文档介绍：第一章计算机系统概论
马慧麟
******@vip.
中央民族大学
信息工程学院
1
本章主要内容
本章主要内容
计算机的发展历程
计算机系统的组成
计算机的层次结构
计算机的性能指标
2
计算机的发展历程
计算机的产生、发展与应用
1、硬件的发展
电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路等共四代,目前正在进行新一代的研制。
2、软件的发展
面向机器的机器语言和汇编语言
面向问题的高级语言
面向对象的高级语言
3、计算机的应用
科学计算、数据处理
工业控制
网络技术及应用……
3
计算机的分类
1、按信号分:模拟和数字
2、按规模分:嵌入式、单片机、微型机、小型机、大型机、巨型机
3、按发展历程分:电子管、晶体管、大规模和超大规模集成电路等四代
4、按指令和数据流分为:
单指令和单数据流SISD
单指令和多数据流SIMD
多指令和多数据流MIMD
4
计算机发展---摩尔定律
早在1964年,(Gordon Moore)在一篇很短的论文里断言:每18个月,集成电路的性能将提高一倍,而其价格将降低一半。这就是著名的摩尔定律。作为迄今为止半导体发展史上意义最深远的定律,摩尔定律被集成电路近40年的发展历史准确无误地验证着。
摩尔定律有另外一种表述方法,即每过10年计算机系统性能将会增加100倍,通讯带宽也会提高100倍,而花费的资金不会增加。
5
计算机系统组成
硬件系统:计算机中的物理设备,由高度复杂的电子电路和精密机械装置构成。
软件系统:程序和数据,
6
1946年,冯. 诺依曼提出,计算机的硬件由五大部件组成
计算机的硬件组成
接口
接口
输入设备
输出设备
运
算
器
控
制
器
存
储
器
系统总线
7
ALU: Arithmetic Logic Unit
CU: Control Unit
MM: Main memory
I/O : Input/Output
CPU: Central Processing Unit
计算机硬件的英文缩写
8
(1)电子电路组成的5大功能部件:运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备
(2)使用二进制表示计算机要执行的指令和要处理的数据
(3)程序和指令保存在存储器中,按地址顺序存放,通过地址的读和写并自动执行。(存储程序控制原理)
(4)指令串行执行,单指令单数据流
(5)早期以运算器为中心
冯·诺依曼体系结构计算机的特点
9
运算器:完成数据的暂存、变换、算术和罗辑运算的部件。
存储器:主存和辅存。主存存储正在运行的程序和相关数据,辅存保存程序和数据文档。
控制器:控制计算机有条不紊地执行程序的部件。
程序控制
输入设备:用户向计算机送入用户操作命令、程序和数据。
输出设备:用于送出计算机的运行结果等内容。
五大功能部件的功能
10