- 白中英《计算机组成原理》(第5版)笔记和课后习题详解
- 圣才电子书
- 1037字
- 2021-06-08 15:16:10
第1章 计算机系统概论
1.1 复习笔记
一、计算机的分类
1电子模拟计算机
模拟计算机的特点是数值由连续量来表示,运算过程也是连续的。
2电子数字计算机
(1)概述
电子数字计算机是用数字来表示数量的大小,其特点是按位运算,并且不连续地跳动计算。
(2)分类
①专用计算机
专用计算机是针对某一任务设计的计算机。
②通用计算机
通用计算机分类及区别如图1-1所示。
图1-1 多核机、单片机、PC机、服务器、大型机、超级计算机之间的区别
3电子模拟计算机与电子数字计算机的区别
电子模拟计算机与电子数字计算机的主要区别如表1-1所示。
表1-1 电子数字计算机与电子模拟计算机的主要区别
二、计算机的发展简史
1计算机的五代变化
①电子管计算机
②晶体管计算机
③中小规模集成电路计算机
④大规模和超大规模集成电路计算机
⑤巨大规模集成电路计算机
2计算机的性能指标
描述计算机性能的指标如表1-2所示
表1-2 计算机性能指标
三、计算机的硬件
1硬件组成要素
数字计算机的主要组成部分可以表示为如图1-2所示。
图1-2 数字计算机的主要组成结构
2运算器
运算器示意图如图1-3所示。运算器的主要功能是进行加、减、乘、除等算术运算,也可以进行逻辑运算,因此通常称为ALU(算术逻辑运算部件),其运算方式为二进制。
图1-3 运算器结构示意图
3存储器
存储器全是0或1表示的二进制代码,通常用单位KB、MB来表示。
4控制器
(1)计算程序
解决某一问题的一串指令序列,称作该问题的计算程序,简称为程序。
(2)指令的形式
指令的一般形式为:
其中操作码表示要进行的操作,地址码表示数据的存取位置,操作码和地址码都用二进制代码来表示。根据指令和数据的不同存放方式,计算机可分为两种结构:
①冯·诺依曼结构,其原理是存储程序并按地址顺序执行,指令和数据放在同一个存储器;
②哈佛结构,指令和数据分别放在两个存储器。
(3)控制器的基本任务
控制器的基本任务是按照计算程序所排的指令序列,先从存储器中取出指令,然后再执行指令。通常把取指令的一段时间称作取指周期,把执行指令的一段时间称作执行周期。
(4)指令流和数据流
如果某字代表要处理的数据,称为数据字;如果某字代表一条指令,称为指令字。
指令流是指机器执行的指令序列,数据流是指由指令流调用的数据序列。
四、计算机的软件
凡是用于一台计算机的各种程序,统称为这台计算机的程序或软件系统,其分类为:
(1)系统程序
①各种服务性程序;
②语言程序;
③操作系统;
④数据库管理系统。
(2)应用程序
五、计算机系统的层次结构
计算机通常由五个以上不同的级组成,每一级都能进行程序设计,如图1-4所示。
图1-4 计算机系统的层次结构