文档介绍：计算机系统概论
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什么是计算机？
计算机是一种不需要人的直接干预而能自动完成各种算术和逻辑运算的工具。
（1）以电子器件为物质基础：电子数字计算机（2）不需要人直接干器:控制指令的执行序列，根据指令的功能给出实现指令功能所需的控制信号
主存储器:存放程序及数据
输入设备
输出设备
BUS
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类型
时期
主要器件
重要特征
第1代
1946-1958
电子管
机器语言，汇编语言。速度低，体积大，价格昂贵，可靠性差，用于科学计算。速度达几千次到几万次
第2代
1958-1964
晶体管
算法语言，操作系统。体积缩小，可靠性提高。从科学计算到数据处理。每秒几万次到几十万次
第3代
1964-1971
中小规模集成电路
体积小，可靠性大大提高，速度达几百万次，软件技术和外设发展迅速应用领域不断扩大。
第4代
1971-1986
大/超大规模集成电路
速度提高至几千万次
出现微型计算机
第5代
1986-
巨大规模集成电路
速度提高至几亿次乃至上百亿次。
出现单片机
计算机的发展史
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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。
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Top500 ()—中国天河-1A
计算机发展史
天河- petaflop/s（1petaflop=1千万亿次）
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Top500 ()—日本“京”(K Computer)计算机
计算机发展史
()，

％
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运算器
控制器
主存储器
输入设备
输出设备
总线和输入输出接口
高速缓存
虚拟存储器
(磁盘设备)
（第二章）
（第五章）
（第三章）
（第六章）
（第七、八章）
中央处理单元CPU
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1、运算器
算术运算
逻辑运算
采用二进制数（容易实现）
位数越多，计算精度越高
计算机的运算器长度：
8位、16位、32位或64位
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2、存储器
功能：保存或“记忆”数据和运算过程
存储的是0或1表示的二进制代码
主存采用半导体器件来作为存储器，一个半导体触发器记忆一个二进制位
存储单元：在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器，组成一个存储单元
存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元的编号，称为地址
存储容量：存储器所有存储单元的总数。通常用单位“KB、MB、GB”等表示
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三级存储体系
规模较大的存储器往往分为若干级，称为存储系统。
常见的三级存储系统，外存——内存——高速缓存。
每个的特点？作用？
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表示参加运算的数据
从存储器的哪个单元取
运算的结果应存到哪个单元
3. 控制器
控制计算机的各个部件有条不紊地进行工作
指令有两部分：操作的性质和操作的地址
操作码
地址码
指出指令所进行的操作
加、减、乘、除、取数、存数等
指令
操作码
加法
减法
乘法
除法
取数
存数
打印停机
001
010
011
100
101
110
111
000
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控制器基本任务
计算机进行运算时，指令必须是按一定的顺序一条一条执行。
控制器的基本任务是：
按照计算程序所排的指令序列，先从存储器取出一条指令放到控制器中，对该指令的操作码由译码器进行分析判别，
然后根据指令的性质，执行指令，进行相应的操作，
接着取第二条指令，再执行第二条指令，依此类推。
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指令字和数据字，指令流和数据流
某字为一条指令，则称为指令字
某字代表要处理的数据，称为数据字
在取指周期中从内存读出的信息是指令流，它流向控制器
而执行周期中从内存读出