。
在计算机系统中，输入输出设备的性能直接影响到整个系统的效率和性能。
因此，在设计计算机系统时，需要充分考虑输入输出系统的设计和优化。
外围设备是指计算机系统中与CPU和内存相连的各种设备。
外围设备的种类繁多，包括存储设备、网络设备、图形设备等。
外围设备的性能和接口类型也各不相同，因此在系统设计时需要考虑如何有效地管理和控制这些外围设备，以确保系统的稳定性和性能。
中断处理是计算机系统中常见的一种处理方式，用于处理多任务并发执行时的优先级问题。
当计算机系统中有多个任务需要执行时，会根据任务的优先级来打断当前任务，转而执行其他任务。
中断处理可以提高系统的响应速度和效率，避免任务之间的相互干扰。
在计算机系统基础第四章中，输入输出系统、外围设备和中断处理是非常重要的内容，它们直接影响到计算机系统的性能和稳定性。
因此，在学习这些内容时，需要深入理解其原理和设计思想，以便能够更好地应用到实际的系统设计和开发中。
同时，不断学习和掌握新的技术和方法，提升自己的技术水平，才能在计算机系统领域取得更好的成就。
总的来说，计算机系统基础第四章涵盖了输入输出系统、外围设备和中断处理等内容，这些内容对于理解计算机系统的工作原理和设计思想非常重要。
通过深入学习和理解这些内容，可以帮助我们更好地应用到实际的系统设计和开发中，提升自己在计算机领域的技术能力和竞争力。
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4.1 考点分析
知识 模块
硬件
2005.11 2006.5 2006.11 2007.5 2007.11 2008.5
重要 程度
6
5
3
10
10
9 ★★★★★
软件
7
8
6
9
6
5
★★★★
多媒体
3
2
3
5
2
2
★★★
硬件：出题范围广，难度不大；题量呈上升趋势，专业性强
2
1.主要硬部件的连接
进程与处理器管理
作业管理 操作系统的功能
存储管理
设备管理
文件管理
12
练习： 1、操作系统是一种——。 A、系统软件 B、应用软件 C、工具软件 D、杀毒软件
2、操作系统功能不包括——。 A、信息管理 B、硬件管理 C、软件管理 D、进程调度
13
2.文件系统基本知识 （1）文件命名及基本类型 a、文件名最多可由255个字符组成，即允许长文件名。 b、文件名中不能包含以下字符：
4
3.存储系统
ROM 主 存 分 类
RAM
①EPROM 可擦除可编程ROM ②PROM 一次性可编程ROM ③EEPROM 电可擦除可编程ROM ④FLASH ROM 快擦写ROM
SRAM(静态随机存储器) 【2007年5月第9题】 【2007年11月第9题】
DRAM((动态随机存储器)
5
4.2 计算机硬件基础知识
（3）目录结构
略缩图方式：
文件目录是用于检索文件的，它是文件系统实现按名存 放的重要手段。
目录称为文件夹，用户正在操作的目录为当前目录。
最上层的目录称为根目录（驱动器名）
【 2006年11月第6题】
6
4、输入设备
（1）键盘 机械、电容、薄膜 分四个区：
功能键区（ESC、F1－F12）、编辑控制键区、数值键 区、编辑控制区（打字键区） 【2006年5月 第1题】
（2）鼠标 按照所采用的传感技术可分为机械式、光电式和机械光
电式三种。 【2005年11月 第11题】
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（3）扫描仪 通过扫描仪可以将各种图文资料扫描输入到计算机， 并转换数字化图像数据，以便进一步存储和处理。
包括：操作系统基本概念、文件系统基本概念、文件管理操作 方法、应用软件基础知识、应用软件开发。
1、操作系统（OS）基本知识
OS管理计算机系统的全部硬件资源，包括软件资源及数 据资源。控制程序运行，改善人机界面，为其他应用 软件提供支持等。使计算机系统所有资源最大限度地 发挥作用，为用户提供方便、有效、友善的服务。
\ / : ? “” < > ︳ c 、文件名可以包含空格，也允许使用多个分隔符（小
数点），但只有最后一个分隔符后面的部分才是文件 的扩展名。 d、文件名不区分中英文字母的大小写，文件名中允许使 用汉字。
