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计算机系统原理（计算机的四个特点）

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尖叫的奶牛
计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。程序与数据一样存贮，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，签名系统自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理。这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的，故称为冯.诺依曼原理。扩展资料：根据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四个阶段，习惯上称为四代。第一代电子管计算机时代（从1946年到50年代后期），其主要特点是采用电子管作为基础器件。代表机型IBM公司的IBM650。第二代晶体管计算机时代（从50年代中期到60年代后期），采用的主要器件逐步由电子管改为晶体管，缩小了体积，降低了功耗，提高了速度和可靠性，降低了价格。代表机型控制数据公司（CDC）的大型计算机系统CDC6600.第三代集成电路计算机时代（从60年代中期到70年代前期），计算机采用集成电路作为基本器件，功耗、体积、价格进一步下降，速度和可靠性相应的提高。代表机型IBM公司的IBM360.第四代大规模集成电路计算机时代（从70年代初至今），70年代初，半导体存储器问世，迅速取代了磁芯存储器，并不断向大容量、高速度发展。1984年内含2300个晶体管的Intel4004芯片问世，开启了现代计算机的篇章。参考资料：搜狗百科计算机工作原理
2021-12-11 09:43:22

亦心
计算机的基本原则是存储程序和程序控制。指令序列（称为程序）和原始数据在命令计算机之前，原始数据被传递到计算机中的计算机。在每个指令中，它清楚地指定计算机中的哪个地址编号，操作是什么，然后将其发送到步骤。在运行时，首先从内存中删除第一条指令，通过控制器的解码，根据指令的要求，在指定的计算和逻辑操作中指定的数据，然后按地址将结果发送到内存。接下来，删除第二指令，并在控制器的命令下完成规定的操作。进行它直到它遇到停止指令。该程序存储为数据，根据编程顺序，一步一步一步，并自动完成指定指令的操作是mo计算机的基本工作原理。这一原则最初是由美国匈牙利的数学制成的。Nomaiman于1945年提到，所以它被称为von。Nobiiman原则。**计算机存储程序工作原理和硬件系统von Norman结构计算机系统由硬件系统和软件系统的两个主要部分组成。美国已经奠定了现代计算机的基本结构，它具有使用单个处理组件计算，存储和通信的工作。2）存储器单元是固定长度的线性组织。3）将存储空间单位直接解决。4）使用低级机器语言通过操作代码完成简单的操作。5）控制计算。6）计算机硬件系统由操作员，内存，控制器，输入设备和输出设备的两个组件组成，并指定其基本功能。7）颜色二进制形式表示数据和指令。8）在执行程序和处理数据时，必须将程序和数据道德从外部存储器加载到主存储器之前，然后能够在操作期间自动调整来自内存的指令。这是存储程序概念的基本原则。计算机指令计算机根据人们的预定布置自动执行数据的快速计算和处理数据。预定布置由一系列指令（操作员命令）表示，该指令序列称为程序。指令指定计算机执行基本操作。程序指定计算机完成完整任务。计算机可以识别的不同指令的集合，管是计算机的集合或命令系统。在微计算机的指令系统中，主要使用单个地址和第二地址指令。其中，第一个字节是操作代码，指定要执行的基本操作，第二个字节是操作数。计算机说明包括以下类型：数据处理指令（加减，乘法，划分等），数据传输指令，程序控制命令，状态管理指令。整个存储器被划分为几个存储单元，每个存储单元通常存储8位二进制数（字节地址）。每个位单元都可以存储数据或程序代码。为了有效地访问存储在本机内的内容，每个单元给出唯一的数字来识别，即地址。计算机的工作原理根据von Norman存储程序的原理，计算机必须首先将相关的程序和数据放在执行程序时要执行，并且根据当前程序指针寄存器的内容删除CPU执行程序。执行指令，然后删除下一个INS生计并执行，在程序结束命令之前停止执行。工作过程是连续指令和执行指令的过程，最后将计算结果放在指令指定的内存地址中。计算机工作期间所需的计算机硬件组件具有内部存储器，指令寄存器，指令解码器，计算器，控制器，计算机，输入/输出设备等，将专注于未来内容。（1）计算机硬件系统硬件通常是指构成计算机的设备实体。计算机的硬件系统应包括五个基本部件：操作员，控制器，存储器，输入和输出设备。这五多数通过系统总线的操作来完成说明，当计算机接受指令时，将数据输入设备传送到内存存储，然后控制器需要参与操作数据To运营商。操作员处理，由输出设备输出结果结果。中央处理器CPU（中央处理单元）表示中央处理单元，也称为中央处理器。CPU由控制器，操作员和通常在一块芯片上的寄存器组成，是计算机系统的核心设备。计算机由CPU中心控制，输入和输出设备之间的数据传输和处理和存储器由CPU控制。微计算机的中央处理器也称为微处理器。对控制器控制器进行分析为输入指令，并均匀地控制计算机的组件以完成某项任务。它通常由指令寄存器，状态寄存器，指令解码器，定时电路和控制电路组成。