计算机系统设计基础
计算机程序设计基础教程
计算机程序设计基础教程
计算机程序设计是计算机科学领域最基础的技术和知识之一，也是实现计算机应用的基础。
通过计算机程序设计基础教程，可以帮助人们更好地理解和利用计算机的潜力。
计算机程序设计基础教程旨在向读者传授建立良好的编程基础。
它从数据结构开始，然后介绍流程控制，接下来是排序算法，再讲解数据库和语言，最后介绍计算机网络以及其他最新技术。
此外，本教程还囊括大量的编程实践和模拟练习，让读者更好地理解编程技术，并能够一步步掌握实战技术。
计算机程序设计基础教程还涵盖了嵌入式系统、操作系统、信息安全、软件工程等计算机应用领域，从而使读者更好地理解实际应用的开发和使用。
本教程的前半部分介绍了基本的编程技术，包括算法和数据结构、流程控制和程序设计。
其中介绍了C、C++、Java等多种语言的基本
知识，以及一些科学计算方法，以及一些算法和数据结构的应用，这些技术是实现程序设计的基础。
后半部分介绍了高级编程技术，包括操作系统、网络编程、数据库、软件工程、信息安全等领域。
这些内容可以让读者深入学习和使用计算机科学的最新技术，学习编写更高效的程序、建立更安全的信息系统、实现高效的数据处理系统等。
计算机程序设计基础教程是一本从基础知识开始、深入浅出、有系统地介绍计算机程序设计的科普书。
本教程是量身定制的，可以满
足计算机初学者的需求，也可以帮助有经验的程序员更好地理解和使用计算机程序设计的更新技术。
计算机系统基础 c语言视角
计算机系统基础 c语言视角计算机系统基础从C语言视角计算机系统基础是计算机科学与技术的一门重要课程，它涉及计算机硬件和软件的基本原理与概念。
C语言作为一种广泛应用于系统编程的高级程序设计语言，对于学习计算机系统基础具有重要的视角。
本文将从C语言的角度出发，探讨计算机系统基础的相关内容。
一、C语言的基本特性C语言是一种面向过程的编程语言，其特点是简洁、高效、灵活。
它提供了丰富的数据类型和操作符，并且具有良好的可移植性。
C 语言的程序结构由函数组成，通过函数的调用和返回来完成程序的执行。
这种结构与计算机系统中的指令执行和函数调用非常契合，因此C语言在系统编程中得到了广泛的应用。
二、C语言的内存管理在计算机系统中，内存管理是一个重要的概念。
C语言提供了灵活的内存管理机制，程序员可以手动申请和释放内存空间。
通过使用malloc函数申请内存，程序员可以根据需要动态地分配内存空间。
而通过free函数释放内存，可以避免内存泄漏的问题。
这种内存管理方式为程序的运行效率和资源利用提供了支持。
三、C语言的指针操作指针是C语言中的重要概念，它提供了直接访问内存地址的能力。
指针的使用可以实现对内存中数据的直接操作，提高程序的执行效率。
通过指针操作，可以实现数据的传递和共享，进一步优化系统的性能。
指针还可以与数组和结构体等数据结构进行灵活的组合，实现更复杂的数据操作。
四、C语言的位操作位操作是计算机系统中常用的一种操作方式，它可以对数据的位进行精确的控制。
C语言提供了位操作的运算符，可以对数据的每一位进行与、或、异或等操作。
通过位操作，可以实现对数据的压缩和解压缩，提高存储空间的利用率。
位操作还可以实现数据的快速查找和处理，提高系统的性能。
五、C语言的文件操作文件操作是计算机系统中必不可少的一部分。
C语言提供了丰富的文件操作函数，可以对文件进行读写和管理。
通过文件操作，可以实现数据的永久存储和共享。
C语言的文件操作机制为系统的文件管理提供了良好的支持。
计算机体系结构基础
计算机体系结构基础计算机体系结构是计算机科学中的一个重要概念，它定义了计算机硬件和软件之间的交互方式以及如何组织和设计计算机系统的结构。
本文将探讨计算机体系结构的基础知识，包括指令集体系结构、处理器架构和存储器层次结构。
一、指令集体系结构指令集体系结构（Instruction Set Architecture），简称ISA，是计算机体系结构的基础。
它定义了一组与硬件交互的指令集合，并规定了指令的格式、操作码和寻址方式等。
常见的指令集体系结构包括CISC （复杂指令集计算机）和RISC（精简指令集计算机）。
CISC架构的特点是指令集复杂，提供了丰富的指令集合和多种寻址方式，使得每条指令可以执行多个操作。
而RISC架构则强调指令集的精简性和规范性，将更多的工作转移到编译器层面。
两者的选择取决于需求和设计目标，如应用场景的复杂度和对计算速度和资源利用效率的要求。
二、处理器架构处理器架构（Processor Architecture）决定了计算机的运算能力和效率。
处理器是计算机体系结构的核心部件，其结构和设计方式关系到计算机性能的提升和效能的增加。
传统的处理器架构采用单指令流单数据流（SISD）方式，即每次只能执行一条操作指令和一条数据流，效率有限。
而后来出现的多指令流多数据流（MIMD）方式，则能够同时处理多条指令和数据流，提高了计算能力和效率。
此外，处理器架构还包括流水线结构和超标量结构等。
流水线结构将一条指令的执行过程划分为多个阶段，使得各个阶段可以并行进行，从而提高整体执行效率。
超标量结构则允许多条指令并行执行，更进一步提高了计算速度。
三、存储器层次结构存储器层次结构（Memory Hierarchy）是计算机体系结构中的重要组成部分，用于解决计算机存储器访问速度和容量之间的矛盾。
它按照存取速度和容量的大小将存储器划分为多个层次。
存储器层次结构的基本原理是利用不同层次存储介质的速度和容量差异来平衡。
第1章 计算机系统基础
采用二进制和程序存储
John von Neumann 冯•诺依曼
精品资料
冯·诺依曼计算机结构(jiégòu)注意：其中5-10是个
模型
重复的过程
1
程序+ 数据
10
反 馈 信 号
输入
设备 4
请响
2
求 信
应 信
号 号3
运算器
8
存9
取数
数
（内）存储器
(dìzh ǐ)
7
地
பைடு நூலகம்
指 令
5
址
控制器
操 作 命 令
什么(shén me)是现代计算机？
计算机是一种无须人工干预，能对各种信息进 行存储和快速(kuài sù)处理的电子设备。
现代计算机是电子驱动的，其本质特征是存储 控制，即将事先编好的“程序”（指令和数据） 存入“存储器”中，然后计算机就可以按照程 序步骤自动连续执行。
? 思考：计算器和计算机的区别。
精品资料
4. 主要(zhǔyào)性能指标：
➢ 字长 CPU一次所能处理的数据(shùjù)的二进制位数；CPU字长有8bit，16bit， 32bit，64bit等，目前流行的微机主要采用32bit。
➢ 工作频率
➢ 即CPU每秒所能执行的指令条数，常用主频表示，CPU主频通常以MH （兆赫）和GH（千兆赫）为单位，１MH 指每秒执行１百万条指令。目前 流行的CPU的主频均已达GH 数量级
三大芯片 北桥芯片－决定主板性能高
低(gāodī) 南桥芯片－决定主板功能多
少
精品资料
CPU插座 (chāzuò)
