第1章计算机系统概述

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第1章微型计算机系统概述

【学习目标】了解微型计算机的发展。了解微型计算机的特点。认识微型计算机系统的组成。了解微型计算机的主要性能指标。
1.1 微型计算机概况
世界上第一台电子计算机早在1946年就诞生了，然而微型计算机在1971年才问世，它具有众多优点，其应用更加广泛。微型计算机（见图1-1）具有体积小、重量轻、耗电少、性价比最优、可靠性高、结构灵活等特点，其应用深入到社会生活中的各个领域，并取得了飞速的发展。计算机不仅能够完成数学运算，而且还可以进行逻辑运算，同时还具有推理判断的能力。因此，人们又称它为电脑。现在，科学家们正在研究具有思维能力的智能计算机。随着科学技术的发展，人们对计算机的认识也在不断地深入
操作系统方面
主流的操作系统有Linux、UNIX （System Ⅴ、UNIX BSD、SCO UNIX、 Solaris等）、Windows系列（现在主要有 Windows 98、Windows NT、Windows 2000、Windows XP、Windows 2003、 Windows CE等）等。
图1-1 现代微型计算机
1.1.1 微型计算机的发展
现将有关计算机中央处理器（CPU）的一些基本概念介绍如下：中央处理器（CPU）是指把运算和控制功能集成在一起的那块芯片，这块芯片俗称主机。微型计算机系统是由中央处理器（CPU）配上一定容量的存储器（或内存）、接口电路以及必要的外部设备组成。单板机是指把CPU、一定数量的存储器芯片和I/O接口芯片装在一块印刷电路板上，并在该板上配以具有一定功能的输入、输出设备。单片机是指把CPU、一定容量的存储器和必要的I/O接口电路集成在一个硅片上。有的单片机还包括模数（A/D）和数模（D/A）转换器。

第1章计算机概述

第一章
计算机概述
第一章计算机概述
第一章
计算机概述
第一章计算机概述
1.1 1.2 1.3 1.4 计算机的发展历程计算机的应用计算机系统简介计算机硬件的组成
第一章
计算机概述
第1章计算机概述章
1.1 计算机的发展历程
电子计算机又称电脑，是一种能够自动、高速、精确地完成各种信息存储、数据处理、数值计算、过程控制和数据传输的电子设备。1946年 2月，世界上第一台电子计算机（如图1-1所示）在美国宾夕法尼亚大学问世，取名为ENIAC （Electronic Numerical Integrator And Computer）。
第一章
计算机概述
图1-1 第一台电子管计算机
第一章
计算机概述
第一代（1946年—1956年）是电子管计算机第一代（如图1-2所示）。这个时期使用的逻辑元件是电子管，也称电子管时代。主存储器先采用延迟线，后采用磁鼓磁芯，外存储器使用磁带。软件方面使用机器语言和汇编语言编写程序。这个时期计算机的特点是：体积庞大、运算速度低（一般每秒几千次到几万次）、成本高、可靠性差、内存容量小。这个时期的计算机主要用于科学计算，从事军事和科学方面的工作。其代表机型有 ENIAC、IBM650（小型机）、IBM709（大型机）等。
第一章
计算机概述
1.2 计算机的应用 1.2.1 科学计算科学计算也称数值计算。计算机最初是为解决科学研究和工程设计中遇到的大量数学问题的数值计算而研制的计算工具。随着现代科学技术的进一步发展，数值计算在现代科学研究中的地位不断提高。如在自然科学中的数学、物理、化学、天文、地理等领域；在工程技术的航空、汽车、造船、建筑等领域，都少不了计算机。特别是在尖端科学领域中显得尤为重要。例如导弹、飞船、卫星研究设计，都离不开计算机的精确计算。

