《計算機組成原理》
第一章 概論
1.1.2 存盤程式作業方式
存盤程式是計算機的核心內容,表明了計算機的作業方式,包含3個要點:事先撰寫程式,存盤程式,自動、連續地執行程式,
(1)根據求解的問題事先撰寫程式
計算機處理任何復雜的問題都是通過執行程式來實作的,因此,在求解某一問題時,用戶要根據解決這個問題所采用的演算法事先撰寫程式,規定計算機需要做哪些事情,按什么步驟去做,
(2)事先將程式存入計算機中
如前所述,用戶某種編程語言變得程式稱為源程式,它由字符組成,計算機不能識別,因此,需要通過編譯器將源程式轉換為二進制代碼,保存在存盤器中,
(3)計算機自動、連續地執行程式
程式已經存盤在計算機內部,計算機被啟動后,不需要人工干預,就能自動、連續地從存盤器中逐條讀取指令,按指令要求完成相應操作,直到整個程式執行完,
設定一個程式計數器(Program Counter ,PC),用它存放當前指令所在的存盤單元地址,如果程式順利執行,則在讀取當前指令后將PC的內容加1(當前指令只占用一個存盤單元),指示下一條指令的地址,如果程式要進行轉移,則將轉移目標地址送入PC,以便安裝轉移地址讀取后繼指令,
1.1.3 計算機的分類
專用計算機,專門為解決某一特定問題而設計制造的計算機,
通用計算機指各行業和各種作業環境都能使用的計算機,一般具有較高的運算速度、較大的存盤容量、配備了比較齊全的外部設備和軟體,
通用計算機的適應能力強,其應用范圍也很廣,
(1)微型機
微型機,俗稱微機,是計算機領域中目前發展的最快、應用也最廣的一種計算機,常見的微型機有個人臺式計算機、、筆記本電腦、一體機和作業站等,
(2)小型機
小型機是相對于大型機而言的,小型機的軟體、硬體系統規模比較小,但價格較低、可靠性高、便于維護和使用,
(3)大型機
大型計算機簡稱大型機,一般作為大型的高性能商業服務器,因其具有較大的體積(通常占地面積幾十平方米)而得名,
(4)超級計算機
超級計算機,早期叫巨型機,現在常簡稱為“超算”,與大型機相比,超級計算機通常有成千上萬個計算機節點和服務器節點組成,具有強大的計算和處理資料的能力,主要特點表現為超高的計算速度和超大的存盤容量,并配有多種外部和外圍設備及功能豐富的軟體系統,
1.2 計算機的誕生與發展
1.2.1 馮 · 諾依曼體系
馮 · 諾依曼體系體系的主要思想可以概括為:1 計算機硬體系統由五大部件(存盤器、運算器、控制器、輸入設備和輸出設備)組成;2 計算機中采用二進制形式表示資訊(資料、指令):3 采用存盤程式的作業方式,這也是馮 · 諾依曼體系最為核心的思想,
1.2.2 計算機發展歷程
1.第一代、電子管計算機(1946-1957年)
這一帶計算機主要特點是采用電子管元件作為基本器件,一般使用光屏管或汞延時電路作為存盤器,輸入或輸出主要采用穿孔卡片或紙帶等,通常體積比較大、功耗較高、計算速度較慢、存盤容量較小、可靠性較差等缺點,
2. 第二代,晶體管計算機(1958-1964年)
20世紀50年代中期,晶體管的出現使計算機生產技術得到了根本性的發展,晶體管代替了電子管作為計算機的基礎器件,整體性能上,它比第一代計算機程式設計有很大提高,同時,出現了許多專用的計算機程式設計的高級語言,如FORTRAN、COBOL和Algo160等,
3. 第三代,中小規模集成電路計算機(1965-1971年)
隨著半導體發展,集成電路開始出現,此階段,中小規模集成電路逐漸成為計算機的主要邏輯部件、半導體存盤器也開始采用,有了標準化的程式設計語言和人機會話式的BASIC語言,
4. 第四代,大規模和超大規模集成計算機(1971年至今)
大規模和超大規模集成電路(VLSI)技術逐漸成熟,因此在計算機中普遍采用大規模和超大規模集成電路作為核心邏輯部件,這使得計算機的體積、功耗和成本等更進一步降低,微型計算機也隨之出現,
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