1、大学计算机基础大学计算机基础第第1学习主题内容学习主题内容 计算机与计算机系统计算机与计算机系统阅读章节阅读章节本部分内容包含以下阅读章节本部分内容包含以下阅读章节第第1章章 计算机与信息社会计算机与信息社会2.1 计算机系统的组成与工作原理计算机系统的组成与工作原理5.1 应用软件概述应用软件概述11.1 程序和程序设计语言程序和程序设计语言计算机的全称计算机的全称一般所说的计算机称为一般所说的计算机称为“电子数字通用计算机电子数字通用计算机”数字数字：计算机采用数字化方式处理信息；一切非数：计算机采用数字化方式处理信息；一切非数字化的信息，必须首先进行字化的信息，必须首先进行“数字化数字化
2、“通用通用：采用冯：采用冯 诺依曼提出的诺依曼提出的“程序存储式通用计算程序存储式通用计算机机”的体系结构和设计方案；能够解决具有的体系结构和设计方案；能够解决具有“可解可解算法算法”的问题的问题文化文化对人类生产、工对人类生产、工作、学习及生活作、学习及生活方式产生广泛而方式产生广泛而深刻影响的事物深刻影响的事物计算机文化计算机文化当今，计算机已当今，计算机已“无处不在无处不在”应用的领域广泛应用的领域广泛已经成为一种文化已经成为一种文化有这样一句话：有这样一句话：在现代社会生活中，没有一个人能离开计算在现代社会生活中，没有一个人能离开计算机；也没有一个人真正离开过计算机机；也没有一个人真正
3、离开过计算机计算机硬件技术的发展阶段计算机硬件技术的发展阶段超大规模超大规模集成电路集成电路集成电路集成电路晶体管晶体管电子管电子管计算机技术的发展计算机技术的发展直观地体现在计算直观地体现在计算机所使用的电子元机所使用的电子元器件的不同以及由器件的不同以及由此带来的计算机技此带来的计算机技术性能的变化和提术性能的变化和提高高其中超大规模集成其中超大规模集成电路技术的发展贡电路技术的发展贡献巨大献巨大新一代新一代新一代新一代计算机计算机计算机计算机1946-19581958-19641964-19701970今今提高处理速度提高处理速度提高处理速度提高处理速度增加存储容量增加存储容量增加存储容
4、量增加存储容量降低能耗降低能耗降低能耗降低能耗计算机的计算机的5个发展趋势个发展趋势未来的计算机主要发展趋势为：未来的计算机主要发展趋势为：巨型化巨型化微型化微型化网络化网络化多媒体化多媒体化智能化智能化巨型化指运算速度更高存巨型化指运算速度更高存储容量更大高端计算机储容量更大高端计算机微型化指依托电子技术的发长，微型化指依托电子技术的发长，进一步提高集成进一步提高集成 度缩小体积利用度缩小体积利用高性能的超大规模集成电路，制高性能的超大规模集成电路，制作质量更加可靠性能更加良好价作质量更加可靠性能更加良好价格更加低廉体积更加小巧的微型格更加低廉体积更加小巧的微型计算机计算机网络化指用通信线路
5、把分布在不网络化指用通信线路把分布在不同地理位置上的计算机互联起来同地理位置上的计算机互联起来形成一个大规模功能强的网络系形成一个大规模功能强的网络系统共享硬件软件和信息等公共资统共享硬件软件和信息等公共资源实现信息通信传递源实现信息通信传递多媒体化指数字技术为核心的图多媒体化指数字技术为核心的图形图像音频视频等形图像音频视频等信息信息与与计算机计算机与与通信手段通信手段等融为一体的信息环等融为一体的信息环境。人们可以以更接近自然的方境。人们可以以更接近自然的方式获取和交换信息式获取和交换信息智能化指让计算机突破智能化指让计算机突破“计算计算”和和“信息处理信息处理”的初级功能，具有人的初级功
6、能，具有人类的智慧能像人一样会思考会学习类的智慧能像人一样会思考会学习模拟人的感觉和行为，能理解人类模拟人的感觉和行为，能理解人类的语言，与人自然的交流具有人的的语言，与人自然的交流具有人的部分功能代替人的部分体力和智力部分功能代替人的部分体力和智力工作工作新材料、新技术、新原理及新结构新材料、新技术、新原理及新结构体系不断涌现体系不断涌现计算机硬件技术发展之计算机硬件技术发展之-电子管电子管电子管时代：电子管时代：46-5746-57年年磁芯存储、无外存磁芯存储、无外存无计算机语言无计算机语言体积巨大、高耗能体积巨大、高耗能计算机硬件技术发展之计算机硬件技术发展之晶体管晶体管晶体管时代：晶体
