第1章计算机系统概论本章学习内容计算机的发展历史计算机系统的硬件组成计算机的软件系统计算机系统的组织结构计算机的特点和性能
指标计算机的分类与应用1.1计算机的发展历史1.1.1更新换代的计算机硬件通常将计算机的发展按“代”划分为五个发展阶
段。1.电子管时代（20世纪40年代中期～50年代中期）2.晶体管时代（20世纪50年代末期～60年代中期）3.中、小规模
集成电路时代（20世纪60年代中期～70年代中期）4.超大规模集成电路时代（20世纪70年代中期～90年代初期）5.超级规模
集成电路时代（20世纪90年代初期～目前）电子管时代（1946～1959）运算速度：5千～4万（次/秒）在电子管时代，计算机以电子
管作为基本逻辑单元，主存储器采用汞延迟线、磁鼓等材料，数据用定点表示。USAENIAC晶体管时代（1957～1964）运算速度：
几十万～百万（次/秒）晶体管时代的计算机主要以晶体管代替电子管作为基本逻辑元件，主存储器由磁芯构成，引入了浮点运算硬件加强科学计算
能力。第一台小型计算机PDP-8中小规模集成电路时代（1965～1975）运算速度：百万～几百万（次/秒）在中小规模集成电路（
MSI、SSI）时代，集成电路器件成为了计算机的主要逻辑元件，由半导体存储器替代磁芯存储器作为主存储器。此阶段采用多处理器并行结构
的大型、巨型机和物美价廉的小型机得到快速发展。采用了Intel8080的个人电脑Altair8800超大规模集成电路时代（1975
～1990）运算速度：几百万～几千万亿（次/秒）这一阶段集成电路的集成度进一步提高，超规模、大规模电路（VLSI、LSI）被广泛应
用于计算机。采用并行技术、多机系统和分布式计算技术、RISC指令集等极大地提高了计算机系统的性能。此时按照计算机性能和规模，划分
出了巨型机、大型机、小型机、微型机和便携机等不同的类型。超级规模集成电路时代（1990～）运算速度：几千万亿～几万万亿（次/
秒）采用超大、甚大规模集成电路（ULSI，ELSI） 2016全球超级计算机500强http://www.top500.org/2
016年6月20日，在德国法兰克福召开的“2016国际超级计算大会”上，由国家并行计算机工程技术研究中心研制的“神威?太湖之光”超
级计算机系统最新一届世界超级计算机500强排行榜上击败占居榜首3年的“天河2号”位居第一。在这之前天河二号自2013年6月
以来，已连续6次位居世界超算500强榜首。神威?太湖之光超级计算机神威?太湖之光技术参数运算速率：125.4PFLOPS（理
论峰值）93PFLOPS（实际峰值）（每秒运算一千万亿次）整台“神威?太湖之光”由40个运算机柜和8个网络机柜组成
。共使用了40960块“申威26010”处理器，采用众核+CPU架构，计算核心总数达1065万个。主内存：1.31
PB（约1300万亿字节）神威?太湖之光的能力“神威?太湖之光”一分钟的计算能力相当于全球72亿人口用计算器不间断计算32
年。1.1.2日臻完善的计算机软件1.汇编语言阶段（20世纪50年代）2.程序批处理阶段（20世纪60年代）3
.分时多用户阶段（20世纪70年代）4.分布式管理阶段（20世纪80年代）5.软件重用阶段（20世纪90年代）
6.Web服务阶段（21世纪前10年）7.云计算阶段（现今全球热点）硬件系统组成一台计算机的各种物理装置
以及它们的设计与实现技术软件系统泛指计算机系统中使用的各种程序和文件1.2计算机硬件系统—个完整的计算机系统由硬件和软件两大系
统组成。计算机系统计算机的抽象观察1.2.1计算机硬件系统的功能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。为了实现这些基本功能，计算机必须要有相应的功能部件（硬件）承担有关工作。计算机硬件系统主要包括计算机的五大部件以及将它
们组织成计算机系统的体系结构。1.输入设备输入设备的主要功能：将程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入到计算机内。常见的输