第1章计算机系统概论

18800电子管 18800电子管 30吨 30吨 150平方米 150平方米 150kw 5000次十进制加法次十进制加法/ 5000次十进制加法/秒
ENIAC
ENIAC
ENIAC
ENIAC的特点： ENIAC的特点：十进制表示的特点程序用插线开关实现
为了改进程序的输入方式：为了改进程序的输入方式：二进制表达方美国数学家冯.诺依曼，提出二进制美国数学家冯.诺依曼，提出二进制表达方式和存储程序控制计算机构想。存储程序控制计算机构想式和存储程序控制计算机构想。提出并描述一个计算机模型EDVAC 个计算机模型EDVAC
•它采用了间接寻址技术。在这种技术中，间接寻址指令所它采用了间接寻址技术。在这种技术中，它采用了间接寻址技术形成的地址，不是存放操作数的地址，形成的地址，不是存放操作数的地址，而是用来形成操作数地址的地址。这种寻址技术在分类、数地址的地址。这种寻址技术在分类、排序中是非常有用的； •采用了专用的程序控制指令，这种指令对应于不同程序采用了专用的程序控制指令，采用了专用的程序控制指令间的控制转移，如它的LINK/TRA指令对， LINK/TRA指令对间的控制转移，如它的LINK/TRA指令对，即后来人们常称的调用子程序/子程序返回指令对，称的调用子程序/子程序返回指令对，对调用子过程等是十分有效的；十分有效的； •I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制，并且在I/O处 I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制，并且在I/O处 I/O处理机与CPU间的通讯采用了中断控制 I/O 理机中采用字的拆、装技术以使得CPU I/O设备间的字 CPU和理机中采用字的拆、装技术以使得CPU和I/O设备间的字长能够匹配；长能够匹配； •采用了DMA技术。即当I/O处理机请求访问主存储器时，采用了DMA技术。即当I/O处理机请求访问主存储器时，采用了DMA技术 I/O处理机请求访问主存储器时可能使CPU的主存访问请求延迟一个存储周期， CPU的主存访问请求延迟一个存储周期可能使CPU的主存访问请求延迟一个存储周期，但是并不中断CPU的操作，只是使CPU操作推迟一个存储周期； CPU的操作 CPU操作推迟一个存储周期中断CPU的操作，只是使CPU操作推迟一个存储周期；

第1章微型计算机系统概述

1.1.1 微型计算机硬件
通常在一些书中介绍，微型机的硬件由运算器、控制器、存储器以及输入和输出设备五个部分组成，这种划分的方法是从组成计算机的功能模块的角度出发。对于微型机的硬件组成还可以用另外的分解方法。图1.2给出的微型机系统硬件组成框图更直观、更切合实际。
1.1.2 微型计算机软件
状态寄存器的6个状态标志位的含义如下：进位标志位（Carry Flag，CF）：ALU结果的最高位有进位或借位，CF=1；无进位或借位，CF=0。奇偶标志位（Parity Flag，PF）：指令执行后， ALU的结果的低8位中1的个数为偶数，PF=1；若为奇数， PF=0。辅助进位标志位（Auxiliary Carry Flag，AF）：加、减算术指令执行后，最低4位D 3 D 0位有进位或借位， AF=1；无进位或借位，AF=0。该标志用于系统进行BCD 码的算术运算结果的调整。零标志位（Zero Flag，ZF）：指令执行后，ALU的结果为零，ZF=1；结果不为零，ZF=0。符号标志位（Sign Flag，SF）：该位总是和ALU结果的最高位相同。因为在带符号数运算时，最高位是符号位，所以运算结果为负时，SF=1；否则SF=0。溢出位（Overflow Flag，OF）：在带符号的加、减算术指令执行后，ALU的结果超出数据的量程，则产生溢出，OF=1；否则OF=0。一旦OF=1，则运算结果是错误的。
BIU：负责从存储器或外部设备中读取指令和读/写数
据，即完成总线操作。这两个单元处于并行工作状态，可以同时进行执行指令和读/写操作。这样大大提高了CPU的指令执行速度，从而提高计算机的工作速度。
由图1.3可知，Intel 8086的程序设计模型如图1.5所示。

计算机组成原理第一章总结

第一章计算机系统概述1.电子（电子线路）数字（电子线路是数学式）通用（计算机本身功能多样）计算机系统。

2.计算机系统由计算机硬件（构成计算机的所有实体部件的组合）和计算机软件（一系列按照待定顺序组织的计算机数据和指令的集合）组成。

3.硬件指由中央处理器，存储器以及外围设备等组成的实际装置，硬件的作用是完成每条指令规定的功能。

指令是计算机运行的最小的功能单位，指令是指示计算机硬件执行某种运算，处理功能的命令。

4.软件是为了使用计算机而编写的各种系统的和用户的程序，程序由一个序列的计算机指令组成。

指令是用于设计的一种计算机语言。

5.计算机系统的层次结构：数字逻辑层，微体系结构层（这两层是硬件部分），指令系统层（处在硬件和软件系统），操作系统层，汇编语言层，高级语言层（这三层是软件部分）。

