计算机组成原理 概论

软件设计师考试必备干货！计算机组成原理知识点总结思维导图，包括计算机硬件系统、计算机体系结构、计算机安全等三大板块内容。学会运用思维导图，可以大大提高你复习的效率，赶快收藏起来吧！

计算机组成原理概论

• 1. 计算机的发展历史
  • 更新换代的计算机硬件
    • 1.电子管时代
    • 2.晶体管时代
    • 3.中，小规模集成电路时代
    • 4.超，大规模集成电路时代(出现了RISC指令集)
    • 5.超级规模集成电路时代
  • 日臻完善的计算机软件
    • 1.汇编语言阶段(20世纪50年代)
    • 2.程序批处理阶段(60年代)
    • 3.分时多用户阶段(70年代)
    • 4.分布式管理阶段
    • 5.软件重用阶段
    • 6.Web服务阶段(21世纪前10年代)
    • 7.云计算阶段(现今全球热点)
• 2. 计算机的软件系统
  • 系统软件
    • 操作系统
      • 软件系统核心，用户与计算机的接口
    • 语音处理系统
      • 通常有两种"翻译"方式，解释和编译
    • 数据库管理系统
      • 用于实现对数据库的描述，管理和维护等。
    • 分布式软件系统
      • 分布式计算环境，管理分布式计算资源，控制分布式程序的运行，提供分布式程序开发与设计工具等。
    • 网络软件系统
      • 支持电子邮件.网上购物等网络活动和数据通信的系统软件。
    • 各种服务程序
      • 帮助用户使用和维护计算机，提供服务性手段而编制的程序。
  • 应用软件
    • 解决某个领域中的各类问题而编制的程序
• 3. 计算机系统的硬件组成
  • 计算机的功能部件
    • 输入设备
      • 主要功能是将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内
    • 输出设备
      • 主要功能是将计算机处理的结果以人们所能接受的信息形式或其他系统所能要求的信息形式输出
    • 存储器
      • 信息存储的核心，用来存放程序和数据
      • 主存储器(内存)，CPU可以直接访问
        • 按地址访问
        • 按内容访问
      • 辅助存储器(外存，辅存)，信息必须调入主存后才能被CPU使用【容量大，速度慢】
    • 运算器
      • 计算机的执行部件，用于对数据的加工处理，完成算术运算和逻辑运算
    • 控制器
      • 计算机的指挥中心，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作
  • 冯.诺依曼计算机
    • 冯·诺依曼在研究EDVAC计算机时提出存储程序的概念。 1942年，美国退出世界上第一太电子数字计算机ENIAC。
    • 存储程序思想
      • 计算机由5大部件组成， 运算器+控制器=CPU，CPU+主存储器(内存)=主机 输入设备+输出设备+外存储器=外部设备(I/O设备)
      • 采用二进制形式表示数据和指令
      • 采用存储程序方式(冯·诺依曼思想的核心)，在计算机解题之前事先编写好程序并连同所需的数据预先存入主存储器中。
    • 早期的冯·诺依曼
      • 运算器和控制器是两个分开的功能部件，以运算器为中心
    • 现代计算机组织结构
      • 微处理器将运算器和控制器和二为一集到一个芯片，半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍扩大，以存储器为中心。
• 4. 计算机系统的组织结构
  • 硬件和软件的关系
    • 硬件和软件密不可分缺一不可，但对某一具体功能来说，可用硬件也可用软件实现。
  • 计算机系统的多级层次结构
  • 计算机硬件系统的组织
    • 总线是一组可以为多个功能部件共享的公共信息传输线路线
    • CPU内部总线
      • (一级数据线)用来连接CPU内部各寄存器和算数逻辑部件的总线
    • 部件内总线
      • (一级属芯片间总线)按功能模块制成插件，插件上采用总线结构连接有关芯片。
    • 系统总线
      • 连接系统内各大部件如CPU,主机，I/O设备的总线
    • 外总线
      • 计算机系统之间或计算机系统与其他系统之间的通信总线
• 5. 计算机的工作特点和性能指标
  • 计算机的工作特点
    • 能自动连续的工作
    • 运算速度快
    • 运算精度高
    • 具有很强的存储能力和逻辑判断能力
    • 通用性强
  • 计算机的性能指标
    • 主存容量
      • 主存储器所能存储的最大信息量(以字为单位的计算长用字数乘以字长表示主存容量，512K×32位)
    • 基本字长
      • 硬件组织的基本单位，决定着寄存器，ALU,数据总线的位数,直接影响硬件成本，字长标志着运算精度。
    • 运算速度
    • 所配置的外部设备及其性能指标
    • 系统软件的配置
• 6. 计算机的分类与应用
  • 计算机的分类
    • 按处理的信息形式分
    • 按计算机字长分
    • 按计算机应用范围分
    • 按计算机规模分
  • 计算机的应用
    • 科学设计
    • 数据处理
    • 现代控制
    • 辅助设计
    • 人工智能
    • 网络应用
    • 互联网+技术