7、管时代：58-6458-64年年体积减小、耗电降低、速度提高体积减小、耗电降低、速度提高开始发展计算机语言开始发展计算机语言开始进入尖端应用开始进入尖端应用贝尔实验室使用贝尔实验室使用800只晶体只晶体管组装了世界上第一台晶体管组装了世界上第一台晶体管计算机管计算机TRADIC计算机硬件技术发展之计算机硬件技术发展之集成电路集成电路标准集成电路时代：标准集成电路时代：65-7065-70年年体积更减、速度更高体积更减、速度更高计算机语言标准化计算机语言标准化开始商业产品开始商业产品大规模集成电路时代：大规模集成电路时代：7171年以后年以后体积桌面化、掌上化、微型化体积桌面化、掌上化、微型化应
8、用范围和领域全面普及应用范围和领域全面普及计算机应用网络化、多媒体化计算机应用网络化、多媒体化目前已达到每平方英寸的芯片上集成目前已达到每平方英寸的芯片上集成1 1亿亿(10109 9)个电子元件的集成密度个电子元件的集成密度PDP-8-第一台集成电路的计算机第一台集成电路的计算机60年代年代 美国基尔比和诺伊斯发明美国基尔比和诺伊斯发明关于计算机硬件性能的发展关于计算机硬件性能的发展关于计算机硬件性能的发展关于计算机硬件性能的发展 -摩尔定律摩尔定律摩尔定律摩尔定律戈顿戈顿摩尔，摩尔，Intel公司的创始人之一公司的创始人之一 摩尔定律是对计算机芯片制造技术发展趋势的一种分析摩尔定律是对计算
9、机芯片制造技术发展趋势的一种分析预测；于预测；于1965年提出，年提出，主要有以下三种主要有以下三种“版本版本”：1、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔、集成电路芯片上所集成的电路的数目，每隔18个个月月(或或每两年每两年)翻一番翻一番2、微处理器的性能每隔、微处理器的性能每隔18个月个月(或或每两年每两年)提高一倍，提高一倍，而价格下降一倍而价格下降一倍3、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔、用一个美元所能买到的电脑性能，每隔18个月个月(或或每两年每两年)翻两番翻两番摩尔定律的验证曲线摩尔定律的验证曲线摩尔定律的验证例摩尔定律的验证例据据Intel公司公布的统计结果，单个芯片上的元件数
10、目从公司公布的统计结果，单个芯片上的元件数目从1971年的年的2300个，增长到个，增长到1997年年7.5百万个，百万个，26年内增加年内增加了了3200倍倍如果按摩尔本人如果按摩尔本人“每两年翻一番每两年翻一番”的预测，的预测，26年中应包括年中应包括13个翻番周期，每经过一个周期，芯片上集成的元件数个翻番周期，每经过一个周期，芯片上集成的元件数应提高应提高2n倍（倍（n为翻番的周期个数）；因此到第为翻番的周期个数）；因此到第13个周期个周期即即26年后元件数应提高了年后元件数应提高了2124096倍倍作为一种发展趋势的预测，这与实际的增长倍数作为一种发展趋势的预测，这与实际的增长倍数32
11、00倍可倍可以算是以算是相当接近相当接近了了 摩尔定律的终结摩尔定律的终结摩尔定律问世至今已近摩尔定律问世至今已近40多年了多年了半导体芯片制造工艺水平是以一种令人目眩的速度提高半导体芯片制造工艺水平是以一种令人目眩的速度提高目前已达到每平方英寸的芯片上集成目前已达到每平方英寸的芯片上集成1亿亿(109)个元件的个元件的集成密度集成密度事实上，芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小事实上，芯片上元件的几何尺寸总不可能无限制地缩小下去，这就意味着，芯片单位面积上可集成的元件数量下去，这就意味着，芯片单位面积上可集成的元件数量总会达到极限；摩尔定律也将随之终结总会达到极限；摩尔定律也将随之终结计
