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2023-01-29

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2023-01-28

图书名称：《计算机组成原理》【作者】刘智珺，张琰，王勇主编【丛书名】普通高等教育“十三五”规划教材.高等院校计算机系列教材【页数】202【出版社】武汉：华中科技大学出版社,2019.01【ISBN号】978-7-5680-4435-6【价格】32.00【分类】计算机组成原理【参考文献】刘智珺，张琰，王勇主编.计算机组成原理.武汉：华中科技大学出版社,2019.01.图书封面：图书目录：《计算机组成原理》内容提要：本书系统介绍了计算机组成的基本原理、内部工作机制以及实现技术。全书分为八章，第一章和第二章是基本的系统结构概述和信息表示的知识点，是全书的概括，也是后续内容展开的知识基础；具体的内容展开按照计算机的五大部件进行：第三章是运算器、第四章是存储器、第五、六章是指令系统与中央处理器、第七、八章介绍输入输出设备以及输入输出系统。本书的主要思想是在强调基本原理、基本概念的同时，力求做到内容全面、概念清楚、通俗易懂，并注意到实用性和先进性。《计算机组成原理》内容试读第1章概论计算机是对信息进行自动处理的机器。计算机系统由硬件和软件两大部分组成。计算机系统的层次结构是计算机系统的科学描述，位于层次结构底部的两层是实际的物理机器。本章主要介绍了计算机系统的发展、计算机的层次结构、冯·诺伊曼计算机的特点、计算机系统的组成以及几个重要的计算机指标。1.1计算机系统的概论1.1.1计算机的发展1.第一代电子管计算机1943年，正当第二次世界大战进入后期的阶段，因战争需要，美国国防部批准了由Peylvaia大学JohMauchly教授和JohPeerEcker工程师提出的建造一台用电子管组成的电子数字积分计算机(EIAC)的计划，用它来完成当时国防弹道研究实验室(BRL)为开发新武器的射程和检测模拟运算表的任务。第一代电子管计算机的主要特点：计算机所使用的逻辑元件为电子管，存储器采用延迟线或磁效：软件程序主要使用机器语言编写，后期使用汇编语言。2.第二代晶体管计算机1947年，Bl1实验室成功地使用半导体硅做基片，制成了第一个晶体管，它的小体积、低电耗以及载流子高速运行的特点，使真空管望尘莫及。进入20世纪50年代后，全球出现了一场以晶体管替代电子管的革命，计算机的性能有了很大提高。以BM公司的7O07000系列为例，晶体管机7094(1964年)与电子管机701(1952年)相比，其主存容量从2B增加到32KB,存储周期从30u下降到14u,指令操作码数从24增加到185，运算速度从每秒上万次提高到每秒50万次，而且晶体管机7094还采用了数据通道和多路转换器等在当时看来是最新的技术。第二代晶体管计算机的主要特点：逻辑元件使用晶体管，普遍采用磁芯作为主存储器；采用磁带或磁盘作为辅助存储器；这一代出现了Fortra、Cool等高级语言，并出现了机器内部的管理程序。3.第三代集成电路计算机计算机的数据存储、数据处理、数据传送以及各类控制功能，基本上都是由具有布尔逻辑功能的各类门电路完成的，而大量的门电路又都是由晶体管、电阻、电容等搭接而成。当集成电路制作技术出现后，可以利用光刻技术把由晶体管、电阻、电容等构成的单个电路制作在一块极小，如几个平方微米的硅片上。后来又实现了将成百上千个这样的门电路全部·1·计算机组成原理制作在一块极小，如几个平方毫米的硅片上，并引出与外部连接的引线，这样一次便能制作成百上千个相同的门电路，大大缩小了计算机的体积，大幅降低了耗电量，极大提高了机器的可靠性，这就是人们称为小规模集成电路(SSIC)和中等规模集成电路(MSIC)的第三代计算机。第三代集成电路计算机的主要特点：采用中、小规模集成电路取代了晶体管，用半导体存储器淘汰了磁芯存储器；在软件上，把管理程序发展成为现在的操作系统，采用了微程序控制技术，高级语言更加流行，如Baic、Pacal等。4.第四代计算机从计算机体系结构上看，第四代计算机只是前三代计算机的扩展和延伸，计算机的操作环境更加完善，在语音图像处理、多媒体技术、人工智能等方面取得了很大发展。第四代计算机的主要特点：大规模集成电路(LSIC)及超大规模集成电路(VLSIC)取代了MSIC、SSIC.1.1.2计算机系统的层次结构计算机系统是由硬件系统与软件系统组成的，硬件系统与软件系统又各自包含许多子系统，因此，计算机系统的结构十分复杂。但通过仔细分析可以发现，计算机系统存在着层次结构。第五级高级语言级从功能上看，现代计算机系统可分为五个层次级别，如编译程序图1-1所示。第四级汇编语言级不第一级是微程序设计级。这是一个实在的硬件级，它由汇编程序机器硬件直接执行微指令。如果某个应用程序直接用微指第三级操作系统级令来编写，那么可在这一级上运行该应用程序。第二级是一操作系统般机器级，也称机器语言级，它由微程序解释机器指令系统，第二级一般机器级这一级也是硬件级。第三级是操作系统级，它由操作系统程微程序第一级微程序设计级序实现。这些操作系统由机器指令和广义指令组成，广义指微程序直接由硬件执行令是操作系统定义和解释的软件指令，所以这一级又称混合级。第四级是汇编语言级。它给程序员提供一种符号形式图1-1计算机系统层次的语言，以减少程序编写的复杂性。这一级由汇编程序支持结构示意图和执行。如果应用程序采用汇编语言编写，则机器必须有这级的功能才能运行；如果应用程序不采用汇编语言编写，则这一级可以不要。第五级是高级语言级。这一级由各种高级语言编译程序支持和执行，这是面向用户的，是为方便用户编写应用程序而设置的。1.1.3计算机组成和计算机体系结构计算机组成和计算机体系结构这两个概念对于想要了解计算机系统的人来说是很重要的。虽然很难给出这两个术语的精确定义，但对它们所涉及的领域则存在着共识。一般认为，计算机体系结构是指那些对程序员可见的系统属性。换句话说，这些属性直接影响到程序的逻辑执行。例如，计算机体系结构的属性包括指令系统、表示各种数据类型（例如整型·2·第1章概论字符型)的比特数、输入/输出机制以及内存寻址技术。计算机组成指的是实现计算机体系结构规范的操作单元及其相互连接。计算机组成的属性包括那些对程序员透明的硬件细节，如控制信号、存储器使用技术等。下面通过一个例子来说明计算机体系结构和计算机组成的区别。例如，计算机是否有乘法指令是计算机体系结构的设计问题。这条指令是由特定的乘法单元实现还是通过重复使用系统的加法单元来实现，则是一个计算机组成问题。决定使用哪种计算机组成需要考虑使用乘法单元的频度，要考虑两种方案的相对速度，还要考虑特定乘法单元的成本和物理尺寸等因素。