计算机系统概论
计算机的发展历程
- 硬件的发展
| 时代 | 计算机发展 | 软件发展 |
|---|---|---|
| 电子管时代 | 数据处理机 | 机器语言 |
| 晶体管时代 | 工业控制机 | 高级语言、OS有了雏形 |
| 中小规模集成电路时代 | 小型计算机 | 分时OS出现 |
| 超大规模集成电路时代 | 微型计算机 | 微处理器出现，并行、高速缓存出现 |
- 元件的更新换代
摩尔定律、半导体存储器的快速发展以及微处理器的发展。 - 计算机的分类
电子模拟计算机与电子数字计算机。
数字计算机根据适用性分为专用与通用两类。
按照计算机大小划分，一般可分为巨型、大型、小型、微型、单片机，其体积、功耗、性能、数据存储量、指令系统复杂程度、价格依次降低。
计算机系统层次结构
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硬件组成
五大部件：存储器、运算器、控制器、输入输出设备（I/O）。
其中，运算器中主要是ALU，且一定包含累加器（ACC）、操作数寄存器（X）、商乘寄存器（MQ），此外还包含基址寄存器（BX）、状态位寄存器（PSW）、变址寄存器（IX）等。
控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、控制单元（CU）组成。
存储器用于存储数据与程序，包括存储体、数据寄存器（MDR）、地址寄存器（MAR），其中MAR与MDR存在于CPU内。
现代计算机中一般将运算器和控制器合在同一板上，统称为中央处理器（CPU）。一般将CPU＋主存称为主机，其他称为外部设施（外设）。 -
软件分类
按功能，系统软件与应用软件。（注意区别DBMS与DBS即可）
不同级别的语言
机器语言、汇编语言、高级语言
机器语言是计算机唯一可直接识别与执行的。
三者之间的关系大致如图
要理解三者的关系。
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计算机工作过程
理解即可，不必强求概念。 -
计算机多层之间关系
| 层级 | 执行方式 | |
|---|---|---|
| 高级语言层 | 高级语言编译程序 | 虚拟机 |
| 汇编语言层 | 汇编程序执行 | 虚拟机 |
| 操作系统层 | 机器指令和广义机器指令 | 虚拟机、混合层 |
| 机器语言层 | 微程序解释器指令 | 硬件层 |
| 微程序机器层 | 硬件执行 | 硬件层 |
这里的虚拟机在其他地方也类似的提到过，指的是上层不关心下层如何实现，下层的细节对上层而言是透明的。
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软件与硬件的逻辑等价性。
指的是软件能实现的功能、硬件也能实现；反之也成立。换句话说，二者在逻辑上是等价的。 -
计算机系统
计算机系统包括硬件系统与软件系统两大部分。灵活性上，软件大于硬件；效率上，硬件大于软件。
计算机的性能指标
- 机器字长
指计算机一次整数运算能处理的二进制位数。 - 数据通路带宽
这个貌似题目里面没有见到 - 主存容量
容易理解 - 运算速度
吞吐量与响应时间
主频与CPU时钟周期二者互为倒数 一个单位是HZ，一个是ｓ
CPI 平均一条指令所需的时钟周期数
CPU执行时间=CPU时钟周期数/主频 =指令条数*CPI/主频（影响因素）
MIPS,MFLOPS,GFLOPS,TFLOPS
MIPS = 指令条数/执行时间/10^6 = 主频/CPI
总结
写的有点多、感觉抓不到重点了，下次应在做完题之后再整理，应该会好一些。