计算机的四代 ①电子管时代。特点:逻辑原件采用电子管,使用机器语言编程 ②晶体管时代。特点:逻辑原件采用晶体管,软件开始使用高级语言 ③中小规模集成电路时代。特点:逻辑原件采用中小规模继承电路,出现了半导体存储器,开始有了分时操作系统 ④超大规模集成电路。逻辑原件采用了大规模集成电路,并产生了微处理器。
计算机组成
摩尔定律:当价格不变是,集成电路上可容纳的晶体管数目,约每隔18个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。完整的计算机系统由硬件系统和软件系统共同构成。对于某一功能来说,其既可以用软件来实现,又可以用硬件实现,则称为软件件在逻辑上是等效的。使用硬件可以提高效率,而软件则可以提高灵活性冯若伊曼机是指,存储程序的思想奠定了现在计算机的基本结构。特点有: ①计算机硬件系统是由运算器,存储器,控制器,输入设备和输出设备五大部件组成 ②指令和数据以同等的地位存于存储器内,并按地址寻址 ③指令和数据均用二进制代码表示 ④指令有操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置 ⑤指令在存储器中按顺序存放,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置 ⑥早期的冯若伊曼机以运算器为中心,现代计算机已经发展为以存储器为中心,以提高系统整体的运行效率(是I/O操作尽可能的绕过CPU,直接在I/O设备和存储器之间完成)存储器分为主存和辅存,CPU能够直接访问的存储器是主存,辅存是帮助主存记忆更多的信息,辅存的信息必须调入主存后,才能被CPU访问。其工作方式是按存储单元的地址进行存取的(相联存储器是按内容访问的),其组成主要有MAR(地址寄存器),MDR(数据寄存器)运算器是计算机的执行部件,完成算数运算和逻辑运算,核心是ALU(Arithmetic and Logical Unit)算数逻辑单元。还包含若干通用计算器,其中ACC(累加器)(MQ)乘商寄存器(X)操作数寄存器是最重要的。其中还有PSW(程序状态寄存器)控制器是计算机的指挥中心,由PC(程序计数器),IR(指令寄存器),CU(控制单元)组成。运算器和控制器集成到同一个芯片上,合成为中央处理器,简称CPU,CPU和主存共同构成主机计算机软件的分类
系统软件,是指保证计算机系统高效,正确运行的基础软件。如OS(操作系统),DBMS(数据库管理系统),语言处理程序(编译软件),网络软件程序系统,服务型程序(连接程序)应用系统,是指用户为解决某个应用领域中的各类问题而编制的程序,如各种各种科学计算类程序,工程设计类程序,数据统计和处理程序。三个级别的语言。①机器语言,又称为二进制代码语言,是计算机唯一可以直接识别和执行的语言②汇编语言,代替二进制的指令代码③高级语言(C,C++,java) 高级语言–编译–>汇编语言–汇编–>机器语言取指令的流程
取指令:PC->MAR(地址寄存器)->M->MDR(数据寄存器)->IR分析指令:OP(操作码)(IR)->CU执行指令:Ad(IR)->MAR->M->MDR->ACC 每取完一条指令,还必须为取下条指令做准备,即(PC)+1->PC计算机的性能指标
机器字长,机器字长是指计算机进行一次整数运算所能处理的二进制数据的位数。通俗来说,64位的操作系统就是指机器字长64位,每次能进行处理的二进制数据的位数是64位。数据通路带宽。数据总线一次所能并行传送信息的位数主存容量,主存储器中所能存储信息的最大容量,MAR的位数反应了存储单元的个数。例入MAR是16位,2^16=65536,即存储体内有65536个存储单元,即64K内存.若MDR为32位,表示存储容量为64K*32位运算速度 ①吞吐量:系统在单位时间内处理请求的数量,它取决于信息能多块的输入内存。系统的吞吐量主要取决于主存的存取周期 ②响应时间:用户像计算机发送一个请求,到系统对请求做出响应并获得他么你所需要的结果的等待时间。 ③CPU时钟周期:主频的倒数,是CPU中最小的时间单位,每隔动作至少需要一个时钟周期 ④主频:机器内部主时钟的频率,是衡量机器速度的重要参数。主频越高,执行指令速度越快。新闻热点
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