6.运算器（ALU，算术逻辑单元）（1）算术运算和逻辑运算（2）在计算机中参与运算的数是二进制的（3）运算器的长度一般是8，16，32或64位。

7.存储器（1）存储单元：在存储器中保存一个n位二进制数的n个触发器，组成一个存储单元。

（2）存储器地址：存储器是由许多存储单元组成，每个存储单元的编号称为地址。

（3）内存储器（ROM,RAM）8.信息单位（1）位（bit，简写b）数字计算机信息单位；包含1位二进制（0或1）（2）字节（Byte,简写B）由8位二进制信息组成（3）字（Word）计算机一次所能处理的二进制位数，至少一个字节，通常把组成一个字的二进制位数称为字长9.存储器的分类（1）按照在计算机中的作用（主存储器，寄存器，闪速存储器，高速缓冲存储器，辅助存储器等）10.主存储器（主存）通常采用半导体存储器（1）随机存取存储器（RAM）CPU可读写，断电时内容被消除（2）只读存储器（ROM）CPU只能读写，断电后可保留其数据，存储在ROM中的软件常被称为固件。

11.寄存器（CPU内部的一组特殊存储单元）（1）读写速度比主存快的多，通常被用于使用最为频繁的数据项，以避免多次访问主存，减少主存访问可大大加快计算机速度。

第一章微型计算机系统概述

2. 字长
计算机一次能处理的二进制数字的位数。取决于微处理器的内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度
3. 微处理器的集成度
微处理器芯片上集成的晶体管的密度。 Pentium 310万管/片
4. 内存容量
是CPU可以直接访问的存储器，内存大小反映了计算机即时存储信息的能力；
以上只是一些主要性能指标，还须综合考虑其他因素。
一、二，八，十，十六进制数
十进制数的两个主要特点：
1. 有十个不同的数字符号：0, 1, 2, … 9。 2. 遵循“逢十进一”原则。
一般地，任意一个十进制数N都可以表示为：
N=Kn-1×10n-1+Kn-2 ×10n-2+······+K1×101+K0×100
+
m
K-1×10-1+K-2×10-2+······+K-m×10-m = Ki 10 i
i n 1
*基数：数制所使用的数码的个数
*权：数制中每一位所具有的位值.
整数部分小数部分
式中，10称为十进制数的基数，i表示数的某一位，10i 称该位的权，Ki 表示第I位的数码。 Ki 的范围为0~9中的任意一个数
设基数用R表示，则对于二进制，R=2, Ki为0或1，逢二进一。
m
N= Ki 2i i n1
4. 按体积大小分：
(1) 台式机(又称桌上型) (2) 便携式(又称可移动微机、笔记本型、
膝上型、口袋型、掌上型和钢笔型)
四、微型计算机的主要性能指标
1. 运算速度
通常所说的计算机运算速度(平均运算速度)，是指每秒钟所能执行的指令条数，一般用“百万条指令／秒”(MIPS) 来描述。

计算机系统(课后习题答案)

DSP 芯片：称数字信号处理器，也是一种微控制器，其更适合处理高速的数字信号，内部集成有高速乘法器，能够进行快速乘法和加法运算。
嵌入式系统：利用微控制器、数字信号处理器或通用微处理器，结合具体应用构成的控制系统。
【1-6】冯·诺伊曼计算机的基本设计思想是什么？ [答案]
采用二进制形式表示数据和指令。指令由操作码和地址码组成。将程序和数据存放在存储器中，计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。这就是“存储程序”和“程序控制”（简称存储程序控制）的概念。指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成，并规定了 5 部分的基本功能。
【2-6】将下列压缩 BCD 码转换为十进制数：（1）10010001 （2）10001001 （3）00110110
[答案] （1）91 （2）89 （3）36 （4）90
（4）10010000
【2-7】将下列十进制数用 8 位二进制补码表示：（1）0 （2）127 （3）－127 （4）－57
“计算机系统基础”习题解答
第 1 章计算机系统概述
【1-1】简答题（1）计算机字长（Word）指的是什么？（2）处理器的“取指－译码－执行周期”是指什么？（3）总线信号分成哪 3 组信号？（4）外部设备为什么又称为 I/O 设备？（5）Windows 的控制台窗口与模拟 DOS 窗口有什么不同？ [答案] （1）处理器每个单位时间可以处理的二进制数据位数称计算机字长。（2）指令的处理过程。处理器的“取指—译码—执行周期” 是指处理器从主存储器读取指令（简称取指），翻译指令代码的功能（简称译码），然后执行指令所规定的操作（简称执行）的过程。（3）总线信号分成 3 组，分别是数据总线、地址总线和控制总线。（4）因为外设以输入（Input）和输出（Output）形式与主机交换数据。（5）Windows 的控制台窗口是基于 32/64 位 Windows 操作系统，模拟 DOS 窗口是基于 16 位 DOS 操作系统。

