计算机组成原理--计算机网络概述

电子计算机是一种可以存储程序，并通过执行程序指令，可以自动、高速、精确地对数字信息进行各种复杂处理，然后输出运算结果的高科技智能电子设备。

一个计算机系统主要包含五个逻辑模块：
输入设备、存储器、输出设备、运算器、控制器。

计算机信息的数字化表示

1. 在计算机中用数字代码(二进制代码)表示各种信息。
2. 在物理机制上用数字信号(数字型电信号—电平信号或脉冲信号)表示数字代码。
3. 信息数字化表示的优点：
   （1） 物理上易实现信息的表示和储存
   （2） 抗干扰能力强，可靠性高
   （3） 数字的表示范围大，精度高
   （4） 可表示的信息类型广泛
   （5） 能用数字逻辑技术进行处理

计算机信息存储程序工作方式

1. 编制程序
2. 存储程序
3. 自动、连续的执行程序
4. 输出结果

计算机的工作流程：

编写程序  --> 输入程序 --> 存储程序 --> 转换为指令序列 --> 执行指令 --> 输出结果

计算机的分类

计算机从总体上来说可以分为为两大类：
模拟计算机和数字计算机
模拟计算机： 由模拟运算器件构成，处理在时间上和数值上连续的模拟量(如电压、电流等);
数字计算机：有数字逻辑器件构成，处理离散的数字量。

数字计算机又可以分为：专用计算机和通用计算机。
专用计算机 —— 是以快速、经济和高集成度为主要指标的特殊计算机，它是针对特定任务设计的计算机，适应性较差(如：工控机、ATM)；
通用计算机 —— 适应性较高，但是牺牲了效率、速度和经济性，如个人电脑；

按系统规模和计算能力，可分为：巨型机(超算)、大型机、小型机、微型机。

计算机系统的组织

硬件 —— 是指构成计算机系统的实体和装置之类的有形设备，是组成计算机系统的物质基础。
软件 —— 是指由硬件所表达的各种内在信息，包括数据与控制程序。因为他们是无形的东西，所以称之为软件或软设备。

主要功能部件：

1. CPU：主要由运算器、控制器等部件组成。

   运算器：完成两类（算数和逻辑）运算
   运算器特点：

   • 主要由ALU（算数逻辑单元）构成，执行算数、逻辑运算以及移位循环等操作，是CPU功能的主要执行部件。
   • ALU以全加器为核心，具有多种运算功能。
   • 运算位数越多，计算的精度就越高。但器件也更复杂。
   • 运算器的数据宽度一般是：8位、16位、32位或64位。

   控制器：产生控制命令(微命令)，控制全机操作。

2. 存储器：存储数据和数字化后的程序。
   无论是数据还是程序，存储器存储的全是用0或1表示的二进制代码。

   存储器涉及到的概念：存储单元、地址、存储容量、内存储器即主存、外存储器即辅存。

3. 输入输出设备：执行输入输出信息的转换。
   

4. 总线：能为多个部件分时共享的一组信息传送通路。

根据传送内容的不同，可分为三类：

• 传送各种数据信息的数据总线。
• 传送各种地址信息的地址总线。
• 传送各种控制信息的控制总线。

5. 接口：外设的种类、数量，为了将总线与各类外设连接，须在两者之间设置一些部件，具有缓冲、转换、连接等功能，这些部件就是接口。

计算机硬件的典型架构

1. 微型计算机：南-北桥架构
2. 小型计算机：多处理架构
3. 超级计算机(超算): 集群式架构

多处理机系统结构特点

多处理机系统结构：用多处理器CPU构成。

根据处理器之间连接的紧密程度，又分为：紧密偶合型多机系统、松散偶合型多机系统
紧密偶合型多机系统特点：多个(CPU+LM)组，通过系统总线构成多机系统，且有共享的全局主存储器。
松散偶合型多机系统特点：多个计算节点，由通信系统连接成的多机系统，无全局的主存储器。