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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
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。
+ 计算机系统=硬件+软件。
+ 软件分为:
+ 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。
+ 应用软件:按任务需要编制成的各种程序。
## 计算机的发展
### 硬件的发展
发展阶段|时间|逻辑元件|速度(次/秒)|内存|外存
:-----:|:--:|:------:|:----------:|:--:|:--:
第一代|1946-1957|电子管|几千-几方|汞延迟线、磁鼓|穿孔卡片、纸带
第二代|1958-1964|晶体管|几万-几干万|磁芯存储器|磁带
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
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
+ 第一代使用纸带磁带编程。
+ 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。
+ 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。
+ 第四代开始出现CPU、PC,如Windows、MacOS等。
### 软件的发展
+ 机器语言。
+ 汇报语言。
+ 高级语言。
## 计算机系统层次结构
### 计算机结构
#### 冯诺伊曼结构
1. 计算机由五大部件组成:
+ 输入设备:将信息转换成机器能识别的形式。
+ 存储器:存放数据和程序。
+ 运算器:算术运算和逻辑运算。
+ 控制器:协调其他部件与解析存储器中的程序或指令。
+ 输出设备:将结果转换为人类熟悉的形式。
2. 指令和数据以同等地位存于存储
器,可按地址寻访。
3. 指令和数据用二进制表示。
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。
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。
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。
#### 现代计算机结构
1. 计算机由两个部分组成:
+ 主机:
+ CPU:
+ 运算器。
+ 控制器。
+ 主存。
+ I/O设备:
+ 辅存。
+ 输入设备。
+ 输出设备。
2. 以存储器为中心。
### 硬件构成
#### 主存储器
+ 存储体:存储数据的主体,按地址存储。
+ 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。
+ MDR:(Memory Data Register)存储数据寄存器。MDR位数=存储字长。
+ 存储单元:每个存储单元存放一串二进制代码。
+ 存储字(word):存储单元中二进制代码的组合。
+ 存储字长:存储单元中二进制代码的位数。
+ 存储元:即存储二进制的电子元件,每个存储元可存储1bit。
#### 运算器
+ ACC:累加器,用于存放操作数,或运算结果。
+ MQ:乘商寄存器,在乘、除运算时,用于存放操作数或运算结果。
+ X:通用的操作数寄存器,用于存放操作数。
+ 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。