计算机系统概述：从硬件组成到发展历程

计算机系统概述：从硬件组成到发展历程

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/qq_48968230/article/details/145028492

引言：本章是组成原理的概述，容易针对有关概念或性能指标出选择题，也可能综合后续章节的内容出有关性能分析的综合题。

1.0 你好，我是计算机组成原理

本节共计 10min27s

计算机的最底层是由硬件组成的【计算机组成原理所研究的范畴】，硬件之上架设相应的操作系统，在操作系统之上安装相应的系统软件、应用软件等，这样保证了一台计算机的基本功能使用。最后再通过计算机网络实现了计算机与其他计算机的信息的互联互通。

一. 熟悉的硬件

• CPU的性能决定了处理数据的速度
• 运行内存越大，能够保证同时开启多个应用程序更加流畅
• 机身存储决定了手机保存的信息量，例如能够下载保存多少视频

• CPU的型号：i7-9750H
• 运行内存：8G
• 硬盘存储容量：512G

二. 硬件真实的样貌

1. CPU

2. 内存

3. 硬盘

三. 计算机硬件能识别的数据

计算机硬件唯一能识别的数据：二进制0 / 1

用低/高电平分别表示0 / 1 ，即通过电信号传递数据

类比如下：

同样的，计算机中硬件之间的数据传递，通过电路板实现传递0/1数据，如下：

通过很多条电路，可以传递多个二进制数位，每个二进制数位称为1bit（比特）

四. 思考

• 数字、文字、图像如何使用二进制表示？
• CPU如何对二进制数进行加减乘除？
• 如何存储这些二进制数？
• 如何从内存中取出想要的数据？
• CPU如何识别和执行我们写的程序？
• …..

1.1 计算机的发展

本节共计 20min35s

一. 知识总览

二. 什么是计算机系统

计算机系统 = 硬件 + 软件

• 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程序组成

计算机性能的好坏取决于“软”、“硬”件功能的总和

《计算机组成原理》主要探讨的是硬件

软件的进一步划分：

[1]系统软件：用来管理整个计算机系统

例如：

• 操作系统
• 数据库管理系统（DBMS）
• 标准程序库（例如：编程的时候使用的一些库函数）
• 网络软件（例如：实现TCP、IP协议的那些软件）
• 语言处理程序（例如：汇编程序、编译程序）
• 服务程序（例如：调试代码的调试程序）

[2]应用软件：按任务需要编制成的各种程序

例如：微信、王者荣耀、美图秀秀

三. 硬件的发展

(1) 第一台电子数字计算机：ENIAC（1946）

占地面积约170万平方米 逻辑元件：电子管

耗电量160千瓦

运算速度：5000次加法/秒

(2) 硬件的发展

• 第1代：电子管时代

体积超大、耗电量超大、使用机器语言编程

• 第2代：晶体管时代

体积、功耗降低，出现面向过程的程序设计语言：FORTRAN，有了操作系统的雏形

• 第3代：中小规模集成电路

元件集成在基片上

此时计算机主要用于科学计算等专业用途，高级语言迅速发展，开始有了分时操作系统

• 第4代：大规模、超大规模集成电路

例如：苹果A13制造工艺：7nm（每个元件宽度7nm）