Loading... ## 第1章 概论 ### 1.1 电子计算机与存储程序控制 #### 1.1.1 电子计算机的发展 世界上第一台电子计算机是**ENIAC**（1946.2）。特点：十进制、重、占地大。 电子计算机的发展： - 1946-1958 电子管 - 1958-1964 晶体管 - 1964-1971 小中规模集成电路 - 1971-now 大、超大规模集成电路 #### 1.1.2 存储程序概念 1. 计算机（指硬件）应由**运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备**五大基本部件组成； 2. 计算机内部采用二进制来表示指令和数据； 3. **将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作**，这就是存储程序的基本含义。 ### 1.2 计算机的硬件组成 中央处理器（CPU）=运算器+控制器 主机=中央处理器+主存储器（内存储器） <img src="http://wx2.sinaimg.cn/mw690/007pUhxjly1g0k5wh8y35j30pm0demy0.jpg" alt="image" /> #### 1.2.1 计算机的主要部件 输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器 三级存储系统： ```mermaid graph TB cache[高速缓冲存储器] --> 主存储器 主存储器 --> 辅助存储器 ``` 速度从快到慢，容量从小到大，价格从高到低 - **主存储器：**可由CPU直接访问，用来存放当前正在执行的程序和数据。 - **辅助存储器：**设置在主机外部，CPU不能直接访问，用来存放暂时不参与运行的程序和数据，需要时再传送到主存。 - **高速缓冲存储器（Cache）：**CPU可以直接访问，用来存放当前正在执行的程序中的**活跃部分（副本）**，以便快速地向CPU提供指令和数据。 #### 1.2.2 计算机各大部件之间连接 1. 总线结构 总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，它能分时地发送与接收各部件的信息。（**共享、分时**） <img src="http://wx3.sinaimg.cn/large/007pUhxjly1g0k5yn1j2wj30l708sgly.jpg" alt="1551189026845" /> 总线分类：地址总线、数据总线和控制总线 2. 大、中型计算机的典型结构 <img src="http://wx2.sinaimg.cn/mw690/007pUhxjly1g0k60wal2zj30mb0bh0tl.jpg" alt="image" /> #### 1.2.3 不同对象观察到的计算机硬件系统 #### 1.2.4 冯·诺依曼结构和哈佛结构的存储器设计思想 1. 冯·诺依曼结构 ```mermaid graph LR 存储器-- 地址总线 -->CPU 存储器-- 数据总线 -->CPU CPU-- 数据总线 -->存储器 ``` 2. 哈佛结构 ```mermaid graph LR 程序存储器-- PM数据总线 --> CPU CPU-- PM地址总线 --> 程序存储器 CPU-- PM数据总线 --> 程序存储器 CPU-- DM数据总线 --> 数据存储器 CPU-- DM地址总线 --> 数据存储器 数据存储器-- DM数据总线 --> CPU ``` **指令和数据是完全分开的。** ### 1.3 计算机系统 计算机系统=硬件系统+软件系统 #### 1.3.1 硬件和软件的关系 对于程序设计人员来说，**硬件和软件在逻辑上是等价的。** **固件**是指那些存储在能永久保存信息的器件（如ROM）中的程序，是**具有软件功能的硬件**。 #### 1.3.2 系列机和软件兼容 **系列机**是指一个厂家生产的，具有相同的系统结构，但具有不同组成和实现的一系列不同型号的机器。 系列机应在指令系统、数据格式、字符编码、中断系统、控制方式、输入/输出操作方式等方面保持统一，从而保证软件的**兼容性**。 不要求向下、向前兼容，保证向后兼容，力争向上兼容。（上下指的是机器档次，前后指的是时间） <img src="http://wx2.sinaimg.cn/large/007pUhxjly1g0k6kmth9rj30mh0f6wf1.jpg" alt="1551190287080" /> #### 1.3.3 计算机系统的多层次结构 <img src="http://wx2.sinaimg.cn/mw690/007pUhxjly1g0k6lcc6w9j30dd0gh0u3.jpg" alt="image" /> #### 1.3.4 实际机器和虚拟机器 虚拟计算机是指这个计算机只对该级的观察者存在。对某一层次的观察者来说，他只能是通过该层次的语言来了解和使用计算机，至于下层是如何工作和实现的就不必关心了。简而言之，**虚拟计算机是指以软件或以软件为主实现的机器。** ### 1.4 计算机的工作过程和主要性能指标 Last modification：February 26th, 2019 at 10:31 pm © 允许规范转载 Support If you think my article is useful to you, please feel free to appreciate ×Close Appreciate the author Sweeping payments Pay by AliPay Pay by WeChat