12、算机单芯片时代的即将结束计算机单芯片时代的即将结束Intel在发布在发布3.8GHz(主频主频)的产品后，宣布停止的产品后，宣布停止4GHz的产品计划的产品计划AMD(Advanced Micro Device(高级微型设备高级微型设备)；超；超微公司微公司)在实际频率超过在实际频率超过2GHz以后也无法大幅度提以后也无法大幅度提升，升，3GHz成为了成为了AMD无法逾越的一道坎无法逾越的一道坎但，社会对计算机速度的渴望，生产厂家对处理器但，社会对计算机速度的渴望，生产厂家对处理器芯片性能的追逐不会芯片性能的追逐不会“终结终结”双核微处理器双核微处理器双核处理器是指在一个处理器上集成两个一样功
13、能的双核处理器是指在一个处理器上集成两个一样功能的处理器核心，从而提高计算能力；也就是将两个物理处理器核心，从而提高计算能力；也就是将两个物理处理器核心整合在一个内核中处理器核心整合在一个内核中每个核心采用独立式设计，通过处理器的控制仲裁器每个核心采用独立式设计，通过处理器的控制仲裁器负责两个核心之间的任务分配；两个核心共享系统总负责两个核心之间的任务分配；两个核心共享系统总线和其他组件线和其他组件双核不一定就是双速双核不一定就是双速需要针对性软件系统支持和支撑需要针对性软件系统支持和支撑简单对比简单对比巨型计算机例巨型计算机例国产国产“神威神威-II”巨型计算机巨型计算机主机系统有主机系统有
14、384个个CPU峰值运算速度达每秒峰值运算速度达每秒3840亿次亿次主存储器容量为主存储器容量为48GB磁盘存储器容量为磁盘存储器容量为2.5TB 巨型计算机例巨型计算机例IBM:ASCI White8192个个 CPU 最大运算速度每秒最大运算速度每秒73040亿次亿次有消息报告有消息报告2008年年7月月8日，中国首款百万日，中国首款百万亿次超级计算机曙光亿次超级计算机曙光5000A正正式推出式推出超过超过200万亿次万亿次/秒秒IBM的产品的产品“走鹃走鹃”以每秒以每秒1000万亿次的运算速度雄居当万亿次的运算速度雄居当年之榜首年之榜首有消息报告有消息报告2010年，曙光星云超级计算机，
15、处理速度达到了年，曙光星云超级计算机，处理速度达到了1.27千万亿次计算千万亿次计算世界上最快的计算机，位于美国田纳西州橡树岭国家世界上最快的计算机，位于美国田纳西州橡树岭国家实验室，去年实验室，去年11月份测定的处理速度是月份测定的处理速度是1.75千万亿次千万亿次在国际权威组织的排名中，中国计算机排名第五在国际权威组织的排名中，中国计算机排名第五在计算机在计算机500强排名中，美国有强排名中，美国有282台入选台入选美国下一步准备继续提高计算机的运算速度，争取达美国下一步准备继续提高计算机的运算速度，争取达到到“亿亿次亿亿次”的单位级别。此目标希望在的单位级别。此目标希望在2018年到年到
16、2020年实现年实现巨型计算机的用途巨型计算机的用途天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、计算流体天气预报、石油地震资料处理、核能开发利用、计算流体力学、基因与蛋白分析、大型机械设计和材料科学等领域力学、基因与蛋白分析、大型机械设计和材料科学等领域“曙光曙光”可以在可以在20秒种内实时完成秒种内实时完成1万个万个5000万瓦以上的万瓦以上的并网发电机组和并网发电机组和22万伏变电站构成的全国电网的电力安全万伏变电站构成的全国电网的电力安全评估；可在评估；可在10分钟内完成上海证券交易所分钟内完成上海证券交易所10年的年的1000多支多支股票交易信息的股票交易信息的200种证券指数的计算；能
17、在种证券指数的计算；能在1小时内同时小时内同时完成关于中国周边、北方大部、北京周边、北京完成关于中国周边、北方大部、北京周边、北京2008年奥年奥运会场馆周边所需要的运会场馆周边所需要的36小时气象预报的计算，包括风向、小时气象预报的计算，包括风向、风速、温度、湿度等，精度风速、温度、湿度等，精度1公里，可精确到每个奥运会公里，可精确到每个奥运会场馆场馆微型计算机微型计算机现在普遍使用的是微型计算机现在普遍使用的是微型计算机典型技术指标典型技术指标CPU主频：主频：3.2GHz 主存储容量：主存储容量：1024-2048MB硬盘存储容量：硬盘存储容量：250-360GB计算机最主要的性能指标计