1.2计算机硬件的组成1.2.1冯·诺依曼计算机的特点要知道什么是冯·诺依曼计算机，还得从世界上第一台通用电子数字计算机谈起。世界上第一台通用电子数字计算机的英文全名是ElectroicNumericalItegratorAdComuter(电子数字积分计算机，ENIAC)。研制通用电子数字计算机的目的是满足美国战时(第二次世界大战)的需要。美国军队的弹道研究实验室(BL)一一个负责开发新式武器的射程和弹道表的机构，在提供数据表的精确性和及时性上遇到了困难。他们发现，如果没有这些发射表，新式的武器和火炮对炮手来说并没有用处。BRL雇用了200多人，且大多数是妇女，他们使用桌面计算器求解所需的火炮公式，为一件武器提供数据表将耗费几小时，甚至几天的时间。美国Peylvaia大学教授JohMauchly和他的研究生Eckert提出用电子管创造通用计算机的设想，用于满足BRL的应用需求。1943年，这个计划被军方采纳，ENIAC项目开始启动。冯·诺伊曼是其中一个研究人员。ENIAC完成于1946年，这是一台十进制机器而不是一台二进制机器，最终的机器体积庞大，重量约30吨，占地面积约170平方米，使用了约18000个电子管，它工作时消耗的功率达140kW,但它的速度比电子机械计算机的要快得多，每秒钟能执行加法5000次，如图1-2所示。ENIAC的主要缺点：必须通过手工设置分布于各处的6000个开关和插头及众多的插座才能编程，这显然是一件十分枯燥和乏味的工作。为了克服这一困难，冯·诺伊曼在普林斯顿高等研究院研制自己的EDVAC(ElectroicDicreteVarialeAutomaticComuter),即IAS机。他发现，程序可以采用数字形式与数据一起在计算机内存中表示，代替繁琐的开关和插头的编程方式。他使用Ataaoff几年前就已经使用过的二进制数，而ENIAC用10个电子管(1个亮，9个不亮)表示一位十进制数。由他第一次描述的这些基本设计，现在被命名为冯·诺伊曼机，其体系结构如图1-3所示，并在世界上第一台存储程序的计算机EDSAC中采用，直到今天，依然是几乎所有数字计算机的基础。冯·诺伊曼机由5个基本部分组成：存储器、算术运算单元(ALU)、控制器以及输入输出设备。其中，ALU和控制器组成计算机的“大脑”，字长为40位，当然，其存储容量、指令数目等都比较少。冯·诺依曼机可将事先编写好的程序（包含指令代码和数据代码）存入主存。3计算机组成原理储器中，由CPU调用执行。这在现在看起来是普通的常识，但在当时却是一个伟大的贡献。霍每秒执行加法5000次存储器P重量约30吨①占地面积约170平方米星约18000只电管子输入算术星1500个继电器控制器运算单元配耗电140kW输出累加器图1-2ENIAC(电子数字积分计算机)】图1-3最初的冯·诺依曼机1.2.2计算机的主要部件计算机的基本功能，主要包括数据加工、数据保存、数据传送和操作控制等。数据加工的任务是对数据进行算术运算和逻辑运算；数据保存的任务是在计算机进行数据处理时，将计算机中的信息（指令和数据）保存起来，必要时需要进行永久性保存，以便再次运算或对结果进行分析；数据传送则反映在必须有传输通道，将数据从一个地方传送到另一个地方，尤其是数据必须能够在外界和计算机之间传送，能够将运算器输入设备需要加工的数据发送给计算机，并获得计算机处理的结果。当然，所有这些工作都必须在严格的控制之下控制器存储器输出设备有条不紊地进行，才能够得到预期结果。CPU为了实现这些基本功能，计算机必须有相应的功主机系统I/O系统能部件（硬件）承担相关工作。计算机的硬件通常由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备等五大图1-4计算机部件组成示意图部件组成，如图1-4所示。1.2.3存储程序的工作方式电子计算机采用“存储程序控制”原理。由于这一原理是在1946年由美籍匈牙利数学家冯·诺伊曼提出的，所以又称“冯·诺伊曼原理”。这一原理在计算机的发展过程中始终发挥着重要作用，确立了现代计算机的基本组成和工作方式，直到现在，各类计算机还是采用冯·诺伊曼原理。冯·诺伊曼原理的核心是“存储程序控制”。第一步：将程序和数据通过输人设备送入存储器。第二步：运行后，计算机从存储器中取出程序指令送人控制器中去识别，并分析该指令要做什么。第三步：控制器根据指令的含义发出相应的命令（如加法、减法），将存储单元中存放的操作数据取出送往运算器进行运算，再把运算结果送回存储器指定的单元中。第四步：当运算任务执行完成后，就可以根据指令将结果通过输出设备输出。。4。第1章概论“存储程序控制”原理的基本内容主要包括以下几方面。(1)采用二进制代码表示数据和指令。数据和指令在代码形式上没有区别，都是由0和1组成的二进制数据，但其含义不同。程序信息本身也可以作为被处理的对象（如编译）。(2)采用存储程序方式。将事先编制好的程序（包含指令和数据代码）存入主存储器中，计算机在程序运行时就能够自动地、连续地从存储器中依次取出指令，并加以执行，这是计算机高速自动运行的基础。(3)由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大基本部件组成计算机系统，并规定了这五大部件的基本功能。冯·诺伊曼思想实际上是电子计算机设计的基本思想，奠定了现代电子计算机的基本结构，开创了程序设计的时代。1.3计算机系统的组织1.3.1硬件系统计算机的硬件系统是指组成一台计算机的各种物理装置，是计算机中的电子线路和物理装置，它是由各种实实在在的器件组成的，是看得见、摸得着的实体，如用集成电路芯片、印刷电路板、接插件、电子元件和导线等装配而成的中央处理器(CPU)、存储器及外部设备等。计算机的硬件系统是计算机进行工作的物质基础。计算机有巨型、大型、中型、小型和微型之分，每种规模的计算机又有很多机种和型号，它们在硬件配置上差别很大。但是，绝大多数都是根据冯·诺依曼计算机体系结构来设计的，故具有共同的基本配置，即具有五大部件：存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备。运算器与控制器合称中央处理器(CPU)。CPU和存储器通常组装在主板上，合称主机。输入设备和输出设备统称输入/输出设备，有时也称外部设备或外围设备，因为它们位于主机的外部或外围。1.存储器存储器是计算机的存储部件，是信息存储的核心，存储器的主要功能是存放程序和数据。程序是计算机操作的依据，数据是计算机操作的对象。存储器分为主存储器（也称内存储器)和辅助存储器（也称外存储器）。CPU能够直接访问的存储器是主存储器（简称主存)，辅助存储器用于帮助主存储器记忆更多的信息，辅助存储器中的信息必须调入主存储器后，才能为CPU所使用。2.运算器运算器是计算机的执行部件，是一个用于信息加工的部件，又称执行部件，用于对数据的加工处理。