导图社区 第1章 概论
计算机组成原理(第5版),计算机的基本概念,计算机的诞生与发展,性能的主要评价与指标,计算机系统的组织。
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计算机组成原理
IMX6UL(A7)
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概论
计算机的基本概念
定义
是一种能够存储程序,通过执行程序指令,自动高速、精确地对各种信息进行复杂处理,并输出运算结果的一种高科技智能电子设备。
组成
软件
硬件:指看得见、摸得着且物理存在的设备实体
设计原则:功能部件的模块化
信息的数字化表示
在计算机中用数字代码表示各类信息
表示数值型数据(左边第一个1代表负)
表示字符
表示图像
声音
指令
设备状态
在物理机制上用数字信号表示数字代码
用数字化方法表示信息的主要优点
1、在物理上容易实现信息的表示和存储
2、抗干扰能力强、可靠性高
3、数值的表示范围大,表示精度高
4、可表示的信息类型极为广泛
5、能用数字逻辑技术进行信息处理
存储程序工作方式
1、编写程序
2、存储程序
3、自动、连续地执行程序
4、输出结果
计算机的的分类
处理信息的机制
数字计算机
模拟计算机
通用性的差异
专用计算机
通用计算机
技术指标
微型机
小型机
大型机
超级计算机(巨型机“超算”)
计算机的诞生与发展
冯·诺依曼体系
设计思想
硬件系统五大组成部分
运算器
控制器
存储器
输入设备
输出设备
信息采用二进制表示
采用程序存储的工作方式
贡献:奠定了现代电子计算机设计的理论基础
发展历程
第一代 电子管计算机
晶体管
中小规模集成电路
大规模和超大规模集成电路
未来发展趋势
1、巨型化
2、微型化
3、多媒体化
4、网络化
5、智能化
性能的主要评价指标
1、基本字长(基本字长越长越好)
2、外频
3、CPU的综合性能
主频(f) 主频=外频*倍频系数
平均每秒执行的指令书IPS
平均每条指令的时钟周期数CPI
每秒执行定点/浮点运算的次数FLOPSCPU工号
4、数据通路宽度与数据传输率
数据通路宽度
数据传输率(DTR)=D/T=Wf(bps)
存储容量
主存容量
字节数
字数*位数
辅存储量
计算机系统的组织
硬件系统
基本组成
1、CPU核心部件,由运算部件、寄存器组和控制器组成
2、存储器(存放CPU需要使用的程序和数据)
3、输入/输出设备
4、总线
5、接口
软件系统
系统软件
1、操作系统(核心)
2、语言处理程序
3、数据库管理系统
4、各种服务型支撑软件
5、各种标准程序库
应用软件
层次结构
软件硬件组成角度
语言功能
硬件软件划分和逻辑等价