计算机组成原理(华科版)第一章绪论

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1、（第二版）华中科技大学出版社计算机组成原理第一章概论1.1计算机的发展与应用1.1.1计算机的发展1．第一代计算机(1946～1957)２．第二代计算机(1958～1964)３．第三代计算机(1965～1971)４．第四代计算机(1972～)冯·诺依曼计算机体系结构五大部件：控制器、存储器、运算器、输入设备和输出设备程序设计者事先按一定要求编好程序，把它和数据一起存入存储器内，而机器能自动地按照程序执行一条条指令，这样就可以使全部运算成为真正的自动过程。第五代计算机是通信、存储、信息处理和人工智能相结合的超巨型计算机，其系统

2、由知识库机、推理机、智能接口等硬件和非程序设计语言(即说明性语言)Lisp、Prolog和Hope语言等软件组成，它是一种更接近人体功能和人工智能的计算机。第六代计算机，即作为计算机的核心元件不是传统的电子元件，而是更新的光电子元件，超导电子元件或生物电子元件。神经网络技术我国计算机的发展我国计算机的研究工作是从1956年开始的。1958年10月，我国研究成功电子管数字计算机。1964年，晶体管数字计算机问世。1971年，开发出了集成电路数字计算机。1975年，开始研制微型计算机。1978年，研制出了每秒500万次的大型计算

3、机。1984年，国防科技大学成功研制出每秒1亿次的“银河”电子计算机，随后又研制出了“银河Ⅱ型”机和“银河Ⅲ型”机。计算机的发展方向（1）巨型化（2）微型化（3）网络化（4）智能化（5）多媒体化1.1.2计算机的应用1．科学计算与数据处理2．工业控制和实时控制3．网络技术的应用电子商务、网络教育、敏捷制造4．虚拟现实5．OA与MIS6．计算机辅助技术（CAD/CAM）7．多媒体技术8．人工智能由具有各类特殊功能的信息（程序）组成1.计算机系统计算机系统计算机的实体，如主机、外设等硬件软件1.2计算机系统的组成1.2计算机系统

4、的组成1.2.1计算机的硬件系统计算机的硬件是指计算机中的电子线路和物理装置运算器控制器存储器输入设备输出设备图1.1计算机硬件系统基本组成框图按任务需要编制成的各种程序用来管理整个计算机系统系统软件应用软件语言处理程序操作系统服务性程序数据库管理系统网络软件软件计算机的软件系统①操作系统：Windows、DOS、UNIX②语言处理程序：Basic、Pascal、C③标准库程序④服务性程序：Word，PCTOOLS⑤数据库管理系统：SQL、Oracle、Sabase⑥计算机网络软件：WindowsNT五级高级语言级编译程序四

5、级汇编语言级汇编程序三级操作系统级操作系统二级一般机器级微程序一级微程序设计级微程序直接由硬件执行图1.3计算机系统的层次结构示意图1.2.3计算机系统的层次结构程序员所见到的计算机系统的属性概念性的结构与功能特性计算机体系结构计算机组成实现计算机体系结构所体现的属性有无乘法指令如何实现乘法指令（指令系统、数据类型、寻址技术、I/O机理）（具体指令的实现）计算机体系结构和计算机组成1.3计算机的特点、性能指标及分类1.3.1计算机的工作特点第一个特性是快速性第二个特性是它的通用性第三个特性是它的准确性第四个重要特性是电子计算

6、机的逻辑性1.3.2计算机的性能指标1．基本字长它是指参与运算数的基本长度，用二进制位的长短来衡量（如32位、16位等）。2．主存容量主存容量一般以字节为单位来计算。常用的计量单位有T、G、M、K它们之间以210＝1024进行换算。3．运算速度它是用每秒能执行的指令条数来表示的，单位是条数/秒。MIPS（MillionInstructionPerSecond)1.3.3计算机的分类①大型主机：IBM360、370、4300②小型计算机：IBMAS/400系列③个人计算机(PC机)④工作站：APOLLODN100工作站⑤巨型计

7、算机：Crey－1、2、3⑥小巨型机：Convex公司的C系列机1.4多媒体技术简介1.4.1多媒体技术要解决的主要问题①对信息的处理能力多媒体技术使计算机具有综合处理文字、图形、图像、音频和视频信息的能力。转换(Translation)集成（Integration）管理与控制(Manipulation)传输(Transmission)①对信息的处理能力转换是指把多媒体信息转化成数字化信息；集成是指综合应用各种媒体信息；管理与控制是指处理过程中对各种媒体进行编辑、裁剪和重新组合；传输是指为了降低传输的频带宽度和信息量，需要实

8、时实现数据压缩和还原处理，以及音像信息的同步传输。②数据压缩与解压目前，最流行的压缩标准有JPEG(JointPhotographicExpertGroup)和MPEG(MovingPictureExpertGroup)。（有损压缩）JPEG用于静止图像压缩的JPEG标准，主要适用于灰度和