第1章计算机系统概论第二版课后习题详细讲解

第1章计算机系统概论1. 什么是计算机系统、计算机硬件和计算机软件？硬件和软件哪个更重要？解：P3计算机系统：由计算机硬件系统和软件系统组成的综合体。

计算机硬件：指计算机中的电子线路和物理装置。

计算机软件：计算机运行所需的程序及相关资料。

硬件和软件在计算机系统中相互依存，缺一不可，因此同样重要。

2. 如何理解计算机的层次结构？答：计算机硬件、系统软件和应用软件构成了计算机系统的三个层次结构。

（1）硬件系统是最内层的，它是整个计算机系统的基础和核心。

（2）系统软件在硬件之外，为用户提供一个基本操作界面。

（3）应用软件在最外层，为用户提供解决具体问题的应用系统界面。

通常将硬件系统之外的其余层称为虚拟机。

各层次之间关系密切，上层是下层的扩展，下层是上层的基础，各层次的划分不是绝对的。

3. 说明高级语言、汇编语言和机器语言的差别及其联系。

答：机器语言是计算机硬件能够直接识别的语言，汇编语言是机器语言的符号表示，高级语言是面向算法的语言。

高级语言编写的程序（源程序）处于最高层，必须翻译成汇编语言，再由汇编程序汇编成机器语言（目标程序）之后才能被执行。

4. 如何理解计算机组成和计算机体系结构？答：计算机体系结构是指那些能够被程序员所见到的计算机系统的属性，如指令系统、数据类型、寻址技术组成及I/O 机理等。

计算机组成是指如何实现计算机体系结构所体现的属性，包含对程序员透明的硬件细节，如组成计算机系统的各个功能部件的结构和功能，及相互连接方法等。

5. 冯•诺依曼计算机的特点是什么？解：冯•诺依曼计算机的特点是：P8●计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成；●指令和数据以同同等地位存放于存储器内，并可以按地址访问；●指令和数据均用二进制表示；●指令由操作码、地址码两大部分组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置；●指令在存储器中顺序存放，通常自动顺序取出执行；●机器以运算器为中心（原始冯•诺依曼机）。

第1章计算机系统概述

1.4.2 电子计算机的发展简史
• 第一代电子管时代电子管时代(1946-1958) 耗电高，体积大，定点计算，机器语言，耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言 • 第二代晶体管时代晶体管时代(1958-1965) 变集中处理为分级处理，浮点运算、变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言 • 第三代中小规模集成电路时代中小规模集成电路时代(1965-1970) 存储容量大，运算速度快，几十至几百万次秒存储容量大，运算速度快，几十至几百万次/秒 • 第四代大规模集成电路时代大规模集成电路时代(1971至今至今) 至今向大型机和微型机两个方向发展 • 现代计算机发展方向巨型化，微型化，网络化，智能化，多媒体化巨型化，微型化，网络化，智能化，根据摩尔定律集成电路大体上每18个月翻一番，今后可再用年根据摩尔定律集成电路大体上每个月翻一番，今后可再用10年。个月翻一番
计算机组成与结构
清华大学王爱英主编主讲马洪连
第一பைடு நூலகம்计算机系统概论
1.1 计算机的语言自然语言：人类相互交流信息所用的语言自然语言高级语言：由于当前的计算机还不具备理解自然高级语言语言的能力，于是人们希望找到一种和自然语言接近并能为计算机接受的语言，这种语言被称为计算机的高级语言。机器语言：然而目前的通用计算机不会直接执行机器语言用高级语言编写的程序，因而要先将其翻译成机器能执行的语言，这种语言被称为机器语言（由二进制代码表示的指令组成）。汇编语言：符号式程序设计语言。汇编语言
1.4.3 计算机的六大分类
• 巨型机——世界几家公司生产，最快1.4万亿次，9千个CPU组成 Cray-1,Cray-2,Cray-3,国产银河I, 银河II, 银河III • 小巨型机——功能同巨型机相近，价格相对便宜，发展十分迅速美国Convex公司的C系列机为其代表产品。 • 大型机——大中型企事业单位作为计算中心的主机使用，统一调度主机资源，代表产品有IBM360，370，4300等。 • 小型机——它可以满足部门性的需求，供小型企事业单位使用，典型产品有IBM-AS/400，DEC-VAX系列，国产太级 • 工作站——用于特殊的专业领域，例如图象处理和辅助设计等。典型产品有HP-APOLLO，SUN工作站等。 • 微型机——个人或家庭使用，PC机/个人计算机，价格低廉