入设备有：键盘、扫描仪、语音输入设备、手写笔、触摸屏、鼠标、数码摄像设备等。2.输出设备输出设备的主要功能：将计算机处理的结果以
人们所能接受的信息形式或其它系统所要求的信息形式输出。最常见的输出设备有：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。计算机的输入、输出设
备简称为I/O设备。3.存储器存储器是计算机的存储部件，用于存放程序和数据，是计算机存储信息的核心。存储器可分为：主存储器(也
称内存储器，简称内存、主存)CPU能够直接访问的存储器辅助存储器(也称外存储器，简称外存、辅存)CPU不能直接访问的大容量、
速度较慢的存储器。辅助存储器帮助主存记忆更多的信息，辅助存储器中的信息必须调入主存后，才能为CPU所使用。主存分为若干个存储单
元。每个单元都有自己唯一的地址编码。每个主存单元的长度依机器而定。通常是一个字节或字节的若干倍。存储器的访问方式⑴按地址进行访问
如果需要对存储器某个单元进行读/写操作，必须首先给出被访问的存储单元的地址码。⑵按内容进行访问按所需内容对存储器的多个单元同时进
行访问。能够进行按内容访问的存储器称为相联存储器。主存的基本的组成存储体：存放二进制信息的主体地址寄存器：存放所要访问的存储单元的
地址码，由它经地址译码找到被选的存储单元。数据寄存器：主存与其它部件的接口。用于暂存从存储器读出(取出)或向存储器中写入(存入)的
信息。控制逻辑：用于产生存储器操作所需各种时序信号。4．运算器运算器是计算机的执行部件，用于完成算术逻辑运算以及对数据的加工处理。
运算器的核心是算术逻辑部件ALU(ArithmeticandLogicalUnit)。运算器中设有若干寄存器，用于暂存
操作数据和中间结果。由于寄存器往往兼备多种用途，如用作累加器、变址寄存器、基址寄存器等，所以通常称为通用寄存器。运算器的简单框图5
．控制器(CU)控制器是整个计算机的指挥中心。用于控制整个计算机系统中的各部件有条不紊地进行工作。计算机控制器是根据事先编好的程序
进行指挥的。程序：就是解题步骤，控制器按着事先安排好的解题步骤，控制计算机各个部件有条不紊地自动工作。程序按指令序列的形式存放在存
储器中，控制器依次读出存储器中存放的程序指令实施控制。这种工作方式称为存储程序方式。重点1.2.2冯·诺依曼计算机存储程序概
念是美国数学家冯·诺依曼（JohnvonNeumann）于1946年首先提出来的，它奠定了现代计算机的结构基础。尽管几十年来，
计算机体系结构发生许多重大变革，但存储程序的概念仍是普遍采用的结构原则，现在广泛应用的计算机仍属于冯·诺依曼的结构格式。John
vonNeumann1.存储程序思想冯·诺依曼思想的基本要点：(1)计算机由输入设备、输出设备、运算器、存储器和控制器五大部件
组成。CPU：运算器和控制器的统称。计算机主机：CPU与主存储器(内存)的统称。I/O设备：输入设备、输出设备、外存储器的统称为
计算机的外部设备，简称为I/O设备。(2)采用二进制形式表示数据和指令指令是程序的基本单位，程序是若干指令的有序集合。冯·诺依曼结
构计算机中，指令与数据均以二进制代码的形式同存于存储器中。两者在存储器中的地位相同，均可按地址访问。指令由操作码和地址码两部分组
成。操作码表示指令的操作性质，地址码表示操作数在存储器中的位置。(3)采用存储程序方式存储程序方式：在用计算机解题之前，事先编制好
程序，并连同所需的数据预先存入主存储器中。在解题过程(运行程序)中，由控制器按照事先编好并存入存储器中的程序自动地、连续地从存储器
中依次取出指令并执行，直到获得所要求的结果为止。存储程序方式是冯·诺依曼思想的核心，是计算机能高速自动运行的基础。2.早期的冯·
诺依曼计算机在微处理器问世之前，运算器和控制器是两个分离的功能部件，加上当时存储器还是以磁芯存储器为主，计算机存储的信息量较少，
因此早期冯·诺依曼提出的计算机结构是以运算器为中心的，其它部件都通过运算器完成信息的传递。早期的冯·诺依曼计算机组织结构图3.