目前CPU均采用Socket插座(chāzuò)，Socket插座 (chāzuò)根据CPU引脚的多少进行编号。
本科专业认证《计算机与程序设计基础》(C语言)教学大纲
《计算机与程序设计基础》课程教学大纲英文名称：Fundamentals of Computer and Programming课程编号：0812010005学分：2.5总学时：40。
其中，讲授学时24，上机学时16。
适用专业：全校非计算机专业理工科本科生先修课程：无开课学院、系：计通学院计算机应用系一、课程目标《计算机与程序设计基础》课程是新生入校的第一门计算机课程，也是大学本科理工科专业学生必修的公共基础课程。
《计算机与程序设计基础》的主要教学目的是使学生较全面、系统地掌握计算机的基本知识，理解计算机操作系统基础知识、掌握操作系统的基本应用，了解办公自动化系统的概念、基本组成和关键技术，熟练掌握文字处理软件、电子表格软件、演示文稿制作软件的使用方法，掌握C语言的基本语法、编程技术和基本算法，掌握程序设计的基本思想和方法，具备利用计算机求解实际问题的基本能力，能灵活应用C语言进行程序设计，有一定的编程和调试程序的能力。
使学生具有利用计算机分析问题、解决问题的意识与能力，提高学生的计算机素养，为将来应用计算机知识和技能解决专业中的实际问题打下必要的基础。
按照国家提出的课程培养目标、以及开设了本课程的相关专业2017培养方案中的毕业要求，制定本课程学习目标如表1所示：表1 《计算机与程序设计基础》（C语言）课程目标-毕业要求关系表二、课程内容及学时分配本课程内容、建议学时以及知识单元与课程目标支撑关系如表2所示。
表2 《计算机与程序设计基础》（C语言）课程内容及学时分配三、教学方法根据所面向学生的不同特点和专业要求，针对不同的教学内容采用不同的组织方式。
对理论性较强的内容以课堂教学为主；对应用性强的部分精讲多练，加强课内实验和课外自主练习；对较复杂的操作性内容采用任务驱动的案例教学；对知识性方面的内容以学生自学为主，同时让学生充分利用网络资源、教育平台进行启发式、讨论式、研究式的自主学习，在教学中给学生提供多样化的探索空间，鼓励他们进行个性化发展。
逻辑和计算机设计基础
程序设计语言
选择适合的程序设计语言，以便更高效地实现软件功能。
软件开发流程
遵循标准的软件开发流程，如敏捷开发、瀑布模型等，以确保软 件质量和开发效率。
人工智能设计
数据驱动模型
利用大量数据进行模型训练，提高人工智能的准确性和可靠性。
算法优化
能正确性。
数字系统设计
数字系统架构设计
根据系统需求，设计出合理的数字系统架构。
微处理器与微控制器
了解微处理器和微控制器的原理、结构、指 令集以及应用。
嵌入式系统设计
掌握嵌入式系统的基本概念、组成、设计流 程以及应用。
系统级编程语言
掌握C、C、汇编等系统级编程语言，能够 进行系统级编程。
数字信号处理
时序逻辑电路
除了逻辑门外，还包含存储 元件，如触发器，用于存储 状态信息。
数字电路
由逻辑门和存储元件组成的 电路，用于执行算术运算和 逻辑运算。
02 计算机设计基础
计算机组成
中央处理器（CPU）
负责执行计算机程序中的指令，控制 计算机的各个部分协调工作。
存储器（Memory）
用于存储数据和程序，包括随机存取 存储器（RAM）和只读存储器 （ROM）。
输入输出设备（I/O）
用于输入和输出数据，如键盘、鼠标、 显示器等。
操作系统（OS）
控制计算机硬件和软件资源，为用户 提供良好的操作界面。
计算机架构
冯·诺依曼架构
01
由五个部分组成，包括运算器、控制器、存储器、输
入设备和输出设备，是现代计算机的基本架构。
RISC和CISC架构
02 RISC架构强调精简指令集，提高指令执行速度；
计算机控制系统设计的基本内容
计算机控制系统设计的基本内容
计算机控制系统设计主要包括以下基本内容:
1. 控制理论基础知识：计算机控制系统的设计需要运用控制理论的基础知识，如传递函数、稳定性分析、动态响应分析等。
2. 计算机控制系统的硬件设计：包括控制器、传感器、执行器等硬件设备的设计和选型，需要考虑硬件设备的可靠性、性能、成本和可维护性等因素。
3. 计算机控制系统的软件设计：包括控制系统的算法设计、软件界面设计、数据采集和处理等，需要运用计算机编程语言和软件设计工具进行开发。
4. 计算机控制系统的调试和测试：设计完成后，需要进行系统调试和测试，以确保系统的稳定性、可靠性和性能指标符合要求。
5. 计算机控制系统的应用和优化：在实际应用场景中，需要对计算机控制系统进行优化和调整，以提高控制性能和效率。
以上是计算机控制系统设计的主要基本内容，不同的应用场景和控制需求可能需要针对具体情况进行定制化设计。
ouc 计算机系统基础
ouc 计算机系统基础计算机系统基础是计算机科学与技术专业的重要课程之一，它为学生打下了扎实的计算机科学基础。
本文将从人类的视角出发，以自然流畅的语言描述计算机系统基础的相关内容。
计算机系统基础课程主要介绍计算机系统的组成和运行原理，包括硬件、操作系统、网络和软件等方面。
首先，我们来看看计算机的硬件部分。
计算机硬件主要包括中央处理器（CPU）、内存、硬盘、输入输出设备等。
中央处理器是计算机的大脑，负责执行指令和进行计算。
内存是计算机的临时存储空间，用于存储数据和程序。
硬盘则是计算机的永久存储空间，用于存储操作系统和应用程序。
输入输出设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机等，用于与计算机进行交互。
在计算机系统中，操作系统扮演着重要的角色。
操作系统是计算机系统的核心软件，它管理计算机的资源和控制程序的执行。
操作系统提供了用户界面，使用户可以方便地使用计算机。
同时，操作系统还负责分配计算机的资源，如内存、处理器和硬盘等，以提高计算机的性能。
常见的操作系统有Windows、Linux和Mac OS等。
除了硬件和操作系统，网络也是计算机系统中的重要组成部分。
网络使得计算机之间可以进行数据传输和通信。
计算机可以通过局域网或互联网与其他计算机进行数据交换，实现信息共享和远程访问。
网络协议是实现计算机之间通信的规则和约定，常见的网络协议有TCP/IP协议。
在计算机系统基础课程中，学生还会学习到软件开发的基本知识。
软件是运行在计算机上的程序，它可以实现各种功能。
软件开发包括需求分析、设计、编码和测试等过程，其中编码是将设计好的算法和逻辑转化为具体的程序代码。
编程语言是实现程序编写的工具，常见的编程语言有C、C++、Java和Python等。
计算机系统基础课程是计算机科学与技术专业的重要基础课程，它为学生提供了深入了解计算机系统组成和运行原理的机会。
通过学习这门课程，学生可以了解计算机硬件、操作系统、网络和软件等方面的知识，为以后的学习和工作打下坚实的基础。
计算机基础与程序设计
计算机基础与程序设计计算机基础与程序设计是现代信息技术教育中的核心课程之一，它不仅涵盖了计算机的基本原理，还涉及到程序设计的基础知识和技能。
本课程旨在培养学生对计算机科学的基本理解，以及使用编程语言解决实际问题的能力。