第一章计算机系统概论

5
1．2．1 计算机硬件．．
1．运算器．用于信息加工的部件，又称执行部件。它对数据信息进行算术运算和逻辑运算。它由算术逻辑部件 ALU 和一系列寄存器组成。算术运算指加、减、乘、除和其他复合运算，逻辑运算指与、或、非、异或、比较、移位。运算器包含多个寄存器，称为通用寄存器组，使用它们可减少访问存储器的次数，提高运算速度。寄存器用于存放运行指令和运算操作数，累加器除了存放运算操作数外，还存放中间结果和最终结果。计算机采用二进制计数。二进制二进制的运算规律非常简单，易于用物二进制易于用物理的方式实现。理的方式实现二进制数的位数越多，计算精度就越高，但是位数越多，所需的电子器件也越多。计算机运算器的运算宽度（机器字长）通常为 8×2n 计算机运算器的运算宽度（机器字长）计算机运算器的运算宽度 × （n 为自然数，目前最大为 3），即 8 位、16 位、32 位或 64 位。即
9
1．2．1 计算机硬件．．
指令和数据均以二进制信息形式存放在内存，按读取时间和存放空间区分。取指周期中从内存中读出的信息流是指令流，它流向控制取指周期中从内存中读出的信息流是指令流，取指周期中从内存中读出的信息流是指令流执行周期中从内存中读出的信息流是数据流它流向运算器。数据流，器；执行周期中从内存中读出的信息流是数据流，它流向运算器 3．存储器．存放程序和数据。分为若干个带地址的存储单元，数据以二进制方式按地址存储。读写过程：传送存储单元地址 → 地址译码器译码 → 选中存储单元 → 从存储单元读出数据或向存储单元写入数据。主板上的存储器为半导体触发器，每一个存储元（触发器）可存储一位二进制信息。一个半导体触发器的 Q 输出端有两种电平状态，输出高电平为 “1”，输出低电平为 “0”，通过输入端电平和时钟的控制可改变触发器的输出状态，分别输出 “1” 或 “0”。

第一章计算机系统概述(二)

所谓软件是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的所有程序及文档的总和。
计算机软件一般分为两大类：一类叫系统软件,一类叫应用软件。
★系统软件
系统软件用于实现计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，其目的是方便用户，提高计算机使用效率，扩充系统的功能。
系统软件包括以下四类:
1、操作系统
操作系统是管理计算机资源（如处理器、内存、外部设备和各种编译、应用程序）和自动调度用户的作业程序，使多个用户能有效地共用一套计算机系统的软件。操作系统的出现，使计算机的使用效率成倍的提高，并且为用户提供了方便的使用手段和令人满意的服务质量。概括起来，操作系统具有三大功能：管理计算机硬、软件资源，使之有效应用；组织协调计算机的运行，以增强系统的处理能力；提供人机接口，为用户提供方便。
图1-5存储器组成框图
存储器组成框图演示
存储器所有存储元的总数称为存储器的存储容量，通常用单位KB，MB（1B＝1个字节＝8位二进制代码）来表示。存储容量越大，表示计算机记忆储存的信息就越多。
半导体存储器的存储容量有限，计算机中又配备了存储容量更大的磁盘存储器和光盘存储器，称为外存储器。相对而言，半导体存储器称为内存储器，简称内存。
累加器A是特殊的寄存器，它既能接受来自总线的二进制信息作为参加运算的一个操作数，向算术逻辑单元ALU输送，又能存储由ALU运算的中间结果和最后结果。算术逻辑单元由加法器及控制门等逻辑电路组成，以完成A和B中的数据的各种算术与逻辑运算。
运算器一次运算二进制数的位数，称为字长。它是计算机的重要性能指标。常用的计算机字长有8位、16位、32位及64位。寄存器、累加器的长度应与ALU的字长相等。
3、语言处理程序
常用的语言处理程序有汇编程序、编译程序和解释程序等。