现代计算机组织结构随着微电子技术的进步，人们成功地研制出了微处理器。微处理器将运算器和控制器两个主要功能部件合二为一，集成到一
个芯片里。同时随着半导体存储器代替磁芯存储器，存储容量成倍地扩大，加上需要计算机处理、加工的信息量与日俱增，以运算器为中心的结构已
不能满足计算机发展的需求，甚至会影响计算机的性能。为适应发展的需要，现代计算机组织结构逐步转变为以存储器为中心。现代计算机的基本
结构仍然遵循冯·诺依曼思想1.3计算机软件系统软件的作用⑴软件在计算机系统中起着指挥和管理的作用。⑵软件是计算机用户和
硬件的接口界面。⑶软件是计算机系统结构设计的主要依据。在计算机系统中，各种软件的有机组合构成了软件系统。基本的软件系统应包括
系统软件与应用软件两大类。1.3.1系统软件系统软件是一组保证计算机系统高效、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户
使用。系统软件主要包括：操作系统语言处理系统数据库管理系统分布式软件系统网络软件系统各种服务程序1.3.2应用软件应用软
件是指用户为解决某个应用领域中的各类问题而编制的程序。应用软件包括各种科学计算类程序、工程设计类程序、数据统计与处理程序、情报检索
程序、企业管理程序、生产过程控制程序等。由于计算机已应用到各种领域，因而应用程序是多种多样，极其丰富的。目前应用软件正向标准化、集
成化方向发展，许多通用的应用程序可以根据其功能组成不同的应用软件包供用户选择使用。1.4计算机系统的组织结构1.4.1硬
件与软件的关系计算机系统由硬件、软件两大部分组成。硬件和软件是紧密相关、缺一不可的整体。硬件是计算机系统的物质基础。没有硬件，再
好的软件也无法运行；没有强有力的硬件支持，就不可能编制出高质量、高效率的软件；没有好的硬件环境，一些先进的软件也无法运行。软件是计
算机系统的灵魂。没有软件，再好的硬件也毫无用途；没有高质量的软件，硬件也不可能充分发挥它的效率。虽然在一个具体的计算机系统中，硬件
、软件是紧密相关、缺一不可的，但是对某一具体功能来说，可以用硬件实现，也可以用软件实现，这就是硬件、软件在逻辑功能上的等效。硬件、
软件在逻辑功能上等效硬件、软件在逻辑功能上的等效任何由硬件实现的操作，在原理上，均可用软件来实现；同样，任何由软件实现的操作，在原
理上都可硬化由硬件来实现。例：乘除运算早期均由软件编程实现。现已由硬件乘、除法器实现。例：在微小型机中，为了降低系统复杂程度和成本
，将一些在巨型、大型机中由硬件实现的功能由软件编程实现。硬件的软化：将由硬件实现的功能用软件实现。软件的硬化：将由软件实现的功能用
硬件实现。固件：载有在用户环境中不能加以改变的程序及数据的器件。将复杂且常用的程序写入只读存储器就构成了固件。固件从功能上看是软件
，但从形态上看是硬件。例如，PC机中的主板BIOS、显卡BIOS，网卡BOOTROM等都属于固件。硬件软件的功能分配在设计一个计
算机系统时，必须根据设计要求、现实技术与器件条件，首先确定哪些功能直接由硬件实现，哪些功能通过软件实现。这就是硬件、软件的功能分配
。随着电子技术的发展，可以使软件逐渐“固化”乃至“硬化”。所以设计计算机系统时必须首先解决硬、软件的功能分配问题。1.4.2
计算机系统的多级层次结构现代的计算机是一个硬件与软件组成的综合体。由于面对的应用范围越来越广，所以必须有复杂的系统软件和硬件的支
持。由于软件、硬件的设计者和使用者是从不同的角度，以各种不同的语言来对待同一个计算机系统。因此，他们各自看到的计算机系统的属性及对
计算机系统提出的要求也就不一样。如硬件设计人员要求机器能够高速有效地执行机器指令所规定的各种操作。而高级语言使用者则关心机器能否提
供高效方便的编程环境。对不同的对象而言，一个计算机系统就成为实现不同语言的、具有不同属性的机器。假如在软件、硬件之间，系统设计者和
使用者之间不能很好地协调、配合，就会大大影响系统的性能与效率。计算机系统的多级层次结构根据从各种角度所看到的机器之间的有机关系，可
以将计算机系统分为多级层次结构。目的：分清各级层次结构彼此之间的界面，明确各自的功能，以便构成合理、高效的计算机系统。第0级
硬件操作时序实际的硬件层，是硬件组成的实体。第1级微程序机器层实际的硬件层，它由机器硬件直接执行微指令。第2级传