运算器通常由算术逻辑部件(ALU)和一系列寄存器组成。ALU是具体完成·5·计算机组成原理算术与逻辑运算的部件，算术运算是指按照算术运算规则进行的运算，如加、减、乘、除及其复合运算。逻辑运算则为非算术运算，如与、或、非、异或、比较、移位等。寄存器用于存放运算操作数。累加器除存放运算操作数外，在连续运算中，还用于存放中间结果和最后结果。累加器由此而得名。寄存器与累加器的数据均从存储器取得，累加器的最后结果也存放在存储器中。3.输入设备输入设备是将人们熟悉的信息形式变换成计算机能接收并识别的信息形式的设备。输入的信息有数字、字母、文字、图形、图像、声音等多种形式。其中被送入计算机的只有一种形式，即二进制数据。一般的输入设备只用于原始数据和程序的输入。常用的输入设备有键盘、鼠标、触摸屏、扫描仪、数码相机等。4.输出设备输出设备是计算机运算结果的二进制信息转换成人类或其他设备能接收和识别的形式的设备。输出信息的形式有字符、文字、图形、图像、声音等。输出设备与输入设备一样.需要通过接口与主机相连。常用的输出设备有打印机、显示器、绘图仪等。外存储器也是计算机中重要的外部设备，它既可以作为输入设备，也可以作为输出设备。常见的外存储器有磁盘和光盘，它们与输入/输出设备一样，也要通过接口与主机相连。5.控制器控制器是全机的指挥中心，它能使计算机各部件自动协调地工作。控制器工作的实质就是解释程序，它每次从存储器读取一条指令，经过分析译码，产生一串操作命令，发向各个部件，控制各部件动作，使整个机器连续地、有条不紊地运行。如果把计算机比作一个乐团，那么前面讲的存储器、运算器、输入设备、输出设备就相当于不同乐器的演奏员，而控制器则相当于乐团的指挥，它是整个计算机的指挥中心。1.3.2软件系统计算机的软件是根据解决问题的方法、思想和过程编写的程序的有序集合。而所谓程序是指指令的有序集合。一台计算机中全部程序的集合，统称这台计算机的软件系统。软件按其功能分为应用软件和系统软件两大类。应用软件是用户为解决某种应用问题而编制的程序，如科学计算程序、自动控制程序、工程设计程序、数据处理程序、情报检索程序等。随着计算机的广泛应用，应用软件的种类将越来越多、数量越来越庞大。系统软件用于实现计算机系统的管理、调度、监视和服务等功能，其目的是方便用户，提升计算机使用效率，扩充系统的功能。通常将系统软件分为以下6类。1.操作系统操作系统是控制和管理计算机各种资源、自动调度用户作业程序、处理各种中断的软件。操作系统的作用是控制和管理系统资源的使用，是用户与计算机的接口。目前比较流行的操作系统有DOS操作系统（主要用于PC系列微机）、UNIX操作系统（是多用户多任务通用的交互式操作系统，通用于各种计算机)及Widow操作系统（是单用户多任务图形·6···试读结束···...

2023-01-14

图书名称：《微型计算机原理与应用》【作者】龙光利【丛书名】高等学校应用型本科电子信息类专业系列教材【页数】340【出版社】西安：西安电子科学技术大学出版社,2021.02【ISBN号】978-7-5606-5956-5【价格】49.00【分类】微型计算机-高等学校-教材【参考文献】龙光利.微型计算机原理与应用.西安：西安电子科学技术大学出版社,2021.02.图书封面：图书目录：《微型计算机原理与应用》内容提要：本书主要以Itel公司生产的8086微处理器家族各成员组成的IBMPC系列微型机为例，介绍了微型计算机组成原理、汇编语言程序设计和输入输出接口技术等内容。全书共11章，包括绪论、80x86系统结构、微型计算机指令系统、汇编语言程序设计、存储器、输入输出接口技术、中断技术、可编程计数器定时器8253及其应用、并行与串行通信接口技术、模数和数模转换、总线技术等。每章末均附有习题，便于读者巩固所学内容。本书可作为高等院校电子信息类专业本科生教材，也可作为工程技术人员和科研人员的参考书。《微型计算机原理与应用》内容试读第1章绪论·1名绿数元第州0的的为外贵S..第1章绪论造京》现湖和了电子计算机无疑是人类历史上最伟大的发明之一。人类从原始社会学会使用工具以来到现代社会经历了3次大的产业革命：农业革命、工业革命、信息革命，而信息革命就是以计算机技术和通信技术的发展与普及为代表的。本章主要讨论微型计算机的组成、计算机中的数制及编码、微型计算机的主要性能指标和发展。1.1微型计算机系统U0器段议央1.1.1,计算机的基本结构122019）)器0国1946年美籍匈牙利数学家冯·诺依曼(JohVoNeuma)等人在一篇《关于电子计算仪器逻辑设计的初步探讨》的论文中第一次提出了计算机组成和工作方式的基本构想。其主要构想如下：(①)计算机应由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备这五大部分组成，如图1.1所示。控制器输入设备存储器输出设备运算器宽奇图1.1计算机的基本结构(2)存储器不但能存放数据，而且能存放程序。数据和指令均以二进制数形式存放，计算机具有区分指令和数据的能力。(3)编好的程序事先存入存储器中，在指令计数器控制下自动高速运行（执行程序）。以上几点可归纳为“程序存储，程序控制”的构思。数十年来，虽然计算机技术已经取得惊人的进展，相继出现了各种结构形式的计算机，但究其本质，仍属冯·诺依曼结构体系。所谓微型计算机，是指以微处理器MicroProceor)为核心再配上半导体存储器、输入输出(/O)接口电路、系统总线及其他支持逻辑电路组成的计算机。微型计算机由硬件和软件两大部分组成。硬件是指那些为组成计算机而有机联系的电子、电磁、机械、光学的元件、部件或装置的总和，它是有形的物理实体。软件是相对于硬件而言的。从狭义角度讲，软件包括计算机运行所需的各种程序：从广义角度讲，软件还包括手册、说明书和有·2·微型计算机原理与应用关资料等。1.1.2微型计算机的硬件系统组成微型计算机的硬件系统结构如图1.2所示。地址总线(AB)数据总线「一一头的头工纸处金I/01存储器I/O接口头.草你状态i设备！CPU控制★尚的冰星数据总线(DB)控制总线(CB)图1.2微型计算机的硬件系统结构1.中央处理器(CPU)中央处理器(CetralProceigUit,CPU)也称微处理器，是微型计算机的心脏，它包含了早期计算机中的运算器、控制器和其他功能部件，是用来解释、执行指令并进行运算的部件。关CPU是一块超大规模集成电路，它集成了成千上万的逻辑门阵列电路，这些逻辑门阵列电路组成了用于运算的加法器、算术逻辑单元、译码器、数据选择器、触发器、寄存器、计数器等基本运算单元。无论多么复杂的工作，都是由计算机程序来完成的，而计算机高级语言程序被一级一级地最终翻译成机器认识的由0和1组成的二进制机器码，并由CPU进行处理。