操作系统知识点复习总结

计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。

软件系统：有系统软件、支撑软件和应用软件三类。

系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件；支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件；应用软件是特定应用领域的专用软件。

硬件系统：借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合，是系统赖以工作的实体。

如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理（有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu，把输入输出设备统称为I/O设备）。

关于计算机系统的详细：Cpu的四大组件构成：ALU、CU、寄存器和中断系统。

存储器：理想存储器是大容量、高速度和低价位。

在计算机系统中存储器的分层结构：寄存器、高速缓存（cache）（用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配）、主存（RAM和ROM）、磁盘和磁带。

I/O系统：由I/O软件和I/O硬件组成，前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户，实现I/O系统与主机工作的协调。

I/O硬件包括接口模块和I/O设备。

关于系统中断：利用中断功能，处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。

第1章操作系统引论操作系统的定义：控制和管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便用户使用的程序集合。

计算机的四代发展：(1)没有操作系统的计算机（没有晶体管，使用机器语言写成的）(2)有监控系统的计算机（出现晶体管，使用汇编语言和高级语言，出现了单道批处理系统）(3)带操作系统的计算机（出现了小规模的集成电路，出现了多道程序设计技术—相当于系统中断，由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求，出现了分时系统。

多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。

）(4)多元化操作系统的计算机（出现了大规模集成电路，分布式操作系统）操作系统的特征并发性：两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。

第1章计算机系统概述

第1章计算机系统概述
第1章计算机系统概述
1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 计算机概论计算机系统的组成计算机的分类计算机的信息表示思考题
1.1 计算机概论
1.1.1 计算机的发展历史和发展趋势
第一台计算机产生于1946年,美国按计算机采用的电子逻辑器件划分为四代：
第一代：电子管第二代：晶体管第三代：中小规模集成电路第四代：大规模集成电路
| 小数位尾数部分
1.4 计算机的信息表示
1.4.3 常用的数据编码
BCD码
BCD码也叫做8421码，是一种二进制的数字编码形式，用4位二进制数来编码1位十进制数。例：(8765)10=(1000 0111 0110 0101)8421
字符编码
常用的字符有十进制数字符号0～9，大小写的英文字母，各种运算符、标点符号等。为了便于计算机识别与处理，这些字符在计算机中是用二进制形式来表示的，通常称为字符的二进制编码。国际上通用的是美国标准信息交换码(American Standard Code for Information Interchange，ASCII)。
汉字编码
根据国标GB 2312—1980规定，全部国标汉字及符号组成 94×94的矩阵，在这个矩阵中，每一行称为一个“区”，每一列称为一个“位”。这样，就组成了94个区(01～94区)，每个区内有94个位(01～94)的汉字字符集。
1.5 思考题
1. 计算机的发展经历了哪几代？每一代的特点是什么？ 2. 计算机系统的基本组成是什么？每一部分又包括哪些内容？ 3. 简述计算机的应用主要包含哪些方面。 4. 微型计算机可以分为哪几类？每一类的特点是什么？ 5. 将下列十进制数转换为BCD码：6021、9257、7368。 6. 计算机能够直接识别和处理的语言是什么？ 7. 微型计算机中普遍使用的字符编码是什么码？ 8. 根据传送内容的不同，总线分为哪几种？ 9. 分别说出3款台式机品牌名称和3款笔记本电脑品牌的名称。 10. 比较一下笔记本电脑、移动PC和一体化电脑有什么不同。 11. 字节是计算机中最常用、最基本的存储单位，用什么来表示？一般英文字符是多少个字节？而汉字是由几个字节构成的？

