计算机系统概述(1)
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低。
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计算机系统的多级层次结构
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1.4 计算机的现代发展史
1.4.1 计算机的产生
– 1945年, 美国数学家冯.诺依曼博士发表《电 子计算工具逻辑设计》论文，提出二进制表 达方式和存储程序控制计算机构想。
– 1946年, 美国宾西法尼亚大学研制成功电子 数字计算机 ENIAC。重28吨，耗电150kW， 占地170平米，用电子管18800个，每秒5000 次加法。
6.机器以运算器为中心，数据传送都经过运算器。
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10
1.4.2 电子 计算机的发展简史
1.第一代 电子管时代(1946-1958) 耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言
2.第二代 晶体管时代(1958-1965) 变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言
3.第三代 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
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1．2计算机的硬件 组成计算机的基本部件有中央处理器CPU（运 算器和控制器）、存储器和输入、输出设备。
以总线连接的计算机框图
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5
1.3计算机系统的层次结构（从语言功能
层次划分）
计算机的解题过程
现代计算机解题的一般过程： 用户用高级语言编写程序， 连同数据一起送入计算机(用 户程序一般称为源程序)，然 后由计算机将其翻译成机器 语言程序(称为目标程序)， 在计算机上运行后输出结果。
4.第四代 大规模集成电路时代(1971至今) 向大型机和微型机两个方向发展
5.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
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10年。
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1.4.3 计算机的六大分类
1.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
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高级语言虚拟机器的层次结构
翻译程序有编译程序和解释程序 两种。 编译程序是将编写的源程序中全 部语句翻译成机器语言程序后， 再执行机器语言程序。假如一个 题目需要重复计算几遍，那么一 旦翻译以后，只要源程序不变， 不需要再次进行翻译。但源程序 若有任何修改，都要重新经过编 译。 解释程序则是在将源程序的一条 语句翻译成机器语言以后立即执 行它，然后再翻译执行下一条语 句。它的特点是翻译一次只能执 行一次，当第二次重复执行该语 句时，要重新翻译，因而效率较
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一般认为冯.诺依曼机具有如下基本特点: 1.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和
输出设备五部分组成。
2.采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储 器中，由指令组成的程序可以修改。
3.数据以二进制码表示
4.指令由操作码和地址码组成。
5.指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器 指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺 序替增。
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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。 高级语言：一种和自然语言接近并能为计算机
接受的语言。 机器语言：机器能直接执行的语言（二进制，
可直接进入内存，由CPU执行）。 汇编语言：符号式程序设计语言（操作码＋地
址码）。
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3பைடு நூலகம்
如： • 机器语言(000 001 010) • 汇编语言(ADD R1, R2) • 高级语言(A=A+B)
3.辅助设计/分析/制造/教学
机械CAD，建筑CAD，CAE，CAM，CAI
4.数据处理
数据库管理，企业信息管理，统计汇总、办公自动化
5.智能模拟
人工智能、专家系统、自学习
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作业
• P141.8 冯.诺依曼结构的特点是什么?