所以，人们把计算机又称为电脑，实际指的就是CPU的功能：目前微型计算机CPU的主要生产厂商是美国的Itel公司和AMD公司。从最初的8086、80286、80386到后来的Petium、PetiumⅡ、PetiumIⅢI、Petium4等都是由Itel公司生产的。2.存储器存储器的主要任务是临时或永久地保存计算机的软件资源。存储器分为内存储器和外存储器。内存储器指内存，用于临时性保存软件资源；而外存储器则包括硬盘、软盘、光驱、磁带机等许多设备，用于永久性保存软件资源。在现代微型计算机中，内存在物理结构上由若干内存条组成。在计算机主板上有很多内存扩展槽，内存条就是插在这些内存扩展槽上的。目前内存条常用的容量有512MB、1GB、2GB、4GB、8GB等。用户可根据实际需要在内存扩展槽中插入不同容量的内存条来扩充内存。3.总线品半目前，微型计算机硬件连接都采用总线结构。所谓总线，是指能为多个功能部件服务的一组公用通信线路。借助总线连接，计算机在各系统部件之间实现传送地址、数据和控制信息的操作。一个微型计算机系统中的总线大致分为内部总线、系统总线和/O总线三类。第1章绪论。3。(1)内部总线：CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线。，合(2)系统总线：CPU与计算机系统的其他高速功能部件（如存储器、通道等）互相连接的总线。系统总线一般由以下三部分组成：①数据总线(DB):一般是三态逻辑控制的若干位（如8位、16位等）数据线宽的双向数据总线，用以实现微处理器、存储器及I/O接口间的数据交换。②地址总线(AB):一般是三态逻辑控制的若干位（如16位、24位等）线宽的单向传送地址总线，用于微处理器输出地址，以确定存储器单元地址及/O接口部件地址。③控制总线(CB):用来传送保证计算机同步和协调的定时、控制信号，使微型计算机各部件协调动作。其中有些控制信号由微处理器向其他部件输出，如读/写信号等；另些控制信号则由其他部件输入到微处理器中，如中断请求信号、复位信号等。控制总线不需用三态逻辑。(3)I/O总线：中、低速I/O设备之间互相连接的总线。T”贵.ì.4.接口接口泛指任何两个系统之间的交接部分，或两个系统间的连接部分。在计算机系统里，接口指中央处理器与外部设备（简称外设）之间的连接通道及有关的控制电路。微型计算机要对性能各异的外设进行操作与控制，实现彼此之间的信息交换，就必须在主机与外设之间设置一组中间部件，该部件将CPU发出的控制信号和数字信号转换成外设所能识别的数字符号或能执行的具体命令，或将外设发送给CPU的数据和状态信息转换成CPU所能接收的数字信息。这组位于主机和外设之间的缓冲电路就是接口。微型计算机接口技术包括接口电路和相关编程技术。码必1.1.3微型计算机的软件系统组成1.系统软件起初，把汇编语言编写的程序翻译成机器码这种翻译工作是由程序员手工完成的，逐渐地，人们就编了一个程序让机器来完成上述的翻译工作，具有这种功能的程序称为汇编程序(Aemler)。由于汇编语言的语句与机器指令是一一对应的，程序的语句数多，编程烦琐，且不能脱离具体的机器，因此汇编语言程序不能在不同的机器上通用。为使用户编程更容易，让程序中所用的语句与实际问题更接近，而且使用户不必了解具体的机器就能编写程序，增强程序的通用性，于是出现了各种高级语言(HighLevelLaguage),例如BASIC、FORTRAN、PASCAL、COBOL、C等。高级语言易于理解、学习和掌握，用户用高级语言编程也就方便多了，大大减少了工作量。但计算机在执行时，仍需把用高级语言编写的源程序翻译成用机器指令表示的目标程序才能执行，这样就需要有各种解释程序(Iterreter,针对BASIC)或编译程序(Comiler,.针对FORTRAN、C、COBOL)等：2.应用软件应用软件是指用户利用计算机以及它所提供的由各种系统软件编制的解决用户实际问题的程序。应用软件也可以逐步标准化、模块化，形成解决各种典型问题的应用程序的。4微型计算机原理与应用组合，即应用软件包(Package)。3.支撑（或称为支持）软件随着计算机硬件和软件的发展，计算机在信息处理、情报检索以及各种管理系统中的应用越来越普及。人们需要计算机处理大量的数据，检索和建立大量的表格，而且这些数据和表格要按一定规律组织起来，使得检索更迅速，处理更方便，也更便于用户使用，于是建立了数据库。为便于用户根据需要建立自己的数据库，查询、显示、修改数据库的内容，输出打印各种表格等，建立了数据库管理系统DataBaeMaagemetSytem)等支撑软件。上述存储在不同存储介质（如磁盘、磁带、光盘等）中的各种形式的程序统称为计算机的软件。总之，计算机的硬件建立了计算机应用基础：而各种软件激活了计算机且扩大了计算机的功能和应用范围，便于用户使用。硬件与软件的结合才是一个完整的计算机系统。1.1.4微型计算机的工作过程的微型计算机必须在硬件和软件的相互配合下才能工作。每种型号的CPU都有自己的指令系统，每条指令一般都由指令操作码（规定指令的操作类型）和操作数（规定指令的操作对象)两部分组成。用户将要完成的任务预先分解成一系列的基本动作（又称为算法）并且编好程序，再通过输入设备（如键盘）将程序传送至存储器中。微型计算机开始工作后，首先将该程序在存储器中的起始地址传送至微处理器的程序计数器(PC)中，微处理器根据PC中的地址值找到对应的存储单元，并取出存放在其中的指令操作码将其传送至微处理器的指令寄存器R)中，由指令译码器D)对操作码进行译码，并由微操作控制电路发出相应的微操作控制脉冲序列去取出指令的剩余部分（如果指令不止1个字节的长度），同时执行指令赋予的操作功能。在取指令过程中，每取出1个单元的指令，PC就自动加1，形成下一个存储单元的地址。以上为一条指令的执行过程，如此不断重复上述过程，直至执行完最后一条指令为止。综上所述，微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存放的第一个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象执行指令规定的相关操作的过程。如此周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能，这就是微型计算机的基本工作过程。器行解园9g6o1.2计算机中的数制及编码51.2.1”数与数制,71.数制Eii进位计数制是一种计数的方法。在日常生活中，人们使用各种进位计数制，例如六十进制(1小时=60分，1分=60秒)、十二进制1英尺=12英寸，1年有12个月)等，但我们最熟悉和最常用的是十进制计数。计算机中使用的是二进制计数。另外，为便于人们阅读第1章绪论·5及书写，常常还要用到八进制计数及十六进制计数来表示二进制计数。