统机器语言层实际的硬件层，由微程序解释机器指令系统。第3级操作系统层由操作系统程序实现。操作系统程序是由机器指令和广义指令
组成的。其中广义指令是为扩展机器功能而设置的，是由操作系统定义和解释的软件指令。这一层也称为混合层。第4级汇编语言层汇编语
言是一种符号形式语言，用户借此可编写汇编语言源程序。这一层由汇编程序支持和执行。第5级高级语言层高级语言层为方便用户编写各
类应用程序而设置的。它是面向用户的。该层由各种高级语言编译程序支持和执行。第6级应用语言层应用语言层是直接面向某个应用领域
，为方便用户编写该应用领域的应用程序而设置的。由相应的应用软件包支持和执行。机器语言程序高级语言程序C＝A＋B汇编语言程序MOV
AL，AADDAL，BMOVC，AL0000H101000000001H000000000002H000100000
003H000000100004H000000010005H000100000006H100010000007H000001100
008H000000100009H000100001000H000000011001H000000101002H00000000在
多级层次结构中，第0、1、2级是实机器，上面几层均为虚机器（虚拟机）。虚机器：是指用软件技术构成的机器。虚机器建立在实机器的基础上
，利用软件技术扩充实机器的功能。从整体看就好像有了一台更强功能的机器，所以称它为虚机器。机器语言层和操作系统层是虚、实机器的分界面
。软、硬件功能的分配，决定了虚、实机器的界面。利用多级层次结构观点，可以在设计计算机系统时，明确哪些功能由硬件完成，哪些功能由软件
完成。同样还可以明确在虚机器中各层次应完成的功能，上级应得到下级的哪些支持。多级层次结构观点，对于了解掌握计算机的组成，设计一个良
好的计算机系统结构有很大的帮助。1.4.3计算机硬件系统的组织如何把五大基本部件互连起来构成计算机的硬件系统，是计算机硬件系
统的组织问题。在计算机的五大部件之间，有大量的信息需要传送，如何实现信息的传送，取决于数据通路的逻辑结构。早期的计算机往往在各部件
之间直接连接传送线路，数据通路复杂、零乱，控制不便，而且没有多少扩展余地。点对点连线的计算机组织总线结构现在的计算机普遍采用总线结
构。1.总线：一组可为多个功能部件共享的公共信息传送线路。总线规定了计算机组件间规范化的交换数据（data）的方式，以一种通用的
方式为各组件提供数据传送和控制逻辑。2.总线的使用规定⑴共享总线的各个部件必须分时使用总线发送信息，保证总线上的信息在任何时
候都是唯一的。⑵总线上的各个部件可同时接收总线上的信息。总线的使用规定，保证了总线上的信息不冲突，且总线上的各部件可以共享总线信
息。3.总线的分类按总线的任务分(1)CPU内部总线这是一级数据线，用于连接CPU内部各寄存器和算术逻辑部件。在微型计算机系
统中，CPU内部总线也就是芯片内的总线。(2)部件内总线在计算机中各功能模块插件上芯片之间的总线。属于芯片间的总线。如内存条、
声卡等插件上的总线。(3)系统总线连接系统内各大部件如CPU、主存、I/O设备等的总线，是连接整机系统的基础。系统总线包括地址总线
、数据总线、控制/状态总线。在微机系统中总线常见的系统总线有：PC总线、AT总线（ISA总线）、PCI总线等(4)外总线计算机
系统之间或计算机系统与其它系统之间的通信总线。外总线往往借用电子工业领域已有的标准。如RS－232串行总线标准。按总线上信息传送的
方向分(1)单向总线连接在总线上的部件只能有选择地将信息进行单向传送。如地址总线。(2)双向总线连接在总线上的任何部件既能
通过总线发送信息，也能通过总线接受信息。如数据总线。按总线上信息传送的位数分(1)并行总线一次可以传送多位二进制信息的总线。
如CPU内部的数据总线、地址总线。(2)串行总线一次只能传送一位二进制信息的总线。如USB总线。采用总线结构的好处可以大大减少
系统中的信息传输线数，减轻发送部件的负载。可以简化硬件结构，灵活地修改与扩充系统。4.总线的连接方式单机系统中采用的总线类型(1
)单总线结构用一组系统总线把CPU、主存及各种I/O接口连接起来。单总线结构的优点总线上各设备之间（CPU与MEM、MEM与I/
O、CPU与I/O、I/O与I/O）都通过单总线交换信息。可将I/O与存储器同等对待，统一进行编址。控制简单，易于扩充。单总线结构
