计算机组成原理

计算机组成原理

第1章计算机系统概论

1.1计算机系统的分类

1.2计算机硬件的组成及功能

1.3计算机软件的分类

1.4计算机的分类及应用领域

1.5现代计算机应用技术

1.1946年第一台计算机 ENIAC（Electronic Numerical Integrator and Calculator）诞生

2. 冯·诺依曼指出计算机硬件系统应由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分构成

3. 程序和数据在计算机中以二进制的方式执行

4. 指令由操作码和地址码组成。

5. 运算器是一种执行部件。其主要任务是完成信息的加工处理。这些处理主要有加、减、乘、除等算术运算和与、或、非、异或、同或等逻辑运算。运算器主要由运算逻辑单元ALU和寄存器两部分组成，寄存器部件用来提供参与运算的操作数，并暂时存放运算结果

6. 数据在计算机中通常以二进制数形式存储和运算，这是因为二进制数的运算规律较为简单。二进制数就是以2为基数来计数，即逢二进一，在二进制中只有0和1两个独立的数符，而这恰好能够与电子器件中电压的高低、脉冲的有无对应起来，在电路中容易实现

7. 控制器是计算机的控制中心。控制器作为CPU（中央处理器）的核心部件主要用来协调计算机的工作，完成程序信息的处理和数据的输入/输出。控制器的实现方法有两种，即组合逻辑方法和微程序控制方法。组合逻辑方法的特点是以集成电路来产生指令执行的微操作信号。具有程序执行的速度快，控制单元的体积小等优点。

8. 存储器的主要功能是存放程序与数据。程序和数据在存储器中都是以二进制的形式表示，每8位二进制划分为一个存储单元。访问存储单元中程序与数据必须先给出该单元地址。存储器主要由存储体、地址寄存器与译码线路、读写电路与数据寄存器、控制线路等构成，包括ROM（只读存储器）和RAM（随机存取存储器）两种。

9. 操作系统是一组控制程序的总称。可以用它控制和管理计算机的各种资源，实现计算机系统运行自动化。它是系统软件中最核心的组成部分，其主要任务有两个：一是管好计算机系统的全部资源，使它们能充分发挥作用、高效率的工作。在这里所提及的资源是指计算机系统的各种功能部件，主要包括微处理器、存储器、各种外部设备、各种软件。二是为计算机系统和用户之间提供接口，使用户利用操作系统提供的功能去使用计算机，进而在用户面前展现的是一台功能强、使用方便的计算机。

10. 操作系统由执行程序、调度程序、中断处理和中断服务程序、设备处理程序、存储管理程序、程序库管理程序等模块组成

11. 单用户操作系统，用于系统规模不大又要求完成较广泛任务的场合，例如：MS-DOS、PC-DOS、CP/M等

12. 多用户操作系统，又称为分时系统，用于多个用户需要同时使用计算机的场合，例如：Unix、Linux、OS/2、Windows 98/2000/XP、Windows Vista等。

13. 网络操作系统，用于需要对网络信息进行管理，实现信息共享的场合，例如：NetWare、Windows NT等

14. 实时操作系统，用于在严格时间范围内，对外部请求做出反应，系统具有高度可靠性的场合，例如：Windows CE、UcLinux、Rdos等

15. 机器语言：是一种用二进制形式表示的，并且能够直接被计算机硬件识别和执行的语言。机器语言与计算机的逻辑结构相关

16. 汇编语言：是一种将机器语言符号化的语言，它用形象、直观、便于记忆的字母、符号来代替数字编码的机器指令。

17. 高级语言：是一种与具体计算机逻辑结构不相关的，表达方式接近于被描述的问题的程序设计语言

18. 面向对象语言：是当今软件开发的主流方法和技术。面向对象语言具有的抽象性、封装性、模块性、继承性和多态性，以及支持自顶向下和自底向上的软件开发风范和良好的可维护性日益被人们重视。

19. 嵌入式系统一般指非PC系统，它包括硬件和软件两部分。硬件包括嵌入式微处理器、存储器及外设器件和I／O端口、图形控制器等。软件部分包括操作系统软件（OS）和应用程序编程。应用程序控制着系统的运作和行为；而操作系统控制着应用程序编程与硬件的交互作用。