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更新设备管理与计算机组成原理概述
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# 概述
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软件基于数据结构,数据结构又基于计算机,计算机由操作系统运行,计算机的硬件基于计算机组成原理,计算机之间通过计算机网络连接,这就是四个的关系。计算机组成原理是关于计算机硬件的最底层知识。
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+ 计算机系统=硬件+软件。
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+ 软件分为:
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+ 系统软件:用来管理整个计算机系统,如操作系统、数据库管理系统(DBMS)、标准程程序库、网络软件、语言处理程序、服务程序。
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+ 应用软件:按任务需要编制成的各种程序。
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## 计算机的发展
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### 硬件的发展
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发展阶段|时间|逻辑元件|速度(次/秒)|内存|外存
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:-----:|:--:|:------:|:----------:|:--:|:--:
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第一代|1946-1957|电子管|几千-几方|汞延迟线、磁鼓|穿孔卡片、纸带
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第二代|1958-1964|晶体管|几万-几干万|磁芯存储器|磁带
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第三代|1964-1971|中小规模集成电路|几十万-几百万|半导体存储器|磁带、磁盘
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第四代|1972-现在|大规模、超大规模集成电路|上千万-万亿|半导体存储器|磁盘、磁带、光盘、半导体存储器
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+ 第一代使用纸带磁带编程。
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+ 第二代出现了面向过程的程序设计语言FORTRAN,有了操作系统雏形。
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+ 第三代主要用于科学计算等专业用途,高级语言快速发展,开始有了分时系统。
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+ 第四代开始出现CPU、PC,如Windows、MacOS等。
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### 软件的发展
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+ 机器语言。
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+ 汇报语言。
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+ 高级语言。
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## 计算机系统层次结构
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### 计算机结构
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#### 冯诺伊曼结构
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1. 计算机由五大部件组成:
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+ 输入设备:将信息转换成机器能识别的形式。
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+ 存储器:存放数据和程序。
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+ 运算器:算术运算和逻辑运算。
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+ 控制器:协调其他部件与解析存储器中的程序或指令。
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+ 输出设备:将结果转换为人类熟悉的形式。
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2. 指令和数据以同等地位存于存储
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器,可按地址寻访。
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3. 指令和数据用二进制表示。
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4. 指令由操作码(指令序列号,用来表示处理的指令)和地址码(操作数据存储的地址)组成。
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5. 存储程序:指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。
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6. 以运算器为中心:输入/输出设备与存储器之间的数据传送通过运算器完成。
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#### 现代计算机结构
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1. 计算机由两个部分组成:
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+ 主机:
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+ CPU:
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+ 运算器。
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+ 控制器。
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+ 主存。
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+ I/O设备:
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+ 辅存。
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+ 输入设备。
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+ 输出设备。
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2. 以存储器为中心。
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### 硬件构成
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#### 主存储器
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+ 存储体:存储数据的主体,按地址存储。
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+ MAR:(Memory Address Register)存储地址寄存器。MAR位数反映存储单元个数的幂值。
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+ MDR:(Memory Data Register)存储数据寄存器。MDR位数=存储字长。
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+ 存储单元:每个存储单元存放一串二进制代码。
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+ 存储字(word):存储单元中二进制代码的组合。
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+ 存储字长:存储单元中二进制代码的位数。
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+ 存储元:即存储二进制的电子元件,每个存储元可存储1bit。
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#### 运算器
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+ ACC:累加器,用于存放操作数,或运算结果。
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+ MQ:乘商寄存器,在乘、除运算时,用于存放操作数或运算结果。
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+ X:通用的操作数寄存器,用于存放操作数。
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+ ALU:算术逻辑单元,是核心单元,通过内部复杂的电路实现算数运算、逻辑运算。
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