计算机基础计算机基础部分主要介绍了计算机的发展历程、组成原理以及操作系统的基本概念。
1. 计算机的发展历程：从最初的机械计算机到现代的电子计算机，再到个人计算机和网络计算机的发展，让学生了解计算机技术的演变过程。
2. 计算机硬件组成：包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等，让学生了解计算机是如何工作的。
3. 操作系统：介绍了操作系统的功能和分类，如Windows、Linux和macOS等，以及它们的基本操作和管理。
程序设计基础程序设计基础部分是教授学生如何使用编程语言编写程序，解决实际问题。
1. 编程语言概述：介绍了不同的编程语言，如C、Java、Python等，以及它们的特点和应用领域。
2. 算法与数据结构：算法是解决问题的步骤，数据结构是存储和组织数据的方式。
这部分内容教授学生如何设计有效的算法和选择合适的数据结构。
3. 编程范式：包括命令式编程、面向对象编程、函数式编程等，让学生了解不同的编程思想和方法。
编程实践编程实践是将理论知识应用到实际编程中的过程。
1. 开发环境搭建：介绍了如何搭建编程环境，例如安装编译器、集成开发环境（IDE）等。
2. 编写第一个程序：以“Hello, World!”为例，引导学生编写并运行他们的第一个程序。
3. 程序调试：教授学生如何使用调试工具查找和修复程序中的错误。
软件开发生命周期软件开发生命周期是软件开发的整个过程，从需求分析到设计、编码、测试、部署和维护。
1. 需求分析：了解用户需求，明确软件需要实现的功能。
2. 系统设计：设计软件的架构和组件，包括数据流和模块划分。
3. 编码实现：根据设计文档编写代码，实现软件功能。
4. 测试：通过单元测试、集成测试等方法验证软件的正确性和性能。
大学计算机基础 第8章 程序设计基础
（1）支持对象（Object）的有关概念。 （2）将对象抽象为类（Class）。 （3）类通过继承（ance）形成类层次。 （4）对象间通过传递消息（Message）而相互联系
是将某些对象的相同特征（属性和方法）抽取出来，形成的一个关于这些 对象集合的抽象模型。类具有封装性、继承性、多态性等3个特征。
3. 类（Class）和实例（Instance） 具有相同特性和行为的对象的抽象就是类。因此，对象的抽象是类，类的
具体化就是对象，也可以说类的实例是对象。对象具有所属类的全部属性、 事件和方法。 4. 消息（Message） 面向对象的世界是通过对象与对象间彼此的相互合作来推动的，对象间的 这种相互合作需要有一个协调机制，这样的机制就称为“消息”，它是对 象之间进行通信的结构。
须能在有限的时间内完成。如果在数值计算过程中涉及到无穷数级的 情况，必须根据精度要求确定的计算过程才是有穷算法。 2．确切性，是指算法的每一步骤必须要有确切的定义，不能存在二义 性。 3．输入，是指算法在执行的过程中从外界获取的信息。一个算法可以 有0个或多个输入，当有0个输入时，是指算法本身指定了初始条件。 算法的执行结果总是与输入的初始数据相关的，不同的输入会产生不
算法写好后，要检查算法的正确性和完整性，然后再根据算法 用某种高级语言去编写程序。
8.2.3 常用的基本算法
（1）列举法 列举法通常用于解决“是否存在”或“有哪些可能”等问题。它的基
本思想是根据提出的问题，列举出所有可能的情况，并用问题中给定 的条件检验符合条件的解。列举法比较简单，在使用时，要对问题进 行详细的分析，将与问题有关的知识条理化、系统化，并从中找出规 律，优化方案减少运算工作量是应当注意的问题。 （2）归纳法 归纳是一种抽象，即从特殊现象中找出一般规律。归纳法的基本思想 是，通过分析列举的少量特殊情况，找出一般的关系。但这种方法得 到的结论只是一种猜测，还需要进行证明。
大学计算机基础第10章 程序设计基础
4. 程序设计的基本控制结构
4.2 选择（分支）结构 （1）单路分支选择结构 单路分支选择结构是根据判断结构入口点处的条件来 决定下一步的程序流向。如果条件为真则执行语句组1， 否则什么也不执行直接到达结构的出口点处。
4. 程序设计的基本控制结构
4.2 选择（分支）结构 （2）双路分支选择结构 两路分支选择结构是根据判断结构入口点处的条件来 决定下一步的程序流向。如果条件为真则执行语句组1， 否则执行语句组2。
• 操作码：表示计算机该做什么操作 • 操作数：表示计算机该对哪些数据做怎样的操作
1.2.2 指令系统
• 一台计算机所能执行的全部操作指令称为它的指令系统
1.程序和程序设计
1.3 程序设计
• 学习目的 • 程序设计步骤
• • • • • • 分析问题，确定解决方案 建立数学模型 确定算法（算法设计） 编写源程序 程序调试 整理资料
2.结构化程序设计的基本原则
2.2 程序设计的风格
• • • • 程序设计的风格 程序设计语言运用的风格 程序文本的风格 输入/输出的风格
2.结构化程序设计的基本原则
2.3 结构化程序设计的原则 荷兰学者迪克特拉（Dijkstra）提出了一套方法，它规 定程序要具有合理的结构，以保证和验证程序的正确性。 （1）自顶向下 （2）逐步求精 （3）模块化 （4）限制使用Go To语句
3.算法
• 3.3 算法的描述
（3）流程图 流程图是一种传统的算法表示法，它利用几何图形的框来 代表各种不同性质的操作，用流程线来指示算法的执行方向。
流程图的常用符号
符 号 符 号 名 称 起止框 输入/输出框 处理框 判断框 流向线 连接点 含 义 表示算法的开始或结束 表示输入/输出操作 表示对框内的内容进行处理 表示对框内的条件进行判断 表示算法的流动方向 表示两个具有相同标记的“连接点”相连
C语言第1章计算机的组成与程序设计基础详解
软件（Software） ：概念及分类
软 件 系统软件：用来管理、维护计算机并协调计算 机各部件有效工作的软件。 （核心软件是操作系统） 应用软件：实现具体应用的软件。
软件：相关概念
指令：计算机能够识别并执行的“操作命令” 指令＝操作码＋操作数 15→A 例： 10110000 00001111 指令系统：计算机能够识别的所有指令的集合。
语言分类 机器语言 汇编语言 高级语言 低级语言
机器语言
是二进制形式表示的程序设计语言，是各种不 同功能的机器指令的集合。
例：10000000 加 10010000 减
机器语言编写的程序可以被计算机硬件识别、 可直接执行。（如：TC.EXE） 特点：与机器相关，程序执行效率高，编写难 度大，不便阅读，调试修改困难，无法移植到 其他计算机。
※不同类型的计算机所识别的指令和指令系统是不 一样的。面向机器，通用性差。
程序：为解决某一问题而设计的一系列指令或语句。 机器语言：计算机能唯一识别并可直接执行的语 言，由二进制数（0或1）排列组合而成。
计算机语言
计算机语言是人与计算机交流的工具 人使用程序设计语言来编制程序（程序设计 ）来描述信息处理算法，通过语言处理系统 来生成可执行程序文件。计算机通过程序执 行来实现规定的信息处理