18、算机最主要的性能指标运算速度运算速度单位时间内可以完成的运算次数单位时间内可以完成的运算次数存储容量存储容量可以存储的数据、程序等信息的数量可以存储的数据、程序等信息的数量计算机的典型应用计算机的典型应用计算机的应用类型计算机的应用类型科学计算科学计算数据处理数据处理电子商务电子商务过程控制过程控制CAD/CAM/CIMS多媒体技术多媒体技术虚拟现实虚拟现实人工智能人工智能计算机的主要应用领域计算机的主要应用领域工商：电子商务工商：电子商务教育：多媒体教育、远程教育教育：多媒体教育、远程教育医药：医药：CAT、MRI、远程医疗、远程医疗政府：电子政府政府：电子政府娱乐：虚拟现实、电影特技娱乐：
19、虚拟现实、电影特技科研：数据采集、计算分析科研：数据采集、计算分析家庭：家庭信息化家庭：家庭信息化计算机技术发展带来的困惑计算机技术发展带来的困惑计算机病毒和黑客计算机病毒和黑客计算机疾病计算机疾病信息泛滥和道德问题信息泛滥和道德问题版权和著作权等法律问题版权和著作权等法律问题人际关系的拉近与疏远人际关系的拉近与疏远网络游戏病网络游戏病拼命追赶先进技术带来的疲惫和焦虑拼命追赶先进技术带来的疲惫和焦虑计算机的应用特点计算机的应用特点与一般的计算设备比较与一般的计算设备比较运算速度运算速度运算速度运算速度快精度高快精度高快精度高快精度高信息存信息存信息存信息存储量大储量大储量大储量大有逻辑判断有逻
20、辑判断有逻辑判断有逻辑判断功能，能够功能，能够功能，能够功能，能够自动的工作自动的工作自动的工作自动的工作由计算机的工作原理决定由计算机的工作原理决定眼、耳等眼、耳等手、口等手、口等永久保存运算结果永久保存运算结果笔记本、手册等笔记本、手册等输入计算题目输入计算题目输出运算结果输出运算结果人，如何进行运算人，如何进行运算暂时存储暂时存储数据与计算结果数据与计算结果进行进行运算运算控制与协调控制与协调计算的全过程计算的全过程人的大脑应人的大脑应完成的任务完成的任务2*362*3=62*36计算系统的基本构成计算系统的基本构成一个完整的一个完整的“计算系统计算系统”必须解决三个问题必须解决三个问题
21、一般应具有一般应具有数据输入数据输入、运算运算、数据存储数据存储、数据输出数据输出以及以及运算运算过程过程的控制与协调的控制与协调等逻辑功能等逻辑功能被运算的数据必须是可被识别和存储的被运算的数据必须是可被识别和存储的完成运算的完成运算的“系统系统”需具备了或可得到有关运算的知识和方法需具备了或可得到有关运算的知识和方法计算机是对人脑的模拟计算机是对人脑的模拟,就必须考虑就必须考虑：用不同的组件模拟人脑的逻辑功能用不同的组件模拟人脑的逻辑功能确定数据的表示形式，以便识别不同的数据确定数据的表示形式，以便识别不同的数据将运算的知识和方法以特定的方式，事先告诉计算机将运算的知识和方法以特定的方式，
22、事先告诉计算机冯冯诺依曼诺依曼冯冯诺伊曼解决了三个问题，提出了计算机的基本结构原理诺伊曼解决了三个问题，提出了计算机的基本结构原理参与设计了世界上的第一台计算机参与设计了世界上的第一台计算机直到今天，普遍使用的计算机仍然是冯直到今天，普遍使用的计算机仍然是冯诺伊曼计算机诺伊曼计算机John Von Neuman，19031957美藉匈牙利人数学家美藉匈牙利人数学家 冯冯诺依曼原理诺依曼原理采用二进制代采用二进制代码表示数据码表示数据程序存储程序存储由运算器存储由运算器存储器控制器和输器控制器和输出输入设备等出输入设备等功能单元组成功能单元组成冯冯诺依曼原理诺依曼原理计算机的基本工作原理计算机的
