計算機系統概論

2021-10-09 14:36:54 字數 4357 閱讀 6948

計算機系統硬體系統軟體系統組成的

軟體是由各類特殊功能的資訊(程式)組成

系統軟體

1.標準程式軟體

2.語言處理軟體:把組合語言翻譯成機器語言和匯程式設計序或者翻譯高階語言的編譯程式

3.作業系統:批處理系統 分時系統 實時系統

4.資料庫管理系統

5.網路系統

6.服務性系統(診斷,除錯,連線)

應用軟體按任務需求編製成的各種程式

計算機解題過程高階語言程式翻譯為目標程式,計算機自動執行目標程式進行輸出

高階語言有兩種翻譯程式,一種是編譯程式這是將使用者編寫的程式一次性的翻譯為機器語言程式,另一種是解釋程式這是將源程式中的一條語句翻譯成對應的機器語言的一條語句,並且立即執行這個語句。它的特點是翻譯依此執行一次,即使下一次重複執行這個語句,仍需重複翻譯。

傳統機器是機器語言機器,用微程式解釋機器指令

微程式機器是微指令系統,由硬體直接執行微指令。

傳統機器前邊還有各種虛擬機器,由下到上分別是作業系統機器組合語言機器高階語言機器。其中作業系統機器使用機器語言解釋作業系統。

高階語言機器可以通過編譯和解釋程式來直接到達實際機器。

計算機的基本組成

馮諾依曼計算機的特點

1.計算機由運算器儲存器控制器輸入裝置輸出裝置組成

2.指令資料都以同等地位放於儲存器中,並可按位址尋訪

3.指令資料均是以二進位制來表示的

4.指令由操作碼位址碼組成的

5.儲存程式(通常順序存放)

6.機器以運算器為中心,輸入輸出裝置與儲存器之間的資料傳送由運算器完成。

馮諾依曼計算機結構的核心思想為儲存程式的控制

計算機的更新換代以電子器件為依據

計算機將一部分軟體永恆的存於唯讀儲存器中,稱之為韌體

輸入輸出裝置以及外接的輔助儲存器稱為外部裝置

運算器alu來完成算數運算和邏輯運算,並且將運算的中間結果暫存在運算器。

儲存器m用來存放資料和程式。

控制器cu用來控制,指揮程式和資料的輸入,執行以及處理運算結果。

輸入裝置用來將人們熟悉的資訊形式轉變為機器能識別的資訊形式。

輸出裝置可將機器運算結果轉變為人們熟悉的資訊形式。

alu(算數邏輯單元)和cu(控制單元)組成cpu

儲存器(計算機儲存系統)分為主存輔存

主機分為cpu和儲存器,也就是五大部件中除去輸入和輸出,包括運算器,控制器,儲存器

程式:運算的全部步驟

指令:每乙個步驟

運算器可以儲存一些資料,進行運算後,直接儲存在其中,當進行下個資料運算時,應把資料首先放入儲存器中。

acc為累加器

alu為算數邏輯單元

mq乘商暫存器

x運算元暫存器

主儲存器(主存或記憶體)包括儲存體和各種邏輯部件以及控制電路。

儲存體由許多儲存單元組成

儲存單元又由若干個儲存元件(儲存單元,儲存元)組成。每個儲存單元可以存乙個二進位制**。

乙個儲存單元存放一串二進位制**

mdr:儲存器資料暫存器反映儲存字長

x操作暫存器

mq乘商暫存器

accx一同進入alu中,運算後進入acc

控制器的基本組成

cu:控制單元,控制各部分工作,分析當前的所需操作,發出微操作命令,控制各部分工作。

ir:包括(op 和 ad)分析指令 存放當前欲執行的指令

pc: 取指令 存放當前欲執行指令的位址,具有計數的功能 pc+1=pc

主機完成一條程式的過程

程式首位址先到pc

啟動程式執行

取指令pc 到 mar 到 m 到 mdr 到 ir,pc+1 到 pc

分析指令 op(ir)到 cu

執行指令 ad(ir) 到 mar 到 m 到 mdr 到 acc

計算機硬體的主要技術指標

1,機器字長:cpu一次能處理資料的位數,這與cpu中的暫存器位數有關

2.運算速度有各種方法可以計算,比如吉普森法

儲存容量包括主存容量輔存容量

主存容量=儲存單元個數 * 儲存字長

如 mar mdr 容量

比如mar有10位,則它可以有2的10次方的排列方式

1k=2的10次方

位元組數

1b(位元組bety)=2的3次方b(位)

2的13次方=1kb

輔存容量

位元組數1gb=2的30次方b

1gb=210mb=220kb=2^30b

計算機儲存資料的基本單位為位元(bit)

計算機發展史

2023年eniac 十進位制運算電子管

2023年電晶體

2023年中小規模積體電路

2023年大規模積體電路

2023年超大規模積體電路

摩爾定律 moore:微晶元上整合的電晶體數量每三年翻兩番

晶元的整合度受物理極限的制約

按幾何級數遞增的製作成本

晶元的功耗 散熱 線延遲

軟體技術的興起

機器語言 面向機器

組合語言 面向機器

高階語言 面相問題

計算機的應用

1.科學計算和資料處理

2.工業控制和實時控制

3.網路技術(1 電子商務 2 網路教育 3 敏捷製造)

4.虛擬實境

5.辦公自動化和管理資訊系統

6.輔助設計 輔助製造 整合製造

7.多**技術

8.人工智慧

《計算機系統概論》

1.4 計算機系統簡述 計算機的定義 計算機是這樣一種機制,同時在做兩方面的事情 既控制著資訊處理過程,同時也是資訊處理過程的具體執行者算什麼 怎麼算。計算機的其他部件可以讓使用者使用起來更加方面,如印表機 滑鼠等,本書重點介紹的是cpu。1.5 兩個非常重要的思想 所有的計算機,只要給予足夠的記憶...

計算機系統概論

計算機系統由 硬體 和 軟體 兩大部分組成 計算機系統的層次結構 實際機器包括傳統機器和微程式機器 翻譯程式有兩種 1 編譯程式 高階語言一次全部翻譯成機器語言程式,而後再執行機器語言程式 2 解釋程式是將源程式的一條語句翻譯成對應的機器語言的一條語句,並立即執行這條語句 計算機體系結構是指那些能夠...

計算機系統概論

1.1 基本結構 從頂層看來,一台計算機由處理器,儲存器和輸入輸出裝置組成,每類部件有乙個或者多個模組,這些部件以某種方式進行互聯,計算機有四種主要的結構化部件 1 處理器 processor 控制計算機的操作,執行資料處理功能,當只有乙個處理器時候,它通常指cpu 2 記憶體 main memor...