《计算机组装与维护》课后习题答案

第1章计算机系统‎概述1.计算机的发‎展经历了哪‎几个阶段？答：计算机发展‎主要经历了‎以下几个阶‎段，如下表如示‎。

2.答：CPU、主板、硬盘、内存、显卡、光驱、声卡、软驱、电源、网卡、CPU风扇‎。

3.显示器可分‎为____‎显示器和_‎___显示‎器两种。

答：CRT纯平‎显示器和液‎晶显示器4.在冯·诺依曼模型‎中，计算机由哪‎些主要部分‎组成？答：运算器、控制器、存储器、输入设备和‎输出设备5.内存和硬盘‎都属于存储‎设备，它们的作用‎相同吗？答：作用不相同‎，区别在于：a)硬盘存储信‎息量大，安全系数也‎比较高。

计算机关机‎后，硬盘中的数‎据不会丢失‎，是长期存储‎数据的首选‎设备。

b)光驱是安装‎操作系统、应用程序、驱动程序和‎电脑游戏软‎件等必不可‎少的外部存‎储设备。

其特点是容‎量大，抗干扰性强‎，存储的信息‎不易丢失。

6.计算机应用‎有哪些领域‎？答：科学计算、数据处理、实时控制、计算机辅助‎系统、人工智能的‎应用、通信与信息‎服务。

7.计算机有什‎么特点？答：快速、准确的运算‎能力。

复杂的逻辑‎判断能力。

强大的存储‎能力。

具有自动化‎功能和判断‎能力。

网络功能。

8.计算机有怎‎样的发展趋‎势？答：未来的计算‎机将以超大‎规模集成电‎路为基础，向巨型化、微型化、网络化与智‎能化的方向‎发展。

9.购买兼容机‎时要避免哪‎些误区？答：①避免“一步到位”的思想。

②避免“CPU决定‎一切”的思想。

③避免“最新的就是‎最好”的思想。

第2章 CPU1.简述CPU‎的接口类型‎和主要的性‎能指标。

答：CPU的接‎口类型主要‎有针脚式的‎S o cke‎t类型和插‎卡式的Sl‎o t类型两‎大类，常见的有S‎ocket‎ 775接口‎、S ocke‎t AM2接口‎、S ocke‎t 478接口‎和S ock‎e t S1接口等‎。

Socke‎t 775接口‎采用775‎根针脚，采用此种接‎口的有Pe‎n tium‎Ⅳ、Penti‎u mⅣEE、Celer‎o n D 以及双核‎心的Pen‎t i um D、Penti‎u m EE、Core 2 等CPU；Socke‎t AM2接口‎采用940‎根针脚，采用Soc‎k et AM2接口‎的有低端的‎S e mpr‎o n、中端的At‎h l on 64、高端的At‎h l on 64 X2以及顶‎级的Ath‎l on 64 FX等全系‎列A MD桌‎面C PU。

第1章计算机系统概述

令和控制信息，控制各部件协调工作。
2．运算器运算器是对信息或数据进行处理和运算的部件
，经常进行的运算是算术运算和逻辑运算。
息的存储和交流的中心。 4．输入设备输入设备用于输入原始数据和程序等信息。常用的输入设备有键盘、鼠标、光电输入机等。
3．存储器存储器用来存储程序和数据，是计算机各种信
5．输出设备输出设备用于输出计算结果和各种有用信息
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第1章
计算机系统概述
1982年采用大、中规模集成电路研制成16位的DJS-150机。 1983年国防科技大学推出向量运算速度达一亿次的银河I巨型计算机。1992年向量运算速度达10亿次的银河Ⅱ投入运行。1997年银河Ⅲ投入运行，速度为130亿次每秒，内存容量为9.15GB。 1999年具有世界水平的大规模并行计算机系统神威I号研制成功，其最高运算速度达每秒3840亿次浮点运算。 2002年，国内第一台万亿次超级计算机——联想深腾诞生。
（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件构成。
（2）采用存储程序的方式，将程序和数据放在同一存储器中，参加运算。（3）采用二进制码表示数据和指令。（4）指令由操作码和地址码组成。
（5）以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送都通过运算器。
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第1章
2. 按用途分类：
计算机系统概述
通用计算机：功能齐全、通用性强；
专用计算机：功能单一、可靠性高，作为军事、工业控制等方面的专用设备；
一般所讲的计算机都是通用计算机。
3. 按计算机的规模分类：巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机。

