文章目录

• 计算机的发展与应用
• • 计算机发展概况
  • • 电子管计算机
    • 晶体管计算机
    • 集成电路计算机
    • 超大规模集成电路计算机
  • 摩尔定律
  • 多核处理器
  • 嵌入式计算机
• 计算机系统的组成
• • 计算机硬件系统
  • • 存储器
    • 运算器
    • 控制器
    • 输入设备
    • 输出设备
    • 系统互联
  • 计算机软件系统
  • • 操作系统
    • 语言处理程序
    • 标准程序库
    • 服务性程序
    • 数据库管理系统
    • 计算机 络软件
• 计算机性能指标和性能评价
• • 基本性能指标
  • • 字长
    • 主存容量
  • 与执行时间有关的性能指标
  • • 时钟周期
    • CPU周期
    • 指令周期
    • CPI
    • CPU时间
    • MIPS
    • MFLOPS
  • 计算机系统的可靠性及其评价
  • • 平均无故障时间
    • 平均故障间隔时间
    • 可用性
• 计算机系统的层次结构
• • 微程序设计级
  • 机器语言级
  • 操作系统级
  • 汇编语言级
  • 高级语言级

计算机的发展与应用

计算机是一种不需要人工直接干预，能够按照事先存储的程序，自动、高效、准确地对各种信息进行处理的电子设备

计算机发展概况

电子管计算机

1946-1958，以电子管为基本电子元件，采用延迟线做存储，存储容量小，运算慢，体积大，功耗高，可靠性差，主要用于科学计算，编程语言为机器语言和汇编语言

晶体管计算机

1958-1964，以晶体管为基本电子元件，磁芯做存储，开始使用高级语言

集成电路计算机

1964-1978，采用集成电路，半导体和磁盘存储，高速缓存和虚拟存储技术被引入，体积功耗显著缩小，可靠性提高

超大规模集成电路计算机

1978年以后，采用超大规模集成电路， 络存储开始出现，出现了RISC和CSIC，多机并行与 络化也开始出现

摩尔定律

集成电路上可容纳的晶体管数量每18个月翻一番，性能提高一倍，价格降低一半

多核处理器

多核技术是通过在一个芯片上集成多个简单的处理器，以充分利用这些晶体管资源，发挥其最大的能效，采用多核技术有下列优点：

• 采用分布式结构的多核处理器可减少全局信 线，从而克服线延迟对处理器性能的影响
• 多核处理器可以关闭或降频一些核来实现低功耗
• 多核通过IP核的复用，减少设计成本，模块验证成本下降

嵌入式计算机

嵌入式计算机具有专用性和用户定制等基本特征，嵌入式系统通常是面向用户，面向产品，面向特定应用，并与具体应用相结合在一起

计算机系统的组成

计算机硬件系统

hardware system，是指构成计算机系统的电子线路和电子元件等物理设备的总称

冯诺依曼体系结构：

• 采用二进制作为数字计算机数制的基础
• 存储程序：将程序存放在存储器中
• 程序控制：计算机的控制器根据程序控制全机执行程序
• 计算机硬件组成：运算器，控制器，存储器，输入设备，输出设备

中央处理器CPU：运算器+控制器
主机：CPU和存储器
外部设备：输入输出设备，辅助存储器等

存储器

存储器的主要功能是存放程序和数据，程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象

微程序设计级

这是一个实际的机器层，只有采用微程序设计的计算机系统，才有这一级，该级的用户使用微指令编写微程序，由硬件直接执行，速度快

机器语言级

也是一个实际的机器层，是用户通过编程实现对计算机控制的最底层，该层的功能由微程序解释实现

操作系统级

用于对计算机系统的硬件和软件资源进行统一管理和调度

汇编语言级

它为用户提供一种用助记符表示的汇编编程工具

高级语言级

它是面向用户的，为进一步方便用户编写高级程序而设置的