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1. 计算机软硬件概念
计算机系统由硬件和软件构成
2. 计算机系统层次结构
硬件研究:主要对象为传统机器M1和微程序机器M0
软件研究:主要是操作系统及以上的各级虚拟机
随着超大规模集成电路技术的发展,一部分软件功能将由硬件来实现,目前OS实现了部分的固化,可见软硬件交界面在向上发展。
3. 计算机组成和计算机体系结构
注意如何区分计算机体系结构与计算机组成这两个基本概念。
1. 冯诺依曼计算机
1945年数学家冯诺依曼在研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念。
2. 现代计算机
由于运算器和控制器在逻辑关系和电路结构上联系比较紧密,尤其在大规模集成电路制作工艺出现之后,将它们集成在同一芯片上,称为中央处理器CPU。
计算机硬件组成框图3. 计算机各部件基本组成
注:存储器既可以存储数据也可以存储指令 所以存储字既可以代表一个二进制数、一串字符,也可以代表一条指令早期计算机的存储字长一般和机器字长与数据字长相等,访问一次主存便可以取一条指令或一条数据随着计算机应用范围不断扩大,解题精度不断提高,往往要求指令字长和数据字长可变所以长度不再由存储字长决定,而是由字节个数表示,此时存储器字长、指令字长、数据字长各不相同,但是他们都是字节整数倍
注:完成一条指令的操作需要3个阶段 取指令:控制器命令存储器读出一条指令
分析指令:控制器对这条指令进行分析,指出该指令要完成什么操作,并按寻址特征指明操作数的地址
执行指令:根据操作数所在的地址以及指令的操作码完成某种操作
上机前的准备
由于数字计算机通常只能执行加、减、乘、除四则运算 这就要求在上机解题前,先由人工完成一些必要的操作工作
建立数学模型
用数学模型模型现实世界中一些很难直接用物理模型来研究的对象变化规律
确定计算方法
一些复杂的数学方程式必须通过相应的计算方法来确定
编制解题程序
程序是适合机器运算的全部步骤,编制解题程序就是将运算步骤用一一对应的机器指令描述
举例:计算ax²+bx+c
上机运行
5. 计算机硬件的主要技术指标
衡量一台计算机性能的优劣是根据多项技术指标综合确定,既包括硬件的各种性能指标,又包括软件的各种功能。
1. 计算机的发展史
2. 计算机的应用
3. 计算机的展望
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