的缺点同一时刻只能在一对设备之间或部件之间传送信息，因此系统速度受到限制。把主存与I/O设备同等对待，降低了主存的地位。因为主存与
CPU间的信息传送要比CPU与I/O设备间的信息传送频繁很多。(2)双总线结构①以CPU为中心的双总线结构采用以CPU为中心的
存储器总线和I/O总线，分别进行数据传送。以CPU为中心的双总线，结构简单，控制容易。但由于I/O设备与主存间的信息传送都必须通过
CPU进行，使CPU要花费大量时间进行信息的输入输出处理，从而降低了CPU的工作效率。所以只在早期的机器中使用。以CPU为中心的双
总线结构②面向主存的双总线结构在单总线的基础上，在CPU与主存之间增加了一组存储器总线，CPU访存直接通过存储器总线实现，面向主
存的双总线结构保持了单总线结构的优点，同时由于通过存储器总线访存，提高了CPU的访存速度，也减轻了系统总线的负担。面向存储器的双总
线结构(3)三总线结构在面向主存的双总线结构的基础上，增加I/O总线，使得CPU与主存、主存与I/O之间均具备独立的信息传输通路
。常见的三总线结构多总线结构总线结构主要用于微、小型计算机中。对于中型、大型计算机系统的构成，主要着重于系统功能的扩充和效率的提高
。为了增强系统功能，必然要配置更多的硬件资源和软件资源。由于I/O设备的增多使I/O处理成为又一个十分突出的问题。许多I/O设备
由于具有机械动作，其工作速度远比CPU的速度低，因此，如何解决速度匹配问题，使CPU与I/O操作尽可能并行地工作以提高CPU的工作
效率，成为系统结构中的一个关键问题，为此提出了“通道”的概念。5.通道通道是一种具有处理机功能的专门用来管理I/O操作的控制部件
。具有通道的计算机系统通常采用主机、通道、I/O设备控制器、I/O设备四级连接方式。通道结构具有较大的变化和扩展余地，对较小的系统
，可将设备控制器与I/O设备合并在一起，将通道与CPU合并在一起。对较大的系统，则可单独设置通道。对更大的系统，可将通道发展为专门
的I/O处理机，甚至更强功能的前端机。1.5计算机的特点和性能指标1.5.1计算机的工作特点1.能自动连续地工作由于计算
机采用存储程序工作方式，一旦输入了编制好的程序，启动计算机后，它就能按程序自动地执行下去，直到完成预定的任务为止。除非工作本身要求
采用人机对话方式，一般在运算处理过程中不需要人的直接干预。能自动连续地工作是数字计算机的一个突出特点。2.运算速度快由于计算机
采用高速的电子器件组成硬件，能以极高的速度工作。现在普通的微机每秒可执行数十万甚至上亿次加减运算，而巨型机每秒可完成数亿、数十亿甚
至数万亿次基本运算。随着计算机体系结构的发展，更新的技术和更高速器件的诞生，计算机将达到更高的速度。3.运算精度高由于计算机采
用二进制数字表示数据，因此它的精度主要取决于表示数据的二进制位数，位数越多，精度越高。所以在计算机中不仅有单字长运算，为了获得更高
的精度，还可以进行双倍字长、多倍字长的运算。4.具有很强的存储能力和逻辑判断能力计算机的存储器具有存储大量信息的功能，这是数字
计算机的又一主要特点。计算机的许多功能和特点也是由此派生的。由于存储程序，所以能自动连续地工作。存储容量大，可存储的信息多，计算机
功能就越强，使许多信息处理得以实现。5.通用性强由于计算机具有上面一些特点，使计算机的使用具有很大的灵活性和通用性，能应用于
各个科学技术领域，并渗透到社会生活的各个方面。1.5.2计算机的性能指标1.基本字长基本字长是指参与运算的数的基本位数。字长
通常是硬件组织的基本单位，它决定着寄存器、ALU、数据总线的位数，因而直接影响着系统的硬件成本。字长标志着计算机系统的运算精度。例
：要保证i位十进制数的精度，至少要采用3.3倍i位二进制数的位数，否则精度难以满足要求。证：当i位十进制数与j
位二进制数比较时，如果要求10i＝2j则必须满足：为了适应不同应用需要，兼顾精度和硬件成本，许多计算机都允许变字长运算，例
如双字长运算。常用的字长单位是字节（8位二进制数位）。字长单位通常是字节的倍数。2.主存容量主存储器所能存储的最大信息量称为主存
容量。CPU需要执行的程序和要处理的数据都存放在主存中。主存容量大，就可以运行比较复杂的程序，并可存入大量信息，可利用更完善的软件