汇编语言
符号化的机器语言，也称符号语言
用助记符来表示机器指令，便于使用和记忆。
例： MOV AL，8 ADD AL，9 特点：
语句与机器指令几乎一一对应 程序可读性优于机器语言程序、其他优缺点仍存在
数据传输 加法计算
汇编语言指令是机器不能直接识别和执行。要经过
翻译程序。
高级语言
算法语言：用户主要考虑解题算法的逻辑和过 程的描述。
冯 诺依曼体系结构的基本内容
冯诺依曼体系结构的基本内容冯·诺依曼体系结构，是计算机科学和计算机工程领域最为重要的概念之一。
它是由冯·诺依曼（Von Neumann）在20世纪40年代提出的一种计算机结构模型，于此后逐渐被广泛采用，并成为现代计算机系统设计的基础。
冯·诺依曼体系结构的基本内容包括计算机的五个主要组件：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
这些组件通过数据总线和控制总线进行相互连接和通信。
首先是运算器，它是计算机的核心部件之一，负责执行各种算术和逻辑运算。
运算器包含算术逻辑单元（ALU）和寄存器。
ALU用于执行各种算术操作，如加法、减法和乘法等，同时也支持逻辑运算，如与、或和非等。
寄存器则用于存储运算过程中的数据和中间结果。
其次是控制器，它负责控制计算机的整个运行过程。
控制器从存储器中获取指令，解析并执行这些指令，按照指令的要求对运算器和其他相关组件进行操作。
控制器还负责处理异常情况和错误处理，确保计算机的正确运行。
存储器是用于存储数据和程序的设备。
存储器分为主存储器和辅助存储器两种类型。
主存储器是计算机的内部存储器，用于存储正在运行的程序和数据。
辅助存储器则是计算机的外部存储器，用于长期保存程序和数据，如硬盘、光盘和闪存等。
输入设备用于将外部信息输入到计算机中。
常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪和摄像头等。
通过输入设备，用户可以向计算机提供指令和数据，实现与计算机的交互。
输出设备用于将计算机处理的结果输出给用户。
常见的输出设备包括显示器、打印机、投影仪和音频设备等。
通过输出设备，计算机可以向用户展示所得到的计算结果和其他信息。
冯·诺依曼体系结构的优势在于其模块化、可扩展和通用性。
模块化的设计使得各个组件之间可以独立开发、测试和优化，便于系统的维护和升级。
可扩展性使得计算机的功能可以随着需求的变化而进行扩展，提高了系统的灵活性和适应性。
通用性使得冯·诺依曼体系结构可以适用于各种应用领域，无论是科学计算、商业处理还是嵌入式系统等。
大学计算机基础pdf
大学计算机基础pdf计算机基础是计算机技术研究者和应用者最基本的理解和应用课。
它关注计算机系统的构造和设计、计算机计算理论和编程语言等方面。
一、计算机系统构造和设计1. 计算机系统架构：系统包括计算机硬件系统和软件系统，调制解调器连接计算机网络，完成计算机系统的构造和设计。
2. 数据存储技术：包括数据的长期存储和短期存储，以及方式简单的检索、加载、备份等技术。
3. 运算技术：学习计算机运算技术，掌握数值运算、精确运算和比较运算等。
4. 指令技术：理解计算机指令，熟练掌握它们的用法，学习批处理、光盘刻录和查找表技术等。
二、计算机计算理论1. 基于数学模型的计算：学习计算现代计算机使用的标准数学模型，学会基于它们的计算。
2. 分布式计算：学习了解分布式计算的概念，如网络服务器、p2p网络和分布式文件系统等。
3. 计算机安全：学习安全主体认证、机密性、完整性、可用性、可靠性、法律责任等安全技术知识。
三、编程语言1. C语言：学习C语言编程，掌握变量、指令、内存管理、循环控制、函数使用等编程技巧。
2. Java语言：学习Java语言，理解它的基本语法，基础代码库，学会基本的类、对象使用和接口设计等。
3. Visual Basic：学习Visual Basic，学会GUI的建立与发布，学会数据库的搭建与访问，以及编写与管理COM/OCX组件等。
四、计算机编程应用1. 算法：学习各种时间复杂度、空间复杂度分析方法，学习常用排序算法、搜索算法、数据结构，从而编写更高效能的程序。
2. Linux：掌握Linux操作系统知识，包括Linux系统安装、音频视频播放和网络连接等应用知识。
3. 网络：理解Web网页的技术，掌握网络搜索的方法，如web搜索引擎、Spider技术和 RSS技术、以及web文档的创建等。
4. 嵌入式系统：学习嵌入式操作系统的构造与设计，以及操作嵌入式硬件的技术，从而知道如何编写嵌入式系统程序。
第1章 计算机及程序设计基础知识(1)
二、八、十六进制之间的转换
十进制转换为二、八、十六进制
2012-12-23
2、8、16进制转换为10进制
1100.0101B = 1×23+ 1×22+0×21+0×20+ 0×2-1 +1×2-2+0×2-3+1×2-4 = 12.3125D 31A.7H = 3×162+1×161+10×160+7×16-1 = 794.4375D
计算机程序设计 - 第一章 计算机及程序设计基础知识 26
2012-12-23
2、8、16进制之间的转换
1011011.1B转换为八进制和十六进制
补零 补零 001 . , 011, 011100 B 133.4Q 1 3 3 4
补零
补零 0 . 101,10111000B 5B.8H 5 B 8
Di 2i
22
m 1
2012-12-23
计算机程序设计 - 第一章 计算机及程序设计基础知识
几种常用进制
进制 二进制 (Binary) 八进制 (Octal) r 基本符号 后缀 B Q 2 0,1 8 0,1,2,3,4,5,6,7
十进制 (Decimal)
10 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9
计算机程序设计 - 第一章 计算机及程序设计基础知识 17
根据所连接部件的不同
根据所传送信息的类别
2012-12-23
信息的表示与存储
二进制 字长与信息存储单位 数值信息的表示及数制转换
计算机基础与程序设计知识点
