文档介绍：第一章计算机系统概论
计算机的语言
计算机语言经历了由机器语言→汇编语言→高级语言的发展过程。
机器语言是和计算机的硬件设计同时产生的,是一组由二进制代码(0和1)组成的指令和数据。
由于机器语言烦琐、单调,难于看懂,给使用和记忆都带来很多困难。所以,人们对它进行了改进,赋予每条指令一个名称,这种指令码的名称叫“助记符”。采用这种助记符的语言就是汇编语言。
计算机结构:
系统程序员所能见到的计算机硬件特性。
计算机组成:
指计算机硬件的具体实现。
计算机的语言
汇编语言虽然比机器语言便于记忆和书写,但还是有许多不足:如功能有限,编程工作繁重而费时,依赖处理器,这些都限制了汇编语言的应用范围。因此,又导致了高级语言的诞生。
常用于科学计算和数据处理的高级语言有:C,BASIC,FORTRAN,ALGOL,PASCAL,COBOL,Ada等。常用于人工智能的语言有LISP和PROLOG等。
计算机只能执行机器语言,因此,汇编语言和高级语言都要先经过编译,将其翻译成机器语言,然后计算机才能执行。
组成计算机的基本部件:中央处理器CPU(运算器和控制器)、存储器、输入输出设备。
输入设备用来输入原始数据和处理这些数据的程序(输入数据和程序)。输入的信息有数字符、字母和控制符,这些字符通常用ASCII码表示,它用7位二进制码来表示一个字符,因此有27即128个,最高一位(第8位)可用于奇偶校验或作其他用处,如果第8位也用作字符编码,则有28即256个,第128~255称为扩展ASCII码。在计算机中,一般把8位二进制码称为一个字节。最常用的输入设备是键盘。
输出设备用来输出计算机的处理结果,可以是数字、字母、表格、图形等。最常用的输出设备是显示器和打印机。
存储器用来存放程序和数据,是计算机各种信息的存储和交流中心。存储器又分为主存储器和辅助存储器,当前在计算机上运行的程序和数据是存放在主存储器中的。
中央处理器又叫CPU,在早期的计算机中分成运算器和控制器两部分,由于电路集成度的提高,现在已把它们集成在一个芯片中。
运算器是对信息或数据进行处理和运算的部件,经常进行的是算术运算和逻辑运算,所以在其内部有一个算术及逻辑运算部件(ALU)。算术运算是按照算术规则进行的运算,如加、减、乘、除、求绝对值、求负值等。逻辑运算是指非算术性质的运算,如比较大小、移位、逻辑乘、逻辑加等。在计算机中,一些复杂的运算往往被分解成一系列算术运算和逻辑运算。
控制器主要用来实现计算机本身运行过程的自动化,即实现程序的自动执行。
在计算机中,各部件间来往的信号可分为三种类型:即地址、数据和控制信号,通常这些信号是通过总线传送的。因此计算机中的总线有地址总线、数据总线和控制总线三类。()
计算机解题的一般过程:
用户用高级语言编写程序,连同数据一起送入计算机(用户程序一般称为源程序);然后由计算机将其翻译成机器语言程序(称为目标程序);在计算机上运行后输出结果。
用高级语言
编写程序
翻译成
机器语言
执行程序
源程序
目标程序
输出结果
人工编写
计算机上运行
计算机上运行
虚拟机器M4
(高级语言机器)
虚拟机器M3
(汇编语言或
中间语言机器)
虚拟机器M2
(操作系统机器)
实际机器M1
(机器语言机器)
高级语言程序经编译程序翻译成汇编语言或中间语言程序
本级语言程序经编译程序翻译成机器语言程序或操作系统语言
一般用机器语言解释操作系统语言
由硬件或微程序执行机器语言
不同计算机系统之间的多层次结构的划分与实现方法是有差别的,一般来说,相邻级语言的语法结构的差别不要太大,这样才便于编译或解释,但最后总是要翻译成能在机器上执行的机器语言程序。
世界上第一台电子计算机----ENIAC (Electronic Numerical Integrator puter):电子数字积分器和计算机
1943年启动该项目,1946年建成;
是一台十进制而非二进制的机器;
运算速度:5000次加法/秒;
手动编程----通过设置开关和插拔电缆实现
最初建造的原目的是计算导弹的射程,但第一项任务是用于氢弹的计算,表明了其通用性的特点。
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