计算机组成与原理 (学习-20190716)
1.1 计算机的发展与应用
1.1.1 计算机的发展
自从1946年第一台计算机电子数字计算机问世以来,其发展已经经过了4代。目前第五代,第六代计算机的研制正在进行中!
1.第一代计算机——1946-1957
2.第二代计算机——1958-1964
3.第三代计算机——1965-1971
4.第四代计算机——1972至今
计算机的发展方向:巨型化,微型化,网络化,智能化
1.1.2 计算机的应用
1.科学技术计算
2.数据信息处理
3.计算机控制
4.计算机辅助技术
5.多媒体化
6.人工智能
7.大数据处理
8.网络应用
9.家庭计算机化
1.2 计算机系统的组成
计算机包括硬件部分和软件部分。硬件和软件的相互结合才使计算机正常运行,发挥作用。
1.2.1 计算机的硬件系统
计算机的硬件是指计算机中的电子线路和物理装置,是计算机的而无力基础,计算机有巨型,大型,中型,小型,微型之分,它们再硬件配置上差别很大,但绝大多数是根据 冯-诺依曼计算机体系结构来设计的,即具有五大部件:存储器(这里指主存储器),运算器,控制器,输入设备和输出设备。
运算器和控制器合称CPU,CPU和存储器通常组装在一个主板上,合称主机。
输入设备和输出设备合称输入\输出设备(有时也称外部设备和外围设备),位于计算机的外部。
1.存储器的主要功能是存放程序和数据,程序是计算机操作的依据,数据是计算机操作的对象,它们在存储器中以二进制的形式表示,统称为信息。
与存储器有关的还有地址总线和数据总线,分别为访问存储器传递地址信息和数据信息。
2.运算器 是一个用于信息加工的部件,又称为执行部件,它对数据进行算术运算和逻辑运算,运算器通常由算术逻辑部件(ALU)和一系列寄存器组成,ALU是具体完成算术和逻辑运算的部件。寄存器用于寄放运算操作数。
3.控制器 是全机的指挥中心,控制器的工作实质是解释程序,从存储器读取一条指令,经过分析译码,产生一系列操作指令,发向各个部件,控制各个部件的动作,使机器正常运行。
4.输入设备是将信息转化为计算机能够接收并识别的信息形式的设备。
5.输出设备是将计算机运算结果的二进制信息转化为人类或其他设备能接收和识别的形式的设备。
1.2.2 计算机的软件系统
计算机中的全部程序的集合称为计算机的软件系统,软件系统分为应用软件和系统软件两大类。
应用软件用于解决用户某种应用问题而编译的程序,系统软件用于实现计算机系统的管理,跳度,监视和服务等功能,目的是方便用户,提高计算机使用效率;系统软件通常分为6类:操作系统,语言处理程序,标准库程序,服务程序,数据库管理系统,计算机网络软件
1.2.3计算机系统的层次结构
第一级:微程序设计级
第二级:一般机器级
第三级:操作系统级
第四级:汇编语言级
第五级:高级语言级