計算機系統概述

2022-03-13 03:43:45 字數 2573 閱讀 7658

電子計算機可以分成兩類

電子模擬計算機特點:以連續變化的電流或電壓來表示被運算量的電子計算機

電子數字計算機特點:按位運算,是不連續地跳動運算。

數字計算機按照**、速度、效率、執行的經濟效益又分為兩大類

通用計算機又有下面這幾種

計算機的效能指標主要是:cpu效能指標,儲存器效能指標和io的吞吐率

運算器的主要作用就是:用來做邏輯運算、算術運算

我們在日常生活中都是使用十進位制的,為什麼在數字計算機中使用二進位制呢?

二進位制數中0和1可以表示電壓的高低,脈衝的有無,運算簡單,在電子器件中很容易實現

儲存器的主要作用:儲存資料、指令

乙個數假定用16位二進位制表示,那麼就需要16個觸發器儲存這個數。16個觸發器構成乙個儲存單元

儲存器中會有許許多多的儲存單元,每個儲存單元的編號稱為位址

許許多多的儲存單元的總量稱為儲存容量

半導體儲存器簡稱為記憶體

由於記憶體的大小是有限的,所以我們需要磁碟、光碟儲存器來存放我們的資料。磁碟、光碟這類的儲存器稱為外存

控制器的主要作用:取出儲存器中的指令,根據指令的性質,執行指令。

前面在講解儲存器的時候已經提出了指令這個名詞了,現在也提出了指令這個名詞。指令究竟是什麼東西呢??

運算器只能執行算數運算(加減乘除)和邏輯運算,每乙個這樣的基本操作(算數運算、邏輯運算)就稱作為一條指令,而解算某乙個問題需要用到多個指令,這多個指令我們叫它為計算程式,簡稱程式

指令是儲存在儲存器中的,指令應該告訴控制器要從儲存器的哪兒取資料,要進行哪種運算

所以指令應該由兩部分組成:

位址碼和普通的資料是一樣的,是用二進位制的數碼來表示。操作碼是用二進位制**的編碼來表示的。

一些概念及術語:

指令數位化以後,就可以儲存在儲存器中了。儲存器的任何位置都能夠儲存資料和指令。

依照馮諾依曼的設計思想:指令和資料儲存在同一的儲存器之中,但是指令和資料是分開存放。計算機可以在無人干預的情況下可以完成取出指令和執行指令的任務(指令是按照位址順序存放的)

哈佛結構和馮諾依曼的設計思想是不同的。

哈佛結構是把指令和資料分別都用乙個儲存器來儲存,指令和資料是互補干擾的。

按照計算程式所排的指令序列,一條一條地從儲存器中取出指令,執行指令。

輸入裝置和輸出裝置並不是直接與高速工作的主機相連線,它是通過介面卡部件與主機相連線的

計算機系統中還必須要有匯流排,系統匯流排是計算機系統的骨架,是多個系統部件之間進行資料傳送的一條公共通路

借助系統匯流排,計算機在各系統部件之間實現傳送位址、資料和控制資訊的操作

應用軟體:使用者利用計算機來解決某些問題而編制的程式

機器指令和微指令的關係歸納如下:

一條機器指令對應乙個微程式,這個微程式是由若干條微指令構成的。因此,一條機器指令的功能是若干條微指令組成的序列來實現的。簡而言之,一條機器指令所完成的操作劃分成若干條微指令來完成,由微指令進行解釋和執行。

從指令與微指令,程式與微程式,位址與微位址的一一對應關係上看,前者與記憶體儲器有關,而後者與控制儲存器(它是微程式控制器的一部分)。

計算機系統被分成了5級

隨著大規模積體電路技術的發展和軟體硬化的趨勢,可以把許多複雜的、常用的程式製作成韌體。

也就是說,本來通過軟體手段來實現的某種功能,現在可以通過硬體來直接解析執行。由於通過硬體直接解析執行程式的語句不需要通過編譯的處理,所以效率是會快很多的。

當然啦,軟體與硬體的邏輯是等價性的,硬體相關的操作也能轉換成軟體的

計算機系統概述

計算機硬體發展 第一代計算機,電子管計算機,這代計算機只有機器語言即01 執行速度比較慢,第二代計算機,電晶體計算機,開始出現分時作業系統和一些高階語言 第三代計算機,中小規模計算機,開始有了作業系統雛形 計算機,超大規模積體電路,開始出現微型處理器 計算機軟體的發展。剛開始的計算機沒有什麼軟體,直...

計算機系統概述

cpu工作的基本週期中,首先從記憶體中提取指令,之後對其解碼以確定其型別和運算元,最後執行 重複取指 解碼並執行下一指令,直至所有程序執行完畢。進一步分析 cpu必須具有控制程式的順序執行 指令控制 產生完成每條指令所需要的控制命令 操作控制 對各種操作加上時間上的控制 時間控制 對資料進行算術運算...

計算機系統概述

計算機有4個主要的結構化部件 處理器 記憶體 輸入輸出模組 系統匯流排。在某些情況下,允許i o模組直接與記憶體發生資料交換,以減輕在完成i o任務過程中的處理器負擔 可程式設計i o的問題是處理器通常必須等待很長時間,以確定i o模組是否做好了接收或傳送更多資料的準備。處理器在等待期間必須不斷詢問...