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第一章 计算机系统概论
学习目的： 1.了解计算机的语言和与硬件的层次关系； 2.掌握冯．诺依曼计算机模型的思想、冯氏计算
机的硬件组成和基本功能； 3.了解计算机系统的层次结构，从软件、硬件两
方面描述； 4.了解电子计算机的发展简史； 5.了解计算机的应用。
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1
重点： 1.冯．诺依曼计算机模型的思想 2.冯氏计算机的硬件组成和基本功能。
2.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。
3.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。
4.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
5.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。
6.微型机——个人或家庭使用，PC机/个人计算机，价格低廉。
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1.5 计算机的应用领域
1.科学研究计算
密码破译，天气预报，地质勘探，卫星轨道计算
2.过程控制
机器人以及各种自动化装备，温度调节，阀门控制
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计算机系统的多级层次结构
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1.4 计算机的现代发展史
1.4.1 计算机的产生
– 1945年, 美国数学家冯.诺依曼博士发表《电 子计算工具逻辑设计》论文，提出二进制表 达方式和存储程序控制计算机构想。
– 1946年, 美国宾西法尼亚大学研制成功电子 数字计算机 ENIAC。重28吨，耗电150kW， 占地170平米，用电子管18800个，每秒5000 次加法。
6.机器以运算器为中心，数据传送都经过运算器。
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1.4.2 电子 计算机的发展简史
1.第一代 电子管时代(1946-1958) 耗电高，体积大，定点计算，机器语言，汇编语言
2.第二代 晶体管时代(1958-1965) 变集中处理为分级处理，浮点运算、高级语言
3.第三代 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
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1．2计算机的硬件 组成计算机的基本部件有中央处理器CPU（运 算器和控制器）、存储器和输入、输出设备。
以总线连接的计算机框图
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1.3计算机系统的层次结构（从语言功能
层次划分）
计算机的解题过程
现代计算机解题的一般过程： 用户用高级语言编写程序， 连同数据一起送入计算机(用 户程序一般称为源程序)，然 后由计算机将其翻译成机器 语言程序(称为目标程序)， 在计算机上运行后输出结果。
4.第四代 大规模集成电路时代(1971至今) 向大型机和微型机两个方向发展
5.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
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10年。
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1.4.3 计算机的六大分类
1.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
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高级语言虚拟机器的层次结构
翻译程序有编译程序和解释程序 两种。 编译程序是将编写的源程序中全 部语句翻译成机器语言程序后， 再执行机器语言程序。假如一个 题目需要重复计算几遍，那么一 旦翻译以后，只要源程序不变， 不需要再次进行翻译。但源程序 若有任何修改，都要重新经过编 译。 解释程序则是在将源程序的一条 语句翻译成机器语言以后立即执 行它，然后再翻译执行下一条语 句。它的特点是翻译一次只能执 行一次，当第二次重复执行该语 句时，要重新翻译，因而效率较
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一般认为冯.诺依曼机具有如下基本特点: 1.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和
输出设备五部分组成。
2.采用存储程序的方式，程序和数据放在同一存储 器中，由指令组成的程序可以修改。
3.数据以二进制码表示
4.指令由操作码和地址码组成。
5.指令在存储器中按执行顺序存放，由指令计数器 指明要执行的指令所在的单元地址，一般按顺 序替增。
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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。 高级语言：一种和自然语言接近并能为计算机
接受的语言。 机器语言：机器能直接执行的语言（二进制，
可直接进入内存，由CPU执行）。 汇编语言：符号式程序设计语言（操作码＋地
址码）。
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3பைடு நூலகம்
如： • 机器语言(000 001 010) • 汇编语言(ADD R1, R2) • 高级语言(A=A+B)
3.辅助设计/分析/制造/教学
机械CAD，建筑CAD，CAE，CAM，CAI
4.数据处理
数据库管理，企业信息管理，统计汇总、办公自动化
5.智能模拟
人工智能、专家系统、自学习
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作业
• P141.8 冯.诺依曼结构的特点是什么?
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第一章 计算机系统概论
学习目的： 1.了解计算机的语言和与硬件的层次关系； 2.掌握冯．诺依曼计算机模型的思想、冯氏计算
机的硬件组成和基本功能； 3.了解计算机系统的层次结构，从软件、硬件两
方面描述； 4.了解电子计算机的发展简史； 5.了解计算机的应用。
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重点： 1.冯．诺依曼计算机模型的思想 2.冯氏计算机的硬件组成和基本功能。
2.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。
3.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。
4.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
5.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。
6.微型机——个人或家庭使用，PC机/个人计算机，价格低廉。
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1.5 计算机的应用领域
1.科学研究计算
密码破译，天气预报，地质勘探，卫星轨道计算
2.过程控制
机器人以及各种自动化装备，温度调节，阀门控制