1 计算机系统概论

输出设备用来输出计算机的处理结果。可以是数字、
字母、表格、图形等。
计算机硬件的组成框图
CPU（包括运算器和控制器）存储器 ROM RAM 输入/输出设备(I/O设备) 运算器和控制总线器 DB—DATA BUS CPU AB—ADDRESS BUS CB—CONTROL BUS
计算机硬件系统组成
22
1.3 什么是硬件?什么是软件?两者谁更重要? 为什么？答：硬件是计算机系统的实体部分，它由看得见摸得着的各种电子元器件及各类光、电、机设备的实物组成，包括主机和外部设备等。软件是指用来充分发挥硬件功能，提高机器工作效率，便于人们使用机器，指挥整个计算机系统工作的程序集合，是无形的。硬件和软件是不可分割的统一体，前者是后者的物质基础，后者是前者的“灵魂"，它们 23 相辅相成，互相促进。
软件部分硬、软界面硬件部分
操作系统软件层（操作系统）指令系统层（指令系统）微体系结构层（微程序控制器）数字逻辑层（硬件逻辑部件）
计算机系统的层次结构
站在不同层次上编程的程序员所看到的计算机属性各不相同。
计算机系统的层次结构（2）软件和硬件逻辑上的等价性
计算机系统以硬件为基础，通过软件扩充其功能，并以执行程序方式体现其功能。硬件完成最基本的功能，而复杂的功能则通过软件实现。计算机是一个软件和硬件结合的整体系统。
计算机的语言简介
自然语言：人类相互交流信息所用的语言。高级语言：一种和自然语言接近并能为计算机接受的语言，这种语言被称为计算机的高级语言。汇编语言：符号式程序设计语言，属于低级语言。机器语言：机器能执行的语言，这种语言被称为机器语言（由二进制代码表示的指令组成）。

计算机组成与结构第1章计算机系统概述

45
计算机的过去
根据逻辑元件，计算机的发展划分为四代：第一代(1946年～1958年)是电子管计算机第二代(1959年～1964年)是晶体管计算机第三代(1965年～1970年)是集成电路计算机第四代( 1971年以后)是大规模和超大规模集成电路计算机
从1946年计算机诞生以来，大约每五年运算速度提高10倍，可靠性提高10倍，成本降低10倍，体积缩小10倍。60多年来计算机的发展过程，是在冯 · 诺依曼型计算机结构的基础上，紧紧围绕提升运算速度、扩大存储容量、降低制造成本、提高系统可靠性和使用的方便性为目的，不断采用新器件和研制新软件的过程。
23
二、计算机的分类
计算机从总体上分： • 模拟计算机、数字计算机（数字计算机俗称电脑）
计算机从用途上分： • 通用机、专用机
数字计算机按性能进一步分： • 巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机、单片机
24
计算机的应用
1．科学计算 2．信息管理 3．过程检测与控制 4．计算机辅助工程 5．人工智能方面的
目前绝大多数计算机仍然建立在存储程序、程序控制概念的基础上，称为冯·诺依曼型计算机。
28
外设
四、计算机的硬件组成
Байду номын сангаас输入设备
存储器
辅助存储器
输出设备
主存储器
主机
运算器
控制器
CPU
控制数据地址/指令
29
1、运算器
运算器的功能是执行算术运算、逻辑运算以及数据转换，更复杂的运算分解成这些基本运算来实现。
计算机组成与结构第1章计算机系统概述
为什么要开设“计算机组成与结构”
重要的专业基础课有：
数据结构

第1章计算机系统概述

第1章 微型计算机系统概述

第1章 计算机概述

第1章计算机系统概论

第1章 微型计算机系统概述

计算机组成原理第一章总结

第一章微型计算机系统概述

计算机系统(课后习题答案)

第1章 计算机系统概论第二版课后习题详细讲解

第1章 计算机系统概述

第一章 计算机系统概论

第一章 计算机系统概述(二)

操作系统知识点复习总结

第1章 计算机系统概述

《计算机组装与维护》课后习题答案

第1章 计算机系统概述

1 计算机系统概论

计算机组成与结构第1章 计算机系统概述

第1章微型计算机系统概述

第1章计算机概述

第1章微型计算机系统概述

第1章计算机系统概论第二版课后习题详细讲解

第1章计算机系统概述

第一章计算机系统概论

第一章计算机系统概述(二)

第1章计算机系统概述

第1章计算机系统概述

计算机组成与结构第1章计算机系统概述