23、基本工作原理在计算机内部使用二进制数；即用二进制数在计算机内部使用二进制数；即用二进制数码表示数据和指令、程序码表示数据和指令、程序数据、指令都必须最终转换为二进制数码数据、指令都必须最终转换为二进制数码在物理上，必须使用有两个稳定物理状态的在物理上，必须使用有两个稳定物理状态的介质，存储记录二进制数码介质，存储记录二进制数码程序存储是诺依曼原理的核心程序存储是诺依曼原理的核心事先确定计算机应进行的操作和该事先确定计算机应进行的操作和该操作所需要的有关数据操作所需要的有关数据将数据和处理数据的程序指令将数据和处理数据的程序指令共同存入计算机共同存入计算机计算机计算机“获得了获得了”运算所需要运
24、算所需要的的“知识知识”和和“方法方法”计算机将在该程序的控制下，计算机将在该程序的控制下，“自动自动”地工作地工作存放数据存放数据和程序指令和程序指令将二进制代码转换将二进制代码转换为相应的源信息形为相应的源信息形式；输出数据信息式；输出数据信息存储器存储器输入设备输入设备运算器运算器控制器控制器输出设备输出设备计算机的五个功能组件计算机的五个功能组件识别并分析指令；识别并分析指令；向相关功能组件发送向相关功能组件发送操作指令；操作指令；实现程序控制；协调实现程序控制；协调各部工作；各部工作；是计算机的控制中心是计算机的控制中心将原始数据和程序输将原始数据和程序输入到计算机内部；转入到计算机
25、内部；转换成为二进制代码换成为二进制代码算术运算逻辑运算算术运算逻辑运算比较运算字符运算比较运算字符运算等等等等冯氏计算机的基本工作原理冯氏计算机的基本工作原理 将需要在计算机中处理的数据进行二进制将需要在计算机中处理的数据进行二进制“化化”；将数据处理的方法和目的按；将数据处理的方法和目的按“步骤步骤”写成指令和程写成指令和程序，指令和程序也是二进制的；在计算机中设置存储序，指令和程序也是二进制的；在计算机中设置存储器；将指令和程序与数据一起存放在存储器中。器；将指令和程序与数据一起存放在存储器中。机器一经启动机器一经启动，就能按照程序指定的逻辑顺序依，就能按照程序指定的逻辑顺序依次取出存储
26、的程序指令，并自动对相关数据进行运算次取出存储的程序指令，并自动对相关数据进行运算处理，逐步并自动地完成由程序所描述的各种工作处理，逐步并自动地完成由程序所描述的各种工作 -计算机成为一种自动运行的机器计算机成为一种自动运行的机器磁盘磁盘打印机打印机输入输入程序和程序和原始数据原始数据输出输出运算结果运算结果数据流线控制流线键盘键盘2*3662*3外部存储器外部存储器输出设备输出设备冯氏计算机工作原理示意冯氏计算机工作原理示意运算器和控制器运算器和控制器内部存储内部存储输入设备输入设备计算机的工作过程计算机的工作过程计算机的工作过程就是执行程序指令的过程计算机的工作过程就是执行程序指令的过程从
27、内存中取一条指令从内存中取一条指令控制器识别并分析该指令控制器识别并分析该指令由各硬件组件执行该指令由各硬件组件执行该指令结束否？结束否？中央处理器中央处理器运算器运算器控制器控制器存储器存储器计算机的工作过程示意计算机的工作过程示意程序程序程序程序指令指令指令指令程序和指令的执行过程程序和指令的执行过程开始指令开始指令结束指令结束指令指令指令指令指令取指令取指令分析指令分析指令执行指令执行指令准备准备保存结果，为下条指令做好准备保存结果，为下条指令做好准备把取出的指令送指令译码器，把取出的指令送指令译码器，译出对应操作译出对应操作向相关部件发送控制命令，向相关部件发送控制命令，进行并完成操作
28、进行并完成操作从内存中取出要执行的指令从内存中取出要执行的指令程程序序指令的执行过程指令的执行过程LOAD 005ADD 006SUB 007STORE 008HALTABC数据寄存器数据寄存器累加器累加器运算器运算器000001002003004005006007008AABA+BCA+B-CA+B-CA+B-C指令的执行过程指令的执行过程地址地址指令或数据内容指令或数据内容20CLA21ADD AX,30 30000 00631 000 020000 020000 021CLACLA000 000ADD AX,30ADD AX,30000 006000 006000 006000 0060