1.计算机内部储存、处理、加工和传输汉字时使用的是汉字机内码.2.Cache是为了解决CPU与储存器速度不匹配的问题.3.蠕虫病毒是对计算机软件系统造成极大危害,他是一段特制的程序.4.在C#中可以标识不同控件的属性是Name.5.在C#中不能作为变量名的是long.6.关于变量的声明和初始化,语句正确的是double x=137.不属于C#循环的中断语句的是jump语句.8.设数组定义为：int[,]a=new int[5,6];,则下列数组元素的引用正确的是a[0,0]9.在C#中,不会显示在窗体上的控件是ImageList10.如果每隔15S产生一个定时器事件,则Timer的Interval属性应设置为1500011.在C#中,如果不希望类被继承,则定义类时要使用关键字sealed12.如果某个类程序员属于整个类而不属于类的某一个具体实例,则该程序员前需用修饰符static13.在C#中,对文本文件进行读取通常使用StreamReader类14.SQL Server 2008实一个关系模型数据库.15.在中,用于对数数据源执行SQL命令语句的对象是Command对象.16.下列软件工具中,不属于软件开发工具的是版本控制工具.17.主要用于面向对象的开发过程的模型是喷泉模型.18.在数据流图中,用圆或圆角矩形表示加工.19.为了提高模块的独立性,模块之间最好是数据耦合.20.在微型计算机中,西文字符一般采用ASCII 码进行编码.21.文件型病毒通常寄生在可执行文件中.22.C#程序的入口函数是Main 函数.23.在C#中.注释有两种方法,其中/* */可以进行多行注释.24.已知数组mun的定义为：int[]num=new int[5]{5,4,3,2,1};,则num.Length=525.已知某类的类名Studend,则该类的析构函数名为~Student绘图时,默认的坐标原点在窗体和控件的左上角.27.删除名为student表的SQL语句是DROPTABLE student28.软件工程的3个要素是：方法、过程和工具.29.基本路径测试属于软件动态测试中的白盒测试技术.30.汉字字库中存放的是汉字字形码31.属于输出设备的是绘图仪32.计算机配置的内存的容量为4GB,其中的4GB是指4×1024×1024×1024B33.在Visual 的集成开发环境中,默认情况下不支持的设计程序语言的Visual Basic34.在C#中,不能作为变量名的是char35.在C#中,将字符串’He said〞Hello!〞’保存到string变量中,正确的是str=〞He said〞Hello!〞’;36.循环体至少执行一次的是do...while循环.37.有定义语句：int[,]a=new int[5,6]; 引用正确的是a[3,4]38.设数组a的定义为：int[]a=new int[3];,则a所占的存储空间的字节数是12字节39.在windows窗体应用程序中,为了将菜单项File中的字符‘F’设为助记符〔按Alt+能打开File菜单〕,应将该菜单项的Text属性设置为&File40.在Windows窗体应用中,引用列表框ListBox1当前被选中的数据项的语句是ListBox1.Items[ListBox1.Selectedindex]41.在C#中,类成员如果不带访问修饰符,则默认的修饰符为private42.说法对的是构造函数的名字必须与类名相同.43.属于static类的是File类44.SQL是标准化的结构化查询语言的两个主要的核心是.NET Franework数据提供程序和DataSet46.在计算机软件的开发和维护过程中遇到一系列严重问题,这种现象被称为软件危机47.在下列软件生命周期模型中,具有风险分析的是螺旋模型48.用作软件需求分析工具的是数据流图49.软件测试的目的是尽可能的发现软件系统中的错误.50.一个字节是由8个二进制位组成的.51.7位版本的ASCII码可表示的字符个数为128.52.C#程序中,定义命名空间的关键字是namespace53.每个枚举成员均具有相关联的常量值,默认时,第一个枚举成员的关联值为054.设数组a的定义为：int[]a={1,2,3,4,5}；,则a[a[2]]的值为455.如果基类的某方法前有virtual修饰符,则在派生类中须使用override来改写该方法.56.专门产生伪随机数的类是Random类的5个核心对象中,DataAdapter用于在数据源和数据集之间交换数据,是数据源和DataSet之间的桥梁.58.软件生命周期测试中,智能模型将瀑布模型和专家系统结合在一起,利用专家系统来帮助软件开发人员的工作.59.在软件测试中,根据程序的内部逻辑结构来设计测试用例,对程序的逻辑路径进行测试的方法被称白盒测试技术.60.当前计算机应用最广泛的是信息处理.61.介于CPU和内存之间的高速缓冲存储器是Cache62.属于输出设备的是显示器.63.属于单用户单任务操作系统的是DOS.64.计算机病毒指的是具有破坏性的程序.65.不属于Visual Studi0 2008总体界面的是报告栏.66.关于简单的C#程序和命名空间,下列说法正确的是：最简单的C#程序仅由一个命名空间组成.67.在C拌中,如果想要修改Windows窗体的边框式样,需要修改该窗体的属性是FormBorderStyle.68.在NET中最重要、最基础的命名空间是System.69.在文本文件读写中,不需要使用的类是StreamDesign.70.数据库管理系统的英文缩写是DBMS.71.在SQL Server中主数据文件默认的扩展名是mdf.72.若一个记录中包含学号、##、性别和班级字段,其中最合适作为主键的字段是学号73.在中,DataSet对象相当于一个临时的数据库.74.属于软件工程的3个要素是：过程、工具和方法.75.具有只有上一阶段工作完成后才能进入到下一阶段工作的软件生命周期模型是瀑布模型.76.为需求分析常用工具的是DFP77.在面向对象方法中,一个对象请求另一个对象为其服务的方式是通过发送消息.78.内存储器包括ROM 和RAM79.1Byte=8bit; 1KB=1024R80.C群程序文件的扩展名是CS, C群项目文件的扩展名是csproj.81.构造函数是类的一个特殊方法,可用来完成类成员变量的初始化.82.SQL Server是一个大型的关系型数据库管理系统,它的作用是管理数据库.83.SQL语言中查询数据的语句是_SELECT,______;删除记录的语句是DELETE.的两个核心是：___.NET Framework____数据提供程序和___DataSet____对象.85.按软件服务对象的X围划分,软件可分为通用软件和定制软件.86.需求分析按顺序一般分为需求获取、需求分析、需求规格说明和需求评审4个阶段.87.软件测试分为静态测试和动态测试两类.88.计算机分4个阶段：电子管、晶体管、集成电路、超大规模集成电路.89.属于结构化软件开发方法的基本要点的是结构化编码、模块化设计、逐步求精.90.在白盒测试技术中,设计足够的测试用例,使得程序中每个判定的每个取值分支至少执行一次的覆盖标准被称为判定覆盖.91.通过网络大量复制传播,可造成网络阻塞、甚至瘫痪的病毒被称为蠕虫病毒.92.面向对象三个基本原则是继承、封装、多态.93.在Visual Studio 2008中,用于添加窗口、组件、类、模板等的菜单是项目.94.在中,DataSet对象相当于一个临时的数据表.95.以下可以表示负数X围的是sbyte double decimal.96.运行int a=20,b=5,c=10,d=3;bool s, e=false;则表达式〔s=a<c〕&&<e=b>0>运算后,e=false.97.一般而言,学生与班级之间的关系类型是一对多.98.