支撑环境。所以，计算机的处理能力在很大程度上取决于主存容量的大小。通常以字节数表示主存容量，如4MB，表示可存储4M(1M＝102
4K)个字节。在以字为单位的计算机中常用字数乘以字长表示主存容量，如512K×32位。1K＝210＝10241M＝220＝210K
＝1048576（兆）1G＝230＝210M＝220K＝1073741824（吉）1T＝240＝210G＝220M＝
230K＝1099511627776（太）1P＝250＝1125899906842624（皮）3.运算速度由于计算
机执行不同的操作所需时间可能不同，因而对运算速度的描述常采用不同方法。①以加法指令的执行时间为标准来计算。例如DJSl30机一次
加法时间为2μs，所以运算速度为50万次/s。②根据不同指令在程序中出现的频度，乘上不同的系数，求得系统平均值，得到平均运算速度
。③具体指明每条指令的执行时间。大、中型机常使用每秒平均执行的指令条数(IPS)作为运算速度单位。如：MIPS(每秒百万条指令)
MFLOPS(每秒百万次浮点运算)。随着计算机性能的提高，运算速度的单位也随之增高。MFLOPS(megaFLOPS)：
每秒百万(106)次的浮点运算GFLOPS(gigaFLOPS)：每秒10亿(109)次的浮点运算TFLOPS
(teraFLOPS)：每秒万亿(1012)次的浮点运算PFLOPS(petaFLOPS)：每秒千万亿(1015)
次的浮点运算MIPS的计算例：设某计算机的主频为400MHz，平均每条机器指令的执行时间为2个时钟周期。在执行一段具有129
500条机器指令的程序时，该机的MIPS值是多少？答：∵已知：IN＝129500；TE＝129500×2×1/400MHz∴微
型机常用主时钟频率反映速度的快慢。如以Intel系列的CPU为核心的微机系统的时钟频率就从4.77MHz直到目前的4GHz甚至更高
。目前还没有一个确定的公式能够定量主频和实际的运算速度两者的数值关系。因为CPU的运算速度不仅取决于主频，而且还与要看CPU的系统
结构（架构）有关。如流水线的性能指标、缓存、指令集，CPU的位数等等。计算机系统的速度需要将主频和架构综合起来考虑。4.所配置的
外部设备及其性能指标外部设备的配置及设备性能是影响整个系统性能的重要因素，所以在系统技术说明中应给出允许配置情况与实际配置情况。5
.系统软件的配置计算机系统允许配置的系统软件原则上是可以不断扩充的。要了解实际购买的系统已配置了哪些软件，以表明系统当前的软件功
能。要了解的系统软件包括操作系统、高级语言、应用软件等。其它性能指标可靠性可用性可维护性安全性兼容性均是从各种角度反映计算机系统性
能的指标。1.6计算机系统的分类与应用1.6.1计算机系统的分类1.按处理的信息形式分电子数字计算机：以离散量即数字
量表示数据，应用算术运算法则实现运算。电子模拟计算机：以连续变化的量即模拟量表示数据，通过电流或电压的物理变化过程实现运算。2.按计算机字长分计算机字长反映了计算机处理信息并行位的能力。可分为8位机16位机32位机64位机3.按应用范围分专用机：效率高、速度快、适应性差通用机：适应性强，但在速度、效率、经济性方面有所损失4.按系统规模分高复杂巨型机体积大型机功耗中型机性能系统小型机存储容量简易性微型机指令系统规模单片机价格低简单各类型机器的区别在于体积、功耗、性能、存储容量、指令系统规模、机器价格和系统简易性。巨型机主要用于科学计算，其运算速度在万亿次/秒以上，存储容量大，结构复杂，价格昂贵。单片机是只用一片集成电路芯片构成，体积小，结构简单，价格便宜，性能指标较低。介于巨型机和单片机之间的是大、中、小、微型机。它们的规模和性能指标依次递减。随着超大规模集成电路技术的发展，各种类型计算机的概念也在不断变化。明天的微型机、单片机的性能可能相当于今天的小型机。1.6.2计算机的应用高速、大容量自动判断、自动执行科学研究的助手信息化的发展1.科学计算2.数据处理3.现代控制4.辅助设计5.人工智能6.网络应用1.6.3计算机的发展性能超级化超高性能微处理器并行处理技术的应用体积微型化应用网络化处理智能化?新概念计算机的出现计算机系统的性能下移等性能等时间巨型机大型机中型机小型机微型机性能与时间本章重点计算机系统的基本概念存储程序原理计算机硬件系统的组成计算机系统的评测指标德国队分 |
|