29、00 021000 030传送地址传送地址读存储器读存储器执行运算执行运算下条指令下条指令冯氏计算机基本工作原理可总结为冯氏计算机基本工作原理可总结为使用二进制使用二进制一切数据一切数据信息都需信息都需以二进制以二进制形式表示形式表示程序控制程序控制一切操作一切操作都由程序都由程序控制完成控制完成程序存储程序存储一切程序一切程序都必须存都必须存入计算机入计算机组件协调工作组件协调工作一切运算一切运算都由五个都由五个功能组件功能组件协调完成协调完成计算机系统示意计算机系统示意计计 算算 机机 系系 统统软件系统软件系统硬件系统硬件系统系统软件系统软件应用应用软件软件主机系统主机系统外部设备外部设
30、备操作操作系统系统语言语言处理处理程序程序服务服务程序程序中央处中央处理器理器内内存存储储器器外部外部存储存储设备设备输入输入设备设备输出输出设备设备用户用户应用应用程序程序与文与文档档运算器运算器控制器控制器软软 件件用户应用程序或文档用户应用程序或文档TextTextTextTextTextText软件的分类软件的分类系系统统软软件件应应用用软软件件用户应用程序或文档用户应用程序或文档系统软件是管理、维护整个计算系统软件是管理、维护整个计算机系统的软件；保证计算机更有效机系统的软件；保证计算机更有效地协调工作，保证用户应用程序正地协调工作，保证用户应用程序正常运行的软件常运行的软件计算机系
31、统软件包括：计算机系统软件包括：语言处理语言处理程序；操作系统；各种系统服务程程序；操作系统；各种系统服务程序，各种硬件设备的驱动程序序，各种硬件设备的驱动程序专门解决特定的应用问题，并专门解决特定的应用问题，并按一般用按一般用户的任务需求编制而成的各种应用程序户的任务需求编制而成的各种应用程序由专门人员设计编制，提供给普遍的用由专门人员设计编制，提供给普遍的用户使用户使用文字处理软件；杀毒软件；图形图像处文字处理软件；杀毒软件；图形图像处理软件；多媒体信息处理和播放软件；浏理软件；多媒体信息处理和播放软件；浏览器以及其他网络信息服务软件览器以及其他网络信息服务软件用户应用程序是应用软件的一个
32、特例用户应用程序是应用软件的一个特例用户为解决具体问题而自己使用计算机语用户为解决具体问题而自己使用计算机语言编制的程序称为用户应用程序言编制的程序称为用户应用程序用户使用应用软件创建的数据文件称为文用户使用应用软件创建的数据文件称为文档档(Word文档、文档、C程序文档、程序文档、PPT文档等文档等)软件程序语言命令软件程序语言命令软件软件语言包含命令和规则语言包含命令和规则机器语言、汇编语言、高级语言机器语言、汇编语言、高级语言程序是一系列命令的有序集合程序是一系列命令的有序集合目的是使计算机能自动工作目的是使计算机能自动工作可以使用不同的计算机程序设计语言编写可以使用不同的计算机程序设计
33、语言编写使用非机器指令编制的程序，最终都必须转换为使用非机器指令编制的程序，最终都必须转换为 机器指令；并最终表现为一系列指令的集合机器指令；并最终表现为一系列指令的集合转换转换(翻译翻译)由专门的系统软件完成由专门的系统软件完成操作都是通过操作都是通过“命令命令”完成完成命令有多种书写和发送方式命令有多种书写和发送方式计算机能直接识别的命令是计算机能直接识别的命令是 由二进制代码表示的指令由二进制代码表示的指令命令命令语言语言程序程序直接使用二进制代码表示和书写直接使用二进制代码表示和书写可被计算机直接识别和理解可被计算机直接识别和理解是全部指令的集合是全部指令的集合特点：特点：难读、难懂、
34、难记忆、难维护难读、难懂、难记忆、难维护是机器语言的助记形式是机器语言的助记形式是符号化了的机器语言是符号化了的机器语言通过对汇编语言的进一步抽象产生通过对汇编语言的进一步抽象产生一条语句通常对应多条机器指令，所以一条语句通常对应多条机器指令，所以高级语言程序比机器语言程序更紧凑，高级语言程序比机器语言程序更紧凑，“效率效率”更高更高特点：特点：接近人的自然语言接近人的自然语言(特别是英语特别是英语)习惯；面向用户，与计算机硬件无关习惯；面向用户，与计算机硬件无关对比举例对比举例机器语言机器语言问题：问题：A=1,B=2，求求C=A+B 的值的值11000111 01000101 111111