山十进制数的特点是“逢10进1，借1当10”，需要用到的数字符号有10个，分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。二进制数的特点是“逢2进1，借1当2”，需要用到的数字符号有2个，分别是0、1。八进制数的特点是“逢8进1，借1当8”，需要用到的数字符号有8个，分别是0、1、2、3、4、5、6、7。0国十六进制数的特点是“逢16进1，借1当16”，需要用到的数字符号有16个，分别是0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F。任意一个十进制数可以用位权表示。位权就是某个固定位置上的计数单位。在十进制数中，个位的位权为10°，十位的位权为10，百位的位权为102，千位的位权为103，而在小数点后第一位的位权为10，小数点后第二位的位权为102等。因此，如果有十进制数234.13,则百位上的2表示2个100，十位上的3表示3个10，个位上的4表示4个1，小数点后第1位上的1表示1个0.1，小数点后第二位上的3表示3个0.01,234.13用位权可表示为(234.13)10=2×102+3×10+4×10°+1×101+3×102同理，任意一个二进制数、八进制数和十六进制数也可用位权表示。例如：(101.11h=1×22+0×2+1×2°+1×21+1×22(124.36)8=1×82+2×8+4×8°+3×81+6×82(AC.B5)16=A×16+C×16°+B×161+5×1622.不同数制之间的转换1)十进制数与二进制数之间的转换式共容扇(1)十进制整数转换成二进制整数：除2取余数，结果倒排列。具体做法：将十进制数除以2，得到一个商和一个余数：再将商除以2，又得到一个商和一个余数；继续这一过程，直到商等于0为止。每次得到的余数（必定是0或1）就是对应的二进制数的各位数字。第一次得到的余数为二进制数的最低位，最后得到的余数为二进制数的最高位。例1-1将十进制数97转换成二进制数。解转换过程如下：297余数为1，即A0=1248余数为0，即A1=0份织通324余数为0，即A2=02■12余数为0，即A3=026余数为0，即.A4=01理啦化23余数为1，即A,=11E-r裙21余数为1，即A6=1团作上品商为0余数为0，结束T+C1=1最后结果为能过划线猛下(97)10=(A6A5A4A3A2A1A0)2=(1100001)2说学：医·6微型计算机原理与应用(2)十进制小数转换成二进制小数：乘2取整数，结果顺排列。具体做法：将十进制数乘2，得到一个整数和一个小数，保存结果的整数部分；再将小数乘2，得到一个整数和一个小数，保存结果的整数部分；继续这一过程，直到小数部分等于0为止。每次得到的整数（必定是0或1）就是对应的二进制数的各位数字。第一次得到的整数为二进制数的最高位，最后得到的整数为二进制数的最低位。例1-2将十进制数0.6875转换成二进制数。解转换过程如下：0.6875叫01武好的计1.3750整数部分为1，即A,=1·0出4的1个，小防上合果孩边因看}的》展问点略0.3750余下的小数部分继续乘2个4不券4闻分个2的1间1下以40,100个0.7500整数部分为0，即A2=00.7500余下的小数部分继续乘21.5000整数部分为1，即A3=10.5000余下的小数部分继续乘221.0000整数部分为1，即A=I0.0000余下的小数部分为0，结束的喘问不最后结果为出座地出干(0.6875)10=(0.A-1A-2A-3A-42=(0.1011)2为了将一个既有整数部分又有小数部分的十进制数转换成二进制数，可以将其整数部分和小数部分分别进行转换，然后组合起来。例如把97.6875转换成二进制数的过程如下：(97)10=(1100001)2时名霸(0.6875)10=(0.1011)2由此可得(97.6875)10=(1100001.1011)2(3)二进制数转换成十进制数：按位权展开后相加求和。例1-3将二进制数111.11转换成十进制数。解转换过程如下：(111.11)2=1×22+1×2+1×2°+1×21+1×22=4+2+1+0.5+0.25=(7.75)102)十进制数与八进制数之间的转换()十进制整数转换成八进制整数：除8取余数，结果倒排列。···试读结束···...

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图书名称：《计算机组成原理》【作者】杨洁主编【丛书名】普通高等教育计算机类系列教材【页数】262【出版社】北京：机械工业出版社,2021.01【ISBN号】978-7-111-66903-6【分类】计算机组成原理【参考文献】杨洁主编.计算机组成原理.北京：机械工业出版社,2021.01.图书封面：图书目录：《计算机组成原理》内容提要：本书系统地介绍了计算机的基本组成和工作原理。全书共分9章，主要内容包括：计算机系统概论、计算机中信息的表示方法、运算方法和运算部件、存储系统、指令系统、中央处理器、总线系统、计算机的外围设备以及输入输出系统。本书内容全面、概念清晰、重点突出，内容组织循序渐进、深入浅出、系统性强。在编写过程中，注重基础知识、基本原理和基本技能的讲解。为了让学生更好地理解并掌握所学的知识，书中列举了大量的实例。此外，为了配合工程教育认证的需要，全书结构和内容更加贴近OBE的实际要求，知识点的侧重上也更加符合工程认证的实际需求。本书既可作为高等教育计算机专业的“计算机组成原理”课程的教学用书，也可作为计算机工程技术人员及计算机爱好者的参考书。《计算机组成原理》内容试读第1章计算机系统概论从第一台通用计算机问世算起，到现在已有70余年，在人类科技史上还没有一个学科的发展速度可以与计算机相提并论。计算机作为一个整体，由软件和硬件两大部分组成，为简化设计分析的难度一般组织成一个层次结构，以一个硬件物理机为核心，根据需要设计实现必要的软件虚拟机，以实现和满足不同应用场景的需要。当前的计算机均遵循冯·诺依曼(VoNeuma)原理，即遵循二进制信息表示、程序存储原理、五大基本部件组成，各部件均服务于信息表示、存储、加工和运算。对于计算机系统，可以用不同的度量参数来评价和比较其性能指标。本章将介绍计算机的发展历程、计算机常见类型、计算机常见应用场景和发展趋势，以及计算机的基本组成和性能指标。1.1计算机发展简史1.1.1计算机的产生及发展20世纪40年代，无线电技术和无线电工业的发展为电子计算机的研制准备了物质基础。1943~1946年，美国宾夕法尼亚大学研制的电子数字积分计算机ENIAC（E1ectroicNumericalItegratorAdComuter)是世界上第一台电子计算机。当时第二次世界大战正在进行，为了进行新武器弹道问题中的许多复杂计算，美国国防部资助开展了这项研究工作。