计算机系统概论

计算机系统简介

把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”，然后将“物联网”与现有的互联网整合起来，实现人类社会与物理系统的整合，形成智慧地球。

硬件：计算机的实体，如主机、外设等。
软件：由具有各类特殊功能的信息（程序）组成。
- 系统软件：用来管理整个计算机系统，包括语言处理程序、操作系统服务性程序、数据库管理系统、网络软件。
- 应用软件：按任务需要编制成的各种程序。

以存储器为中心的计算机硬件框图：
现代计算机硬件框图：
系统复杂性管理的方法-（3Y方法）
- 层次化（Hierachy）：将被设计的系统划分为多个模块或子模块。
- 模块化（Modularity）：有明确定义（well-defined）的功能和接口。
- 规则性（regularity）：模块更容易被重用。

上机前的准备
- 建立数学模型
- 确定计算方法
- 编制解题程序
  - 程序 —— 运算的全部步骤
  - 指令 —— 每一个步骤
指令格式举例
- 操作码地址码
- 例如：取数 α ([α]->ACC)、存数 β ([ACC]->β)、加 γ ([ACC]+[γ]->ACC)、乘 δ ([ACC]×[δ]->ACC)、打印 $\sigma$ ([ $\sigma$ ]->打印机)。
- 指令和数据都是保存在存储器中的。
存储器的基本组成：存储体-> 存储单元 –> 存储元件（0/1）
- 存储单元：存放一串二进制代码。
- 存储字：存储单元中二进制代码的组合。
- 存储字长：存储单元中二进制代码的位数。
- 每个存储单元赋予一个地址号，按地址寻访。
- MAR：存储器地址寄存器，反映存储单元的个数。
- MDR：存储器数据寄存器，反映存储字长。
运算器的基本组成及操作过程
- 加法操作过程
- 减法操作过程
- 乘法操作过程
- 除法操作过程
控制器的基本组成
- 完成一条指令：取指令（PC）->分析指令（IR）->执行指令（CU）。
- PC 存放当前欲执行指令的地址，具有计数功能（PC） +1-> PC。
- IR 存放当前欲执行的指令。