35、00 00000001 令令A=111000111 01000101 11111000 00000010 令令B=210001011 01000101 11111000 将将B放入累加器放入累加器00000011 01000101 11111100 将将A与累加器中数加与累加器中数加10001001 01000101 11110100 将累加器中数放入将累加器中数放入C中中对比举例对比举例汇编语言汇编语言问题：问题：A=1,B=2，求求C=A+B 的值的值Mov dword ptr ebp-4,1 令令A=1Mov dword ptr ebp-8,2 令令B=2Mov ax,dword ptr
36、 ebp-4 将将B放入累加器放入累加器Add ax,dword ptr ebp-8 将将A与累加器中数加与累加器中数加Mov dword ptr ebp-0ch,ax 将累加器中数放入将累加器中数放入C中中对比举例对比举例高级语言高级语言问题：问题：A=1,B=2，求求C=A+B 的值的值A=1B=2C=A+B非机器指令程序的运行与语言处理程序非机器指令程序的运行与语言处理程序只有只有用机器指令编写的程序，计算机可以直用机器指令编写的程序，计算机可以直接识别并执行接识别并执行任何非机器指令组成的程序都最终必须转换任何非机器指令组成的程序都最终必须转换为机器指令，才能被计算机运行为机器指令，才
37、能被计算机运行转换由专门的转换由专门的“翻译程序翻译程序”完成；称为完成；称为“语语言处理程序言处理程序”源程序与目标程序源程序与目标程序用非机器语言写的程序称为源程序用非机器语言写的程序称为源程序通过翻译程序翻译后的程序称为目标程序通过翻译程序翻译后的程序称为目标程序语言处理程序语言处理程序(翻译程序翻译程序)也称为编译器；不同的程序也称为编译器；不同的程序设计语言编写出的程序，需要不同的翻译程序，互相设计语言编写出的程序，需要不同的翻译程序，互相不能通用不能通用源程序首先经过源程序首先经过“翻译翻译”、然后再运行的过程和方法，、然后再运行的过程和方法，称为称为“程序的运行方式程序的运行方式
38、”针对不同的语言和不同的运行方式，语言处理程序基针对不同的语言和不同的运行方式，语言处理程序基本分为：编译程序、解释程序和汇编程序本分为：编译程序、解释程序和汇编程序高级程序的运行方式之高级程序的运行方式之“编译编译”高级语言源程序高级语言源程序编译程序编译程序可执行程序可执行程序连接程序连接程序目标程序目标程序源程序的编译问题源程序的编译问题高级语言程序的编译方式运行高级语言程序的编译方式运行,包括两个过程包括两个过程编译过程编译过程-分析源程序，修正错误，生成二进制分析源程序，修正错误，生成二进制代码，确定代码存放的逻辑地址代码，确定代码存放的逻辑地址(.OBJ)连接过程连接过程将生成的目
39、标程序与语言自身提供的库将生成的目标程序与语言自身提供的库程序程序(如函数如函数)及运行环境连接起来，而成为可以单及运行环境连接起来，而成为可以单独运行的可执行程序独运行的可执行程序(.EXE)是高级语言程序最经常的运行方式是高级语言程序最经常的运行方式高级程序的运行方式之高级程序的运行方式之“解释解释”高级语言源程序高级语言源程序解释程序解释程序机器指令代码机器指令代码汇编程序的运行方式汇编程序的运行方式汇编语言源程序汇编语言源程序汇编程序汇编程序可执行程序可执行程序连接程序连接程序目标程序目标程序计算机系统示意简图计算机系统示意简图文档文档1 1程序程序1 1文档文档1 1文档文档2 2程序程序2 2文档文档2 2应用软件应用软件1 1应用软件应用软件2 2应用软件应用软件3 3操作系统操作系统系统软件系统软件系统软件系统软件系统软件系统软件计算机硬件系统计算机硬件系统用户层用户层系统层系统层
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