第 09 章　计算机系统

学习目标

• 描述计算机系统的硬件和软件组成。
• 说明 CPU、存储器、总线和外部设备的作用。
• 区分进程、内存、文件和设备管理。
• 解答公共基础知识中的计算机系统选择题。

1. 计算机系统

计算机系统包括硬件系统和软件系统。硬件是可见的物理设备，软件是程序、数据和文档。操作系统是管理硬件和软件资源的核心系统软件。

2. 硬件系统

CPU 是中央处理器，主要包括运算器和控制器。运算器完成算术和逻辑运算，控制器负责协调各部件工作。

存储器按层次可分为：

• 寄存器：速度最快，容量最小。
• 高速缓存：缓解 CPU 与内存的速度差异。
• 内存：保存正在运行的程序和数据，断电后内容消失。
• 外存：如硬盘和 U 盘，容量大，断电后数据仍保留。

总线是部件之间传输信息的公共通道，包括数据总线、地址总线和控制总线。键盘、鼠标、显示器和打印机属于输入设备或输出设备，统称外部设备。

3. 操作系统

操作系统主要完成四类管理：

• 进程管理：分配 CPU，处理程序的创建、调度和结束。
• 内存管理：分配和回收内存，提供存储保护。
• 文件管理：通过目录和文件系统组织外存数据。
• 设备管理：控制输入输出设备并响应设备请求。

进程是程序的一次执行过程。程序是静态文件，进程是动态执行实体。

4. 常见判断

• CPU 不能代替存储器长期保存大量文件。
• 内存速度快于外存，但容量通常较小。
• 操作系统属于系统软件，文字处理软件属于应用软件。
• 总线不是一种外部存储设备。

本章练习

• 列出 CPU 的两个主要组成部分。
• 说明内存和外存在速度、容量和断电保持方面的差异。
• 判断“进程就是保存在硬盘上的程序”是否正确。
• 说明操作系统四项基本管理功能。

本章小结

• 计算机系统由硬件和软件组成。
• CPU 负责运算与控制，存储器按速度和容量分层组织。
• 总线连接各部件，外部设备负责输入和输出。
• 操作系统管理进程、内存、文件和设备。