关于for循环的说法1 for循环是先判定表达式,然后决定是否执行循环体语句；for循环中,可以用break语句跳出循环体；for循环体语句中,可以包含多条语句,但要用花括号括起来.99.在C#程序中,用于创建数组的关键字是new100.创建菜单后,为实现菜单项的命令功能,应添加的事件处理方法是Select101.构造函数特征的是构造函数的函数名和类名相同；构造函数可以重载；构成函数可以带有参数.102.在.NET中,用于提供操作字符串的方法的类库是System.String103.关于继承的理解正确的是子类可以从父类中继承其所有的成员；假如,类M继承自类N,而类N又继承自类P,则类M也继承自类P；子类应是对基类的扩展,子类可以添加新的成员.104.指定操作系统读取文件方式中的FileMode.Create的含义是指定操作系统应创建文件,如果文件存在,将被改写.105.在SQL Server中,不是用于实现数据完整性的default106.计算机内部所有数据的存储、计算和处理都采用二进制107.C#的可执行文件的文件扩展名是EXE108.在switch语句中,每个语句标号所含关键字case后面的表达式必须是常量表达式109.在C#语言中,可以用来遍历数组元素的循环语句是foreach110.如果一个类包含一个或多个抽象方法,它是一个抽象类.111.在C#中,密封采用sealed修饰符来实现,用于密封类、方法和属性.112.SQL语句中删除一个表中记录,使用的关键字是DELETE113.在中,用于设置DataGridview的数据源的属性是DataSource.114.从软件产品的提出开始,经过开发、使用、维护直到停止使用为止的整个过程被称为软件的生命周期.115.衡量软件的模块独立性的两个定性的度量标准是耦合性和内聚性.116.人类历史上第一台电子数字计算机诞生于1946年.117.以用户需求为动力,以对象为驱动的软件生命周期模型是喷泉模型.118.结构化分析常用的工具包括数据字典、数据流图、判定树.119.64位微型计算机中的64指机器字长.120.类的下列特性中,可以用于方便地重用已有的代码和数据的是继承.121.在Visual Studi0 2008中,显示与项目生成有关的信息的窗口是输出窗口.122.在AD0．NET中,用于从数据源中获取只读的数据的对象是DataReader123.在C#程序中,用于定义静态成员的关键字为static124.表达式12／4-2+5*8／4％5／2的值为1125.在SQL Server中,用于删除数据库的命令是DROP DATABASE126.下列关于switch语句的表述中,正确的是switch语句可以出现default子旬,也可以不出现default子句127.语句string[,]strArray=new string[3,4]；创建string对象的个数为12128.在c撑中,组合了TextBox控件和ListBox控件的功能的控件是ComboBox129.在C#中,为将一个可读可写的公有属性Name修改为只读属性,应将Name的set块删除. 130.开发基于C#的Windows应用程序需要引用的名空间是System．Forms131.下列关于抽象类的说法正确的是抽象类不能被实例化.132.在C#中,若要指定操作系统打开一个现有文件并把文件读写指针定位在文件尾部,需要使用FileMode枚举类型的成员是Append133.SQL Server数据库文件有三类,其中主数据文件的后缀为mdf134.窗体中有年龄文本框txtAge,下列选项中可以获得文本框中的年龄值的是int age=Convert．ToInt32<txtAge>；135.用户将用于解决某一问题的步骤采用指令序列进行描述,该指令序列被称为程序.136.C#q中的资源文件是由XML项组成.其文件扩展名是resx137.C#中的类型转换方式包括隐式转换、显示转换与Convert转换.138.在C#中,采用Rank 属性表示数组的维数.139.采用一个框架把数据和代码组合在一起,形成一个对象的技术被称为封装. 140.在Tiner控件中,采用Interval 属性来指定时钟中断被触发的时间间隔.141.在SQL Server中,一组用于完成特定功能的SQL语句的集合,被称为存储过程. 142.在AD0. NET中,关闭数据库连接一般采用Close 方法.143.软件设计一般可细分为需要设计和详细设计两个阶段.完全不考虑程序内部的逻辑结构和特性,只是测试程序的功能与外部特性的测试方法被称为_____黑盒测试_____技术.144.利用计算机进行机械设计属于计算机辅助设计.145.存储容量单位中,最小单位的是bit146.内存中的只读存储器是ROM.147.扫描仪属于输入设备.148.Windows属于单用户多任务操作系统.149.计算机病毒不具有的性质是免疫性.150.欲将某个应用的窗体标题设置为"兔子生子〞,应该更改的窗体属性是Text属性. 151.关于复杂C#程序和命名空间,复杂C#程序可包含多个命名空间.152.C#转移序列＼r的作用是回车.153.在Windows应用程序中,命令按钮的默认事件是Click事件 Framework中基本类型的根命名空间是System155.在文本文件读写中,需要使用的类是FileStream156.数据库的英文缩写是 DB157.在SQL Server中主目志文件默认的扩展名是ldf158.在数据库对象中,用来存储和操作数据的逻辑结构的是表159.在AD0．NET中,用来与数据源建立连接的对象是Connection对象160.软件是指数据+程序十文档.161.体现软件创建所固有的迭代和无间隙特征的软件生命周期模型的是喷泉模型.162.下面不属于软件设计的基本原理的是自底向上.163.软件生命周期中,所占的工作量最大的阶段是维护.164.CPU包含运算器和控制器.165.高级语言翻译成机器指令分为编译方式和解释方式.166.C#中扩展名为resx的文件是C#的资源文件；扩展名为sln的文件是C#的解决方案文件.167.对象是具有唯一对象名和固定对外接口的一组属性和操作的集合.168.每个数据库文件有两个名称,分别是逻辑文件名和物理文件名.169.SQL语言中创建数据库对象的语句暴 CREATE;修改数据库对象的语句是 ALTER 170.AD0．NET访问数据库的模式是联机模式和脱机模式.171.解决软件危机应该从技术和管理两方面进行.172.衡量软件的模块独立性使用两个定性的度量标准是耦合性和内聚性.173.动态测试主要包括白盒测试法和黑盒测试法.174.CPU处理数据和指令的基本单位是字<Word>,规定一个字的字长是与CPU型号有关的bit 位数.175.Windows操作系统是单用户、多任务.面几种运算符中,优先级最低的是 ||176.如果在一个函数中的复合语句中定义了一个变量,该变量只在所定义的复合语句中有效.177.将P定义为一个指向整型变量a的指针变量,下面正确的定义是int a,*p=&a；178.结构体类型定义符是struct179.