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第一章、计算机系统概述
1.计算机发展历程
计算机硬件发展历程: 电子管时代-->晶体管时代-->中小规模集成电路时代-->超大规模集成电路时代-->智能计算机-->生物计算机和量子计算机。计算机的分类: 专用计算机、通用计算机。摩尔定律: 当价格不变时,集成电路上可容纳的元器件的数目,约每隔18~24个月便会增加一倍,性能也将提升一倍。揭示了信息技术进步的速度。其他:操作系统直接影响计算机系统性能。
2.计算机系统层次结构
计算机系统=硬件+软件=(中央处理器、存储器和外部设备等)+(计算机的运行程序和相应的文档)
2.1 计算机硬件的基本组成
(1)存储器:分为主存储器(内存储器)和辅助存储器(外存储器)。主存储器存放重程序和数据,辅助存储器中的信息必须调入主存后才能被CPU访问。 (2)运算器:主要功能时进行算术运算和逻辑运算,核心是算数逻辑单元(ALU)。运算器包含若干通用寄存器。 (3)控制器:计算机的指挥中心。由程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)和控制单元(CU)组成。 (4)输入设备。 (5)输出设备。
2.2 计算机软件的分类
(1)系统软件; (2)应用软件。
2.3 计算机编程语言分类
机器语言、汇编语言、高级语言。
2.4 编译程序与解释程序的区别
编译程序生成目标代码,而解释程序不生成;编译程序产生目标代码的执行速度比解释程序的执行速度快。
2.5 计算机的工作过程
不断地从存储器中逐条取出指令,然后送至控制器,经分析后由CPU发出各种操作命令,指挥各部件完成各种操作,直至程序中全部指令执行结束。
2.6 计算机系统的层次结构
(1)第1级。微程序机器级。微指令由硬件直接执行。 (2)第2级。传统机器级(机器语言)。用微程序解释指令系统。 (3)第3级。操作系统级。用机器语言解释作业控制语句; (4)第4级。汇编语言机器级。用汇编程序翻译成汇编语言程序; (5)第5级。高级语言机器级。用编译程序翻译成汇编程序或直接翻译成机器语言。
3.计算机性能指标
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