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文件扩展名 bmp、jpg、gif、png rar、zip .doc
.xls .ppt .exe .com .bat .txt mp3、avi
线管显示器（CRT）、液晶显示器(LCD)和等离子显示器。 显示器两个重要的技术指标是：分辨率和灰度。
（2）打印机（击打式和非击打式） 打印机可分为：点阵式打印机、激光打印机、喷墨打印机。 【2007年5月 16~19题】
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6、常用I/O接口 （1）接口的分类
I/O接口芯片：大多是集成电路通过CPU 输入不同命令和参数，并控制相关的I/O 电路和简单的外设做相应的操作。
辅助存储器（外存） （1）硬盘驱动器
①硬盘的存储容量
硬盘容量=面数*(磁道数/每面)*(扇区数/每磁道)*(存储容量(512字节)/每扇区）
②硬盘的技术指标包括
平均寻道时间 主轴转速 数据传输速率 高速缓存设置
③硬盘格式化
高级格式化（逻辑磁盘格式化）、低级格式化（物理格式化）
（2）软盘驱动器（1.44m） （3）移动存储器（闪盘U盘，移动硬盘)（78）
总线: 总线就是各种信号的集合，是计算机各（模块）部件之
间传输数据，地址和控制信息的公共通路。
ISA 总线工业标准
（1）系统总线
PCI 不依附于某个具体处理器的局部总线
AGP(加速图形端口）提高视频宽带 （2）IEEE1394总线（最快的高速串行总线）400Mb/m
（3）USB总线（通用串行总线）
【2007年5月 第5题】
Excel电子表格 Powerpoint幻灯片 可执行程序 批处理文件 文本文件 多媒体文件，声音
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（2）文件夹
计算机操作系统通过文件夹（目录）管理文件，文件夹 可以存放文件，也可以存放文件夹。
图标方式：
文件夹的显示方式 列表方式：
详细资料：
速度差异。 2）能够进行信息格式的转换。 3）能够协调CPU和外设在信息类型和电平方面的差异。 4）协调时序差异。 5）地址译码和设备选择功能。 6）设置中断和DMA控制逻辑，以保证在中断和DMA允
许的情况下产生中断和DMA请求信号，并在接受到中 断和DMA应答之后完成中断处理和DMA传输。
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4.3计算机软件基础知识 85
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2.CPU的主要性能指标
⑴主频（时钟频率） 外频：系统总线的工作频率。 备频：CPU外频与主频相差的倍数。 主频＝外频×备频
⑵L1高速缓存（一级高速缓存）SRAM ⑶L2高速缓存（外部高速缓存） ⑷ MMX多媒体扩展指令集 ⑸流水线技术、超标量 ⑹制造工艺（0.18微米） ⑺ 3D指令技术（提高对三维图像的处理速度） 【 2006年5月 第4题 】
（4）触摸屏 一种附加在显示器上的辅助输入设备。借助这种坐标定
位设备，我们用手指直接触摸屏幕上显示的摸个按钮 或某个区域，就可以达到相应的选择目的。 【 2006年11月 第13题】
练习： ——不是图像输入设备。 A、彩色摄像机 B、游戏操作杆 C、彩色扫描仪 D、数码照相机
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5、输出设备
（1）显示器 显示器（display）是计算机必备的输出设备，常用的阴极射
I/O接口控制卡：若干集成电路接一定 的逻辑组成的一个部件，或者与CPU同 在主板上，或是插在一个系统总线插槽 上，比如：PCI、AGP。
（2）接口可能出 现的问题
速度不匹配： 时序不匹配： 信息格式不匹配：
信息类型不匹配：
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（3）接口的功能
实现CPU通过系统总线把I/O电路和外围设备联系在一起。 1）设置数据寄存、缓冲逻辑，以适应CPU与外设之间的