计算机组成与结构第1章计算机系统概论VIP

计算机组成与结构第1章计算机系统概论汇报人：202X-01-03计算机系统概述计算机硬件组成计算机软件组成计算机工作原理计算机性能指标计算机网络基础contents目录01计算机系统概述0102机械计算机时代19世纪，以齿轮和凸轮为主要计算元件。真空管计算机时代20世纪初，真空管作为主要计算元件，用于军事和科学计算。晶体管计算机时代20世纪50年代，晶体管取代真空管，体积减小，计算速度提高。小型集成电路计算机时代20世纪70年代，集成电路技术飞速发展，计算机进入家庭和企业。大规模集成电路和超大规…20世纪80年代至今，计算机性能不断提高，应用领域不断扩大。030405计算机的发展历程巨型机、大型机、小型机、个人计算机。根据处理能力根据用途根据规模专用计算机、通用计算机。超级计算机、服务器、工作站、个人计算机。030201计算机的分类计算机的应用领域工程计算多媒体应用建筑设计、机械设计、电路设计等领域。图像处理、音频处理、视频处理等领域。科学计算商业应用人工智能气象预报、地质勘探、航天航空等领域。企业管理、财务管理、电子商务等领域。机器翻译、智能机器人、专家系统等领域。02计算机硬件组成中央处理器是计算机的核心部件，负责执行指令和处理数据。总结词中央处理器，也称为CPU，是计算机的运算和控制核心。它负责执行存储在存储器中的程序指令，处理数据，并控制计算机各个部分协调工作。CPU的性能直接决定了计算机的运行速度和效率。详细描述中央处理器总结词存储器是计算机中用于存储数据和程序指令的部件。详细描述存储器是计算机中用于存储数据和程序指令的部件，分为内存储器和外存储器两类。内存储器直接与CPU相连，速度快，但容量较小；外存储器则容量较大，常见的外存储器有硬盘、光盘、U盘等。存储器总结词输入输出设备是计算机中用于与外部环境进行信息交互的部件。详细描述输入输出设备是计算机中用于与外部环境进行信息交互的部件，如键盘、鼠标、显示器、打印机等。这些设备负责将外部信息输入到计算机中，以及将计算机处理后的信息输出到外部环境中。输入输出设备总线与接口是计算机中用于连接各个部件并进行信息传输的通道。总结词总线是连接各个部件并进行信息传输的通道，分为内部总线和外部总线两类。接口则是用于连接各种输入输出设备的部件，通过接口可以实现设备与计算机之间的信息传输和控制。总线与接口的性能对计算机的整体性能和稳定性有着重要影响。详细描述总线与接口03计算机软件组成是计算机系统的核心软件，负责管理计算机的硬件和应用程序，提供用户与计算机交互的界面。操作系统将高级语言编写的程序转换成机器语言程序，以便计算机能够执行。编译器和解释器用于存储、检索和管理大量数据。数据库管理系统系统软件如文字处理、电子表格和演示软件，用于日常办公任务。办公软件用于编辑、处理和优化图像。图像处理软件用于处理音频、视频和其他多媒体内容。多媒体软件应用软件

软件开发与维护软件开发方法论提供一套指导原则和最佳实践，帮助开发人员更有效地构建软件应用程序。软件测试确保软件应用程序的正确性、可靠性和性能。软件维护在软件应用程序发布后，对其进行修改、更新和改进的过程。04计算机工作原理指令系统指令系统是计算机硬件与软件之间的接口，它定义了计算机能够执行的指令集。指令集架构（ISA）规定了指令的格式、操作码的编码方式、操作数的类型和寻址方式等。汇编语言汇编语言是一种低级语言，它与机器语言相对应。汇编语言使用助记符来代替操作码，使用符号地址代替直接地址，使得编程更加方便。汇编语言编写的程序需要经过汇编器转换成机器语言才能执行。指令系统与汇编语言程序在执行前需要经过编译和链接两个阶段。编译阶段将源代码转换成目标代码，链接阶段将目标代码转换成可执行文件。编译与链接当程序准备好后，操作系统负责将其加载到内存中，并分配给程序相应的内存空间。然后，操作系统会调用程序并执行其入口点，即主函数或主程序。加载与运行程序在内存中运行时，操作系统会对其进行调度和管理，确保其按顺序执行并合理地利用系统资源。运行与调度计算机执行程序的过程计算机启动时，需要进行开机自检，以确保硬件设备正常工作。开机自检在开机自检完成后，操作系统会进行系统初始化，包括加载驱动程序、启动服务、设置环境变量等。系统初始化当计算机需要关闭时，应先正常退出所有应用程序和服务，然后依次关闭操作系统和硬件设备。关闭系统计算机的启动与关闭05计算机性能指标8位字长常见于早期微型计算机，如AppleI、AppleII等。字长指计算机运算部件一次能处理的二进制位数。通常，字长越长，计算机处理数据的能力越强，运算精度越高。16位字长常见于286、386等个人电脑。64位字长常见于现代服务器和超级计算机。32位字长常见于现代个人电脑和服务器。字长123指计算机执行指令或处理数据的能力，通常以每秒执行的指令数（MIPS）或浮点运算次数（FLOPS）来衡量。运算速度采用更快的晶体管、优化指令集、并行处理等。提升运算速度的方法电路延迟、存储器访问速度等。运算速度的限制因素运算速度内存容量指计算机内部随机存取存储器（RAM）的容量，影响计算机处理任务的快慢。存储容量指计算机存储数据的能力，通常以字节（Byte）为单位。外存容量指计算机外部存储器（如硬盘、闪存盘等）的容量，影响计算机存储数据的多少。存储容量06计算机网络基础20世纪60年代，计算机网络以单个主机为中心，通过电话线路将终端连接至主机，实现远程通信。面向终端的远程联机系统20世纪70年代，美国国防部高级研究计划局（ARPANET）开发了TCP/IP协议，实现了不同硬件和操作系统之间的互联互通。ARPANET与TCP/IP协议20世纪90年代，互联网的兴起使得全球范围内的信息共享和交流成为可能。互联网的兴起21世纪初，云计算和移动互联网的快速发展，使得计算机网络更加普及和便捷。云计算与移动互联网计算机网络的发展历程按覆盖范围分类：局域网、城域网、广域网和互联网。按拓扑结构分类：星型、树型、环型、网状型等。按传输介质分类：有线网和无线网。按使用目的分类：专