若定义了一个结构体和该结构体类型变量,并且定义了指向该结构体类型变量的指针变量,下面不能正确引用结构体变量的成员的是指针变量名．成员名180.下面位运算符中,为单目运算符的是～181.对已经存在的二进制文件进行只读操作,文件的使用方式应是"rb〞182.在计算机中,指令通常是由操作码、操作数组成.183.与二进制1010等值的十六进制数是a184..下面转义字符中,表示换行的是＼n185.下面符合c语言要求的标识符in186.若有scanf<"％d,％d％d",&a,&b,&c>；从键盘上正确的数据输入形式是.2,34187.只有当if语句中表达式的值非0时,才执行if的内嵌语句.188.若有定义short int a[3][5]；则a数组在内存中分配的字节数是30189.己定义字符数组strl,下面能正确地完成字符串输入的函数是gets<strl>190.C程序必须由一个或一个以上函数构成.191..下面正确定义指针数组的是float*p[6];192.下面关于共用体类型的定义正确的是union pig{int w; char place[20]; };193.下面位运算符中,优先级最高的是~194.下面表示关闭文件的函数是fclose195.在语句fread<stu,size,n,fp>；中,下面说法不．正确的是n表示读n次196.存储容量1KB等于210字节197.下面哪种设备是输出设备?显示器198.设有int a=3,b=-4,c=5；表达式++a-c+b++的值是-5199.设有int x,y；表达式y=<x=1,++x,x+2>的值是4200.以十六进制形式输出整型数的格式说明符是％x201.若有定义int a[4]={1,2,3,4}；则表达式a[a[2]- 3*a[0]+1]的值是2202.关于函数的定义和调用,正确的是函数的定义不可以嵌套,但函数的调用可以嵌套203.关于main函数,以下说法中正确C语言程序总是从main<>函数开始执行.204.若要定义一个长整型的变量a和一个指向变量a的指针变量q,下面正确的定义语句是long a,*q=&a；。
计算机体系结构基础解析冯诺依曼结构和哈佛结构
计算机体系结构基础解析冯诺依曼结构和哈佛结构计算机体系结构基础解析：冯诺依曼结构和哈佛结构计算机体系结构是计算机科学中一个重要的概念，指的是计算机硬件和软件之间的组织和交互方式。
在计算机体系结构的发展过程中，冯诺依曼结构和哈佛结构是两种最为经典的架构设计，本文将对这两种结构进行详细解析和比较。
一、冯诺依曼结构冯诺依曼结构，也称为存储程序型结构，是由冯·诺依曼在20世纪40年代提出的一种计算机结构设计。
冯诺依曼结构由五大基本组成部分组成：1. 存储器（Memory）：用于存储指令和数据，通过地址寻址来访问。
2. 控制单元（Control Unit）：负责指令的解码和执行，控制计算机的操作流程。
3. 算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）：执行各种算术和逻辑运算。
4. 输入设备（Input Devices）：用于接收外部输入数据。
5. 输出设备（Output Devices）：用于向外部输出数据。
冯诺依曼结构的特点是指令和数据共享同一存储器，通过指令寻址来实现对存储器中数据的读写操作。
这种结构简单明了，易于实现和扩展，被广泛应用于现代计算机设计中。
二、哈佛结构哈佛结构，由哈佛大学的Howard Aiken和Harvard Mark I计算机项目开发团队于20世纪30年代提出。
哈佛结构与冯诺依曼结构相比，最大的区别在于指令和数据分开存储。
哈佛结构由两个独立的存储器组成：1. 程序存储器（Program Memory）：用于存储指令。
2. 数据存储器（Data Memory）：用于存储数据。
哈佛结构的特点是指令和数据分开存储，通过不同的总线进行并行处理。
由于指令和数据可以同时取出，哈佛结构在一些对实时性要求较高的应用中具有优势，例如嵌入式系统和信号处理等领域。
三、冯诺依曼结构与哈佛结构的比较1. 存储方式：冯诺依曼结构采用单一存储器的方式，指令和数据共享一块存储器空间；哈佛结构则采用两个独立的存储器，分别存储指令和数据。
计算机操作系统设计基础知识
计算机操作系统设计基础知识计算机操作系统（Computer Operating System）是指控制和管理计算机硬件与软件资源，合理组织计算机工作流程，为用户和其他软件提供各种服务的系统软件。
操作系统是计算机系统的核心，它负责协调与管理计算机系统的各项资源，并提供各种服务，以方便用户使用计算机系统。
本文将介绍计算机操作系统设计的基础知识。
一、操作系统的定义与作用操作系统是位于硬件与应用软件之间的一层软件，它管理计算机系统的硬件资源，提供给用户和应用程序一个简单而统一的接口，使得用户可以方便地使用计算机。
操作系统的主要作用包括：1. 硬件资源管理：操作系统负责管理计算机系统的各种硬件资源，包括中央处理器（CPU）、内存、磁盘、输入输出设备等，以确保资源的合理分配和高效利用。
2. 进程和线程管理：操作系统管理计算机系统中的进程和线程，确保它们能够正确地并发执行，并提供各种进程调度算法以优化系统性能。
3. 内存管理：操作系统监控和管理计算机系统的内存，包括内存的分配与释放、内存的映射、虚拟内存技术等，以提供给应用程序一个统一的内存空间。
4. 文件系统管理：操作系统负责管理计算机系统中的文件和文件系统，包括文件的创建、读写、删除等操作，以及文件的组织、共享与保护。
5. 设备驱动程序：操作系统提供各种设备驱动程序，用于与计算机系统中的各类硬件设备进行通信和管理。
6. 用户接口：操作系统提供用户与计算机系统之间的接口，使得用户可以方便地进行各种操作，如命令行界面、图形用户界面等。
二、操作系统的基本设计原则1. 单一的用户体验：操作系统应该提供给用户一个统一而简单的接口，使得用户可以方便地使用计算机系统，而不需要关心底层硬件和系统细节。
2. 安全与可靠性：操作系统应该具有良好的安全性和可靠性，保护系统和用户的数据不被损坏或泄露，防止恶意程序对系统进行破坏。
3. 高效与优化：操作系统应该尽可能地提高系统的性能和效率，通过合理的调度算法、内存管理策略和文件系统设计等来优化系统的运行。
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2019年12月19日星期
3Байду номын сангаас
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计算机的功能
• 科学计算 • 数据处理（信息处理） • 过程控制 • 人工智能 • ……
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1.1 计算机系统的基本概念
• 机器：能存储和执行相应语言程序的算 法和数据结构的执行体
• 计算机语言：是用以描述控制流程的、 有一定规则的字符集合