ENIAC于1945年年底完成，1946年2月正式交付使用，因为它是最早问世的一台电子数字计算机，所以一般认为它是现代计算机的始祖。ENIAC共用18000多个电子管，1500个继电器，重达30t,占地170m2,耗电140kW,每秒能计算5000次加法。领导研制ENIAC的是埃克特(J.P.Eckert)和莫克利(J.W.Mauchly)ENIAC存在两个主要缺点：一是存储容量太小，只能存20个字长为10位(it)的十进制数；二是用线路连接的方法来编排程序，因此每次解题都要依靠人工改接连线，准备时间大大超过实际计算时间。在ENIAC研制的同时，冯·诺依曼与莫尔小组合作研制了计算机EDVAC,其采用了存储程序方案，其后开发的计算机都采用这种方式，称为冯·诺依曼计算机。70多年来，随着技术的发展和新应用领域的开拓，人们对冯·诺依曼计算机进行了多次改革，使计算机系统结构有了很大的改进。例如，某些机器程序与数据分开存放在不同的存储器中，程序不允许修改，机器不再以运算器为中心，而是以存储器为中心等。虽然有以上这些突破，但原则上变化不大，习惯上仍称为冯·诺依曼计算机。2计算机组成原理根据电子计算机所采用的物理器件的发展，一般把电子计算机的发展分成五代（相邻两代计算机之间在时间上有重叠)：1)第一代，电子管计算机时代（从1946年第一台计算机研制成功到20世纪50年代后期）。其主要特点是采用电子管作为基本器件。在这一时期，主要为军事与国防尖端技术的需要而研制计算机，并进行有关的研究工作，为计算机技术的发展奠定了基础。其研究成果扩展到民用，又转为工业产品，形成了计算机工业。20世纪50年代中期，美国IBM公司在计算机行业中崛起，1954年12月推出的IBM650(小型机)是第一代计算机中行销最广的机器，销售量超过1000台。1958年11月问世的IBM709(大型机)是IBM公司性能最高的最后一台电子管计算机产品。2)第二代，晶体管计算机时代（从20世纪50年代中期到20世纪60年代后期）。这一时期计算机的主要器件逐步由电子管改为晶体管，因而缩小了体积，降低了功耗，提高了运算速度和可靠性，而且价格不断下降。后来又采用了磁芯存储器，运算速度得到进一步提高，不仅使计算机在军事与尖端技术上的应用范围进一步扩大，而且在气象、工程设计、数据处理以及其他科学研究等领域内也应用起来。这一时期人们开始重视计算机产品的继承性，形成了适应一定应用范围的计算机“族”（这是系列化思想的萌芽），从而缩短了新机器的研制周期，降低了生产成本，实现了程序兼容，方便了新机器的使用。1960年，美国控制数据公司(CDC)开始研制高速大型计算机系统CDC6600,于1964年完成，取得了巨大成功，深受美国和西欧国家各原子能、航空与宇航、气象研究机构和大学的欢迎，使该公司在研究和生产科学计算高速大型机方面处于领先地位。1969年1月，水平更高的超大型机CDC7600研制成功，平均每秒可进行千万次浮点运算，成为20世纪60年代末、70年代初性能最高的计算机。3)第三代，中小规模集成电路计算机时代（从20世纪60年代中期到20世纪70年代前期)。随着半导体工艺的发展，集成电路研制成功。集成电路成为这一时期的计算机所采用的基本器件，因为功耗、体积、价格等进一步下降，而运算速度及可靠性相应地提高，促使了计算机的应用范围进一步扩大。正是由于集成电路成本的迅速降低，产生了成本低而功能不是太强的小型计算机供应市场，占领了许多数据处理的应用领域。BM360系列是最早采用集成电路的通用计算机，也是影响力最大的第三代计算机。在1964年发布IBM360系列时就有大、中、小型等6个计算机型号，平均运算速度从每秒几千次到每秒一百万次。它的主要特点是通用化、系列化、标准化。①通用化：指令系统丰富，兼顾科学计算、数据处理、实时控制3个方面。②系列化：BM360各档机器采用相同的系统结构，即在指令系统、数据格式、字符编码中断系统、控制方式、输入输出操作方式等方面保持统一，从而保证了程序兼容。当用户更新机器时，原来在低档机上编写的程序可以不做修改就使用在高档机中。BM360系列后来陆续增加的几种型号仍保持与前面的产品兼容；后来，西欧国家与日本的一些通用计算机也保持与IBM360系列兼容；苏联和东欧国家联合制造的“统一系统”也是与IBM360系列兼容的。③标准化：采用标准的输入输出接口，因而各个机型的外部设备是通用的。采用积木式结构设计，除了各个型号的中央处理器(CPU)独立设计以外，存储器、外部设备都采用标准部件组装。4)第四代，大规模和超大规模集成电路计算机时代（从20世纪70年代中期到20世纪90年代初)。随着集成电路集成度的进一步提高，大规模和超大规模集成电路（LSI、VLSI)广泛应用到计算机中。20世纪70年代初，半导体存储器问世，迅速取代了磁芯存储器，并不断向第1章计算机系统概论3大容量、高速度发展。与此同时，并行技术、多机系统和分布式计算技术得到了发展，并出现了RISC指令集。另外，巨型向量机、阵列机等高级计算机也得到了发展，如美国的Cry-1、我国的“银河”等；同时，低档的微处理器开始出现，并进入家庭。5)第五代，巨大规模集成电路计算机时代(1990年至今)。从集成度来看，计算机使用的半导体芯片集成度接近了极限，出现了极大、甚大规模集成电路(ULSI、ELSI)。这一阶段出现了采用大规模并行计算和高性能机群计算技术的超级计算机。例如，BM公司的“深蓝”计算机是一台R$/6000SP2超级并行计算机，有256块处理器芯片；我国的“银河·Ⅲ”（大规模并行处理，有128个CPU)、“银河-V”(机群技术)巨型机已达到国际领先水平；而在1999年，“神威·I”超级并行处理计算机的成功研制，使我国成为继美国和日本之后第三个具备研制高性能计算机能力的国家。微处理器此时推出了32位、64位芯片，如Petium4、Itaium2等。我国也同时开始了处理器芯片的设计与研究，推出了“龙芯”芯片、“飞腾”芯片，还有华为海思的“麒麟”芯片。从1971年内含2300个晶体管的Itel4004芯片问世，到1999年包含了750万个晶体管的Petium2处理器，再到2004年的Petium4的核心集成了5500万个晶体管，芯片的集成度大体上每三年翻两番一这就是著名的摩尔定律。后来转述为微处理器的工作速度，在一定成本下，大体上也是每18个月翻一番。摩尔定律问世至今已近60年了，芯片上元件的几何尺寸不可能无限制地缩小下去，其发展的制约因素主要是在技术和经济两个方面：技术上，随着硅片上元件密度的增加，当增加到纳米级别时材料的物理、化学性能将发生质的变化，致使半导体器件不能正常工作；经济上，当线路缩小到0.1μm时，其生产线的建造价格将达到100亿美元，致使企业提高芯片集成度的积极性不高。