导图社区 计算机系统概述
计算机系统概述的思维导图,分享了 计算机发展历程、计算机系统层次结构、计算机性能指标,一起来看。
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计算机组成原理
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计算机系统概述
计算机发展历程
什么是计算机系统
硬件
计算机的实体 如:主机,外设
软件
由各类特殊功能组成的实体
系统软件
用来管理整个计算机系统 操作系统,数据库管理系统,语言处理程序,分布式软件系统,网络软件系统,标准库程序,服务性程序
应用软件
各类软件
硬件的发展
第一代:电子管时代
第二代:晶体管时代
第三代:中小规模集成电路时代
第四代:超大规模集成电路时代
微处理器的发展以微处理器技术为标志
机器字长
计算机一次整数运算所能处理的二进制位数
逻辑原件
用来处理电信号的最小的基本单位
软件的发展
面向机器的机器语言
面向机器的汇编语言
面向问题的高级语言
科学计算和工程计算的FORTRAN
结构化程序设计的PASCAL
面向对象的C++
适应网络环境的Java
目前的发展趋势
微型计算机向更微型化、网络化、高性能、多用途方向发展
巨型计算机向更巨型化、超高速、并行处理、智能化方向发展
“两极”分化
计算机系统层次结构
计算机系统的组成
计算机软件和硬件在逻辑功能上是等价的
计算机硬件
五大部分
现代计算机,也通常把MAR和MDR集成在CPU内
输入设备
将程序和数据以机器能识别和接受的信息形式输入计算机
输出设备
将计算机处理结果以人们所能接受的形式或者其他系统所要求的信息形式输出
存储器
主存储器(内存储器)
工作方式
按存储单元的地址进行存取,这种存取方式叫做按地址存取方式
组成
MAR
存放坊存地址
反映存储单元的个数
存储体
存储元
存储单元
存储字
存储字长
地址
MDR
暂存要从存储器中读或写的信息
与存储字长相等
辅助存储器(外存储器)
运算器
ACC
累加计数器,存放操作数、运算的结果
MQ
乘商寄存器,进行乘、除法时用的到
x
通用寄存器,存放操作数
ALU
算术逻辑单元,用电路实现各种算术运算、逻辑运算
控制器
PC
程序计数器,存放下一条指令的地址
IR
指令寄存器,存放当前执行的指令
CU
控制单元,分析指令,给出控制信号
冯诺依曼结构
首次提出“存储程序的概念”
将指令以二进制代码的形式事先输入计算机的主存储器,然后按其在存储器中 的首地址执行程序的第一条指令,以后就按该程序的规定顺序执行其他指令, 直至程序执行结束
冯诺依曼机的特点
计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部分组成
指令和数据以同等地位存储于存储器,可按地址寻访
指令和数据均用二进制码表示
指令由操作码和地址码组成
采用“存储程序的工作方式”
以运算器为中心
输入/输出设备与存储器之间的数据传输通过运算器完成
现代计算机结构
以存储器为中心
标注
CPU=运算器+控制器
计算机软件
计算机系统的层次结构
M4:高级语言程序:执行高级语言
M3:汇编语言机器:执行汇编语言
M2:操作系统机器:向上提供“广义指令”
M1:传统机器:执行机器语言指令
M0:微程序机器:执行微指令
计算机系统的工作原理
“存储程序”工作方式
从源程序到可执行文件
指令执行过程的描述
计算机性能指标
存储器的容量
CPU
其他
常用数量单位