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多级层次结构（机器—语言）
• M5: 应用语言机器------应用语言（L5） • M4: 高级语言机器------高级语言（L4） • M3: 汇编语言机器------汇编语言（L3） • M2: 操作系统机器------作业控制语言（L2） • M1: 传统机器------------机器语言（L1） • M0: 微程序机器---------微程序语言（L0）
1. 理解软件、硬件、固件的地位和作用 2. 理解各种语言的实质和实现途径 3. 探索虚拟机新的实现方法和新的系统设计
由硬件固件实现——高级语言机器 多处理机系统——由真正微处理机实现 4. 理解计算机体系结构的定义
5. 在一台真正的宿主机上通过模拟或仿真另一台不 同的假想机器——自虚拟技术
1.1.2 系统结构、组成与实现
二是将计算机的系统结构定义在传统机器界面（M1） 程序员所看到的计算机的基本属性
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计算机系统结构的基本属性
• 一般应包括以下几个方面
– 指令系统、数据表示、操作数的寻址方式 – 寄存器的构成定义、中断机构和例外条件 – 存储体系和管理、I/O结构 – 机器工作状态定义和切换、信息保护
计算机系统的多级层次结构图
应用软件
系统软件 软件
软硬件交界面 硬件 固件
应用语言级 L5虚拟机
翻译（应用程序包） 高级语言机器 L4虚拟机
翻译（编译程序） 汇编语言机器 L3虚拟机
翻译（汇编程序） 操作系统机器 L2虚拟机
部分解释（操作系统）
传统机器级 物理机器
微程序/硬联
解释
直接由硬件执行
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– 语言不是专属软件范畴，可以介属于计算机 系统的各个层次，具有不同作用
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1.1.1计算机系统的多级层次结构
从使用语言的角度上，将计算机系统 看成按功能划分的多级层次结构
机器、汇编、高级、应用语言
低级
高级
后者比前者功能更强、使用更方便；
而前者是后者发展的基础，在单条指令的 执行速度相比较，前者更快。
用内存少
– 软件实现：速度低、复制费用低；灵活性好、 占用内存多
• 发展趋势
– 硬件实现的比例越来越高 – 硬件所占的成本越来越低
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计算机系统的软硬件成本变化
成本
软件
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70年代
硬件 年代
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从概念和功能上将计算机系统看成多级层次结构 的优点：
例：英语翻译
计算机系统中的翻译功能常由应用程序 包、编译程序、汇编程序等软件完成。
解释（Interpretation）：在低一级机 器级上用它的一串语句或指令来仿真高 一级机器上的一条语句或指令的功能， 通过对高一级机器语言程序中的每条语 句或指令逐条解释来实现的技术
解释过程中不生成中间程序（节省了存 储空间）
在所有系统结构的特性中，指令系统的外特 性是最关键的
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计算机组成 Computer Organization
• 研究硬件系统各组成部分的内部构造和相 互联系，以实现机器指令级的各种功能和
• 定义与理解 • 三者的相互关系
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计算机系统结构的定义 System Architecture
• 是对计算机系统中各机器级之间界面的划 分和定义，以及对各级界面上、下的功能
进行分配
– 1964年，IBM/360系列机的总设计工程师G.M. Amdahl、G.A. Blauw、F.P. Brooks等人提出。 也称体系结构。
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从设计人员看到的层次
• 应用程序级 • 高级语言级 • 汇编语言级 • 操作系统级 • 机器语言级 • 微程序控制级 • 硬联逻辑级
用户 高级语言程序员 汇编语言程序员 操作员 机器语言程序员
逻辑程序员 硬件设计员
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翻 译 (Translation) ： 先 用 转 换 程 序 将 高一级机器级上的程序整个地变换成低 一级机器级上可运行的等效程序（中间 程序），然后再在低一级机器级上去实 现的技术。
第1章 计算机系统设计基础
• 1.1 计算机系统的基本概念 • 1.2 计算机系统的设计技术 • 1.3 计算机系统的性能评价 • 1.4 计算机系统结构的发展
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本章学习要求
• 了解计算机系统的多级层次结构
• 掌握系统结构、组成和实现的定义及属 性，会透明性分析
• 掌握计算机系统的设计原理、性能计算 • 掌握计算机系统的分类，特别是Flynn分
– 是从程序员的角度所看到的系统的属性，是 概念上的结构和功能上的行为
– 它不同于数据流程和控制的组织，不同于逻 辑设计以及物理实现方法
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定义的理解
• 从两个角度理解
一是计算机系统结构既然是“从程序员的角度所看到 的系统的属性”，那么每一级“机器”都有一个系统结 构，而且它们相互不同
或者：一条N+1级指令--〉一串N级指令
例：解释一件事
翻译和解释是语言实现的两种基本技术。
•解释比翻译费时，但节省存储空间
•翻译为整体行为，可以优化，效率高， 与平台有关
•解释为局部行为，不优化，效率低， 与平台无关
翻译+解释：Java
控制流程的三种实现方法
• 全硬件、软硬件结合、全软件
– 逻辑上等价，物理意义上不等价 – 硬件实现：速度快、成本高；灵活性差、占
类
• 了解软件对计算机系统结构发展的影响
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什么是计算机？
• 计算机是一种不需要人的直观干预而能自动完 成各种算术和逻辑运算的工具
• 随着计算机科学技术的发展和应用范围的扩大， 计算机已由单一的数值计算，扩展到信息处理、 知识推理等非计算领域
• 说明：
– 随着技术的发展，概念有所变化 – 计算机是工具