但是人们对设备的高性能算力的追求却没有停止，由于摩尔定律的局限性，只靠提高单一CPU的性能已经无法满足计算机计算性能的提高，解决之道有两个：一是发现更好的材料，这样可以有效地克服在芯片集成度提高时可能会引发的物理或化学效应；二是改变简单依赖提高集成度和主频来提高单一CPU运算能力的思路，在芯片内部集成多个CPU核，通过在计算机芯片上安装多个CPU,实现多个CPU并行工作，以此提高数据处理速度。例如，Itel公司2017年发布的酷睿i9就提供了18内核。正如CyerCah的总裁丹·林启所说的“摩尔定律是关于人类创造力的定律，而不是物理学定律”，当人们相信某件事情一定能做到时，就会努力来实现它。1.1.2计算机的分类随着大规模集成电路的迅速发展，计算机进入大发展时期，各种类型的计算机都得到了迅速发展。下面对各类计算机的情况进行简单介绍。1.大型机大型机是反映各个时期先进计算技术的大型通用计算机，其中BM公司的大型机系列影响最大。20世纪60~80年代，信息处理主要是以主机系统加终端为代表（即大型机）的集中式数据处理，20世纪60年代的BM360系列、20世纪70年代和80年代的IBM370系列曾占领大型机的霸主地位。IBM公司为开发BM360系列的软件耗费了巨大的人力和财力，据估计，BM用户在应用程序和培训等方面耗费了2千亿美元，是硬件投资的3~5倍。如此丰富的软件不能抛弃，只能继承，这已成为用户与计算机厂家的共识，但也成为计算机发展的制约因素。因此，IBM370系列在保持与IBM360系列兼容的前提下进行了改进与提高，其主流产品有IBM303X系列与BM4300系列，后者是该系列中的低档产品。计算机组成原理进入20世纪80年代以后，随着微型机性能的极大提高和网络技术的普及，客户机/服务器(Cliet/Server)技术得以飞速发展并普及，曾一度使大型机的作用受到怀疑。进入20世纪90年代后，随着企业规模的扩大与信息技术的发展，很多使用客户机/服务器的分布式运算模式的用户发现，这种系统的管理极为复杂，运算营运成本高，安全可靠性难以保证。企业需要一个开放的、安全的大型服务器作为计算平台，于是大型机获得了东山再起的机会，因为只有大型机才具有高可靠性、安全性、高吞吐能力、高可扩展性、防病毒以及防黑客的能力。与此同时，大型机的性能在不断提高，成本不断下降。20世纪90年代，BM推出的大型机系列为IBMS/390系列，并不断推出新产品，ES/9000即是IBMS/390系列中的知名产品之一，1997年的主流产品是9672系列。1997年6月，推出的IBMS/390第4代产品采用了CMOS工艺，从而减少了功耗，并提高了芯片的集成度。1998年5月，IBMS/390第5代产品问世，主机运算速度达到10亿次/。IBMS/390不仅仍保持与IBM360、IBM370的兼容，还包含了许多新特点，如良好的开放性、并行计算环境等，被广泛用作企业服务器。2010年7月，IBM宣布推出zEterrie大型主机服务器和一个全新设计的系统。该系统能够允许大型主机、POWER7和Sytemx服务器上的工作负载共享资源，并作为一个单一的虚拟的系统进行管理。其他计算机厂家在发展新机种时也遵循兼容的原则。某些计算机厂家走上与BM计算机兼容的道路，称之为PCM,即PlugComatileMaiframe(插接兼容主机一硬件完全兼容)或ProgramComatileMaiframe(程序兼容主机一软件兼容)，制造与IBM兼容的计算机。它们按BM系列计算机的系统结构制造主机，并直接引用BM计算机的软件，因而使产品的性能价格比优于BM原装机，以争夺市场。2.巨型机（超级计算机）现代科学技术，尤其是国防技术的发展，需要有很高运算速度、很大存储容量的计算机，而一般的大型通用计算机无法满足要求。集成电路的发展为制造巨型机（也称为超级计算机）提供了条件。巨型机具有很强的计算和处理数据的能力，主要特点表现为高速度和大容量，配有多种外部设备及丰富的、多功能的软件系统。20世纪60~70年代相继推出了一些巨型机，其中取得最高成绩的要推Cry-1计算机。针对天气预报、飞行器的设计和核物理研究中存在大量向量运算的特点，Cry-1计算机的向量运算速度达8000万次/,并兼顾了一般的标量运算。1983年研制成功的CryX-MP机的向量运算速度达4亿次/。与此同时，CDC公司的CYBER203和CYBER205先后完成，CYBER205每秒可进行4亿次浮点运算。这些是20世纪80年代初期水平最高的巨型机。但是这些成就还不能满足一些复杂问题的需要，所以不少单位开展了性能更高的巨型机的研究工作。后来微处理器的发展为阵列结构的巨型机的发展带来了希望。例如，古德伊尔公司为美国国家航空航天局(NASA)研制了一台处理卫星图像的计算机系统MPP,该机由16384个微处理器组成128×128方阵。这种采用并行处理技术的多处理器系统是巨型机发展的一个重要方面，称为小巨型机。现代巨型机硬件大多采用流水线、多功能部件、阵列结构或多处理机等各种技术。流水线是把整个部件分成若干段，使众多数据能重叠地在各段操作，特别适合向量运算，性价比高，应用普遍。多功能部件可以同时进行不同的运算，每个部件内部又常采用流水线技术，既适合向量运算又适合标量运算。我国的“银河”机和日本的VP/200、S810/20机进一步将每个向量流水部件或向量处理机加倍，组成双向量阵列，又把向量运算速度提高了两倍。美国CY第1章计算机系统概论5BER205机的向量处理机可按用户需要组成一、二或四条阵列式的流水线，技术上又有所发展。多处理机系统以多台处理机并行工作来提高系统的处理能力，各台处理机可以协作完成一个作业，也可以独立完成各自的作业。每台处理机内部也可采用各种适宜的并行处理技术。在任务的划分与分配、多处理机之间的同步与通信和互联网络的效益等方面，多处理机系统尚存在不少问题有待解决。我国也在20世纪80年代开始了巨型机的研制。1983年12月22日，中国第一台运算速度达1亿次/以上的计算机“银河”在长沙研制成功。1992年11月19日，“银河·Ⅱ”（运算速度达10亿次)巨型计算机在长沙通过国家鉴定。1999年，由清华大学研制的“探索108”大型群集计算机系统及高效能网络并行超级计算机THNPSC-1问世，其最高浮点运算速度达到300亿次。2000年1月28日，中国科学院计算技术研究所研制的863项目“曙光2000-Ⅱ”超级服务器通过鉴定，其运算速度峰值达到1100亿次/,机群操作系统等技术进入国际领先行列。2011年，我国以国产微处理器为基础制造出国内第一台超级计算机，名为“神威蓝光”。2016年6月，在新一期的世界超级计算机500强榜单中，“神威·太湖之光”超级计算机和“天河二号”超级计算机位居前两位。3.