【计组】第一章 计算机系统概述

(胡科大教书匠版)

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1-1 计算机系统的组成

计算机系统分为软件与硬件两部分

软件: 系统软件(操作系统,标准程序库);应用软件(科学计算,过程控制)

硬件: 主机,外设

计算机系统性能的好坏,取决于硬件和软件功能的总和。

习题

1-2计算机的发展

发展史

电子管-> 晶体管-> 集成电路-> 超大规模集成电路

体积越来越小,功耗越来越低,可靠性越来越高,速度越来越快

摩尔定律

集成电路上可容纳的晶体管数目大约每经过18到24个月便会增加一倍。

换言之，处理器的性能大约每两年翻一倍，同时价格下降为之前的一半。

软件发展

机器语言-> 汇编语言-> 高级语言-> 面向对象

发展趋势

小结

1-3 计算机硬件

冯·诺伊曼计算机架构

五大部件: 运算器、控制器、存储器、输入/输出设备。

冯诺依曼架构以运算器为中心,每次输入/输出操作都需要运算器参与，浪费很多可以用于运算的时间

现代计算机以存储器为中心，输入/输出直接与存储器交互，提高整体效率

五大部件各自的作用

输入/输出设备:接收外部输入信息经过计算机处理再输出给用户。

存储器(主存/辅存): 主存储器，存放程序与数据，直接与CPU交互，又称内存或主存；辅助存储器，帮助主存存储更多数据，又称外部存储器。外存中的数据必须读入主存后才能被CPU访问。

运算器(ALU+相关寄存器):核心为算术逻辑单元ALU，主要进行算术与逻辑运算。

控制器(CU+相关寄存器): 核心为控制单元CU，用于解析存储器中的命令，并发出各种操作命令来执行指令；I/O设备也受CU控制，用于完成相关的I/O操作。

中央处理器CPU: 现代计算机中将运算器与控制器集成在同一颗芯片上，合称为CPU。

存储器: 存储器分为主存与外存，外存帮助主存储存更多数据，外存的数据必须被读取到内存才能被CPU访问。

外部设备: I/O设备与外存共同被称为外部设备