小型机小型机规模小、结构简单，所以设计试制周期短，便于及时采用先进工艺，生产量大，硬件成本低，同时由于软件比大型机简单，所以软件成本也低，再加上易操作、易维护和可靠性高等特点，使得管理机器和编制程序都比较简单，因而得以迅速推广，掀起一个计算机普及应用的浪潮。DEC公司的PDP-11系列是16位小型机的代表；到20世纪70年代中期，32位高档小型机开始兴起，DEC公司的VAX11/780于1978年开始生产，应用极为广泛。VAX11系列与PDP11系列是兼容的。20世纪80年代以后，精简指令集计算机(RISC)问世，导致小型机性能大幅度提高。小型机的出现打开了在控制领域应用计算机的局面，许多大型分析仪器、测量仪器、医疗仪器都使用小型机进行数据采集、整理、分析、计算等。应用于工业生产上的小型机除了进行上述工作外，还可进行自动控制。2000年以前，小型机还广泛应用于工程设计、科学计算、信号处理、图像处理、企业管理以及在客户机/服务器结构中用作服务器等。但是小型机有以下缺点：1)封闭性。小型机主要运营封闭的Liux系统，例如IBM的AIX、HP的HP-UNTX、Su的Solari。.这些系统都是非常封闭的，互相之间软件不能通用，导致应用类型不丰富，只能限定在某些专用业务场景下，进而使软件生态下降，发展缓慢。2)复杂性。小型机的结构比较复杂，运行的系统也比较复杂，只有专业的技术工程师才能进行使用和维护，这就又大大减少了应用场景。目前，X86-64的服务器处理器从功能到性能均已优于传统的使用RISC处理器的小型机，同时高端X86服务器的可靠性已有了质的飞跃；而且X86服务器的价格在几万到十几万，与小型机几十万到近百万的价格相比也具有极大优势。更应当注意的是，随着虚拟化技术的发展，X86服务器具有了卓越的性能，同时还实现了标准化管理、高可用性、硬件升级更为方便、集中管理、集中监控、提高运维效率等诸多优势，小型机逐渐被市场淘汰。4.微型机微型机的出现与发展掀起了计算机大普及的浪潮。利用4位微处理器Itel4004组成的MCS-4是世界上第一台微型机，它于1971年问世。Itel8086是最早开发成功的16位微处理6计算机组成原理器(1978年)。1981年，32位微处理器Itel180386问世，与原来的产品相比，除了主频速度提高外，还将原属片外的有关电路集成到片内。32位微处理器采用过去大中型计算机中所采用的技术，因此用它构成的微型机系统的性能可以达到20世纪70年代大中型计算机的水平。20世纪70年代后期，兴起个人计算机（一种独立的微型机系统）热潮，最早出现的是Ale公司的AleⅡ型微型机（1977年)，此后各种型号的个人计算机纷纷出现。1981年，一向以生产大中型通用机为主的IBM公司推出了IBMPC机。该机采用Itel80×86(当时为8086)微处理器和Microoft公司的MS-DOS操作系统，IBM公司还公布了IBMPC的总线结构，这些开放措施为微型机的大规模生产打下了基础。后来又推出扩充了性能的IBMPC/XT、IBMPC/AT以及386、486和Petium等多种机型，由于具有设计先进、软件丰富、功能齐全、价格便宜和开放性等特点，很快成为微型机市场的主流。国内外有不少厂家相继生产了与IBM兼容的个人计算机及其配套的板级产品和外部设备。个人计算机走向家庭，并向多媒体方向发展，这就是家用计算机和多媒体计算机。同时，微型机向小型化发展，出现了便携机（膝上型、笔记本型和掌上型），在20世纪90年代获得迅速发展。进入21世纪之后，伴随电池技术、LED显示技术、网络应用等技术进一步发展和成熟，便携式计算机的续航能力、重量与尺寸、数据传输能力等方面得到极大提升和改善，便携型计算机已经得到广泛应用，比较有代表性的企业或产品包括美国的苹果、戴尔，韩国的三星，中国的华为、小米、华硕等。5.工程工作站工程工作站是20世纪80年代兴起的面向广大工程技术人员的计算机系统，一般具有高分辨率显示器、交互式的用户界面和功能齐全的图形软件，集中应用于各种工程方面的计算机辅助设计，如集成电路设计、机械设计、土木建筑设计等。1980年成立的Aollo公司和1982年成立的Su微系统公司主要从事工作站的研制与生产工作，开始都采用Motorola的微处理器芯片，后来改用RISC微处理器。1987年以后，工作站普遍采用32位或64位的RISC微处理器，不仅处理速度快，而且具有强大的图形处理功能和友好的窗口界面，后来又向多处理器系统和分布式处理系统发展。典型的产品有Su公司的SPARC系列、DEC公司的Alha系列，以及SGI公司和HP公司的工作站系列。工程工作站出现得比较晚，所以一般都带有网络接口，并采用开放式系统结构，即将机器的软硬件接口公开，以鼓励其他厂商、用户围绕工作站开发软硬件产品，同时尽量遵守国际工业界流行的标准。6.嵌入式计算机嵌入式计算机是一种“专用”计算机，一般指非PC系统，是针对网络、通信、音频、视频、控制等某个特定的应用而存在的，由嵌入式微处理器、外部硬件设备、嵌入式操作系统以及用户的应用程序等部分组成：它的软硬件可裁剪，以适用于应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格要求的专用计算机系统。嵌入式计算机的应用软件与硬件集成于一体，类似于PC中BIOS(基本输入输出系统)的工作方式，具有软件代码少、高度自动化、响应速度快等特点，特别适合要求实时和多任务的体系。嵌人式计算机应用于手机、数字电视、家用电器、网络设备、交通工具、工业控制、医疗设备等生产生活的各个领域。···试读结束···...

2023-01-14

刚进入大学的同学想要专注学习知识，不妨先学习一下怎样提高记忆力和专注力，本课件详细讲解了很多办法，有需要的同学可以看看！通过每天锻炼来增强记忆力和注意力。锻炼是改善许多生活问题的一种方法。当然，为了增强记忆力和专注力，练习也不例外。合理，规律和科学地进行锻炼将有助于提高机敏性，为大脑提供更多的氧气。另外，这也刺激产生负责记忆的神经细胞。补充大脑补品，增强记忆力。只需在您的日常菜单中添加大脑食物，就可以帮助您的大脑功能。补充大脑食品之一是：鱼、蔬菜如菠菜，羽衣甘蓝、核桃、浆果、薄荷茶、可可和巧克力。限制或消除不良习惯。一些不良习惯，例如酗酒，吸烟是记忆力的大敌。如果您陷入睡眠不足的状态，长时间失眠，将不小心使脑电波无法将存储数据传输到存储区域。这将导致失忆，最终将导致记忆丧失。艰苦的学习时间后冥想或放松。压力，疲劳……都会对记忆产生负面影响，在许多情况下会导致严重的记忆障碍。因此，在经过数小时的学习或紧张的工作之后，请创造自己的乐趣，以帮助您更舒适地放松身心。您可以选择悦耳的音乐，轻咬一些喜欢的食物或冥想。不要过度使用计算机或技术设备。大学开始学习新的内容，很多同学觉得要记住的东西越来越多，课外活动也更加丰富，学习本课件可以让自己专注学习，提升记忆力，完美地结合学习和娱乐！...

2022-12-16 大学的记忆 大学成长记忆