计算机的操作模式是执行程序。该计划是完成由此准备的特定指令序列一个任务。布置各种指令以便布置，控制器产生各种基本的非补充微型操作。命令信号，即microns，以命令整个计算机以有序的方式工作。当计算机执行程序时，控制器首先从指令指针寄存器获取指令的地址，并将下一个指令的地址存储到指令寄存器中，然后从内存中删除指令，并通过指令解码指令解码器。生成控制信号以驱动相应的硬件以完成指纹操作。简而言之，控制器是协调命令计算机组件的组件。其基本任务基于所需的逻辑物种指纹的需求。监控和时间条件产生相应的微摩卡里。操作员操作员也称为正姿态逻辑单元ALU（算术逻辑单元）。马在操作员的任务中，执行各种算术运算和逻辑操作。算术运算是指各种数字操作，例如：添加，减号，乘数，除外。逻辑操作是逻辑判断的非数值操作，例如：与，或，非，比较，偏移等。计算机完成的所有操作都在运营商中执行。根据指令指定的寻址方法，操作员从存储或寄存器获取操作数，然后返回指令指定的寄存器。操作员的核心组件是加法器和多个寄存器，用于操作的加法器，用于在操作之后存储各种数据和操作的寄存器。（2）存储器内存被分成内部存储器（称为内存或主存储器），外部存储器（缩写为缩写或共同存款）。外部存储器也可以用作输入/输出设备。计算机存储程序和数据要执行到存储器中，并且存储器通常由半导体构造。半导体存储器可分为三类：随机内存，只读内存，特殊内存。RAM RAM是一个随机存取存储器，其特征在于阅读和写入。访问一个单元所需的时间是相同的。效率是内容内存的内容，并且关闭电源后，存储的内容立即消失。RAM可分为两种主要的动态RAM和静态RAM。动态随机存储器DRAM是具有MOS电路和电容器的存储元件。由于电容器被放电，因此必须对定期充电充电以维持正确的存储内容，例如彼此的2ms，这被称为动态存储器。所谓的静态随机存储器SRAM是具有双极电路的触发器或作为存储元件的MOS电路，其没有由电容放电引起的刷新问题。只要有一个权力提供电源，触发器可以稳定数据。DRAM具有高集成密度，主要用于大容量存储。SRAM具有快速访问速度，主要用于调整缓冲区。ROM ROM是只读内存，它只能读取原始内容，并且不能由用户写入新内容。原始存储的内容是由制造商立即写入的，并将永远保存。ROM可分为可编程ROM，擦除可编程ROM，可擦除可编程ROM。例如，紫外线辐射可以擦除EPROM存储的内容，这使得再次变成。特殊的固态存储器包括充电耦合存储器，气泡存储器，电子束辐射等，它们在特殊字段中的更多信息存储中使用。另外，通常单位的描述，存储容量为：1位/位（位）：这是存储器中最小的单位，其中一个二进制序列是一点位，在计算机中，一位对应的to一个晶体管。2字节（b，byte）：它是计算机中最常用的，最基本的存在单元。一个字节等于8位，即1字节\u003d 8位。3千字节（KB，Kilo Byte）：计算机的内存容量非常大，通常以千字节表示。1kb \u003d 1024byte。4兆字节（MB Mega Byte）：20世纪90年代流行微电脑的硬盘和记忆通常在兆字节（MB）中。1 MB \u003d 1024KB。5 JI Artte（GB，GIGA字节）：目前市场的硬盘驱动器达到4.3GB，6.4GB，8.1GB，12G，13GB等规格。1GB \u003d 1024MB。6 Tanfield（TB，TERE字节）：1TB \u003d 1024GB。（3）输入/输出设备输入设备用于接受用户输入的原始数据和程序，并将其转换为二进制存款，计算机可以识别到内存中。常用的输入设备具有键盘，小鼠，扫描仪和灯等。输出设备用于转换计算机的结果ER处理存储在内存中以人们的可接受的形式。公共输出设备包括显示，打印机，绘图仪等（4）总线总线是系统组件之间的数据传输的公共信号线。它具有诸如组装和分配数据信号的功能，选择传输信号的组件，以及总线控制的建立和传输。典型的微型计算机系统的结构如图2-3所示，通常使用单个总线结构，通常在信号类型中分为三组，其中AB（地址总线）是地址总线;DB（数据总线）是数据总线;CB（控制总线）控制总线。（5）微电脑的主要技术指标1CPU型：指微计算机使用的CPU芯片模型，该模型模拟微计算机系统的等级。2字长度：指的是可以在CPU在CPU的同时发送和处理的最大二进制位数，并且长子直接影响函数，使用aND应用程序范围。如果Pentium是64位微处理器，即数据位的数量是64位，并且其地址位为32位。3时钟频率和机器周期：时钟频率也称为频率，是指CPU内容的频率，常见的单元（MHz），这反映了CPU的基本工作部分。机器循环包括多个时钟周期，在机器语言中，使用执行命令所需的机器周期数来解释说明速度的速度。通常使用CPU类型和时钟频率来说明计算机的等级。如奔腾III 500等.4循环速度：指计算机每秒执行的指令数量。有MIPS（每秒百万指令），MFLOPS（二百万浮点指令）5访问速度：表示需要内存来完成读取或写入操作，称为内存访问时间或访问时间。笑需要两次或连续写入的RTEST时间，称为存储周期。对于半导体存储器，接入周期大约是几十毫秒。它会影响计算机的速度。6内部，外部存储器容量：指内存存储容量，即内容储存器的字节数可以存储信息。外部储存器是一种存储介质，可以在程序和数据中永久地保持，这可以说其容量是无限的。例如，硬盘，软盘是微型计算机系统中的不可缺少的外部设备。迄今为止，所有计算机系统都基于VON Neomain存储程序的原理。内部，容量越大，软件功能越多。CPU的高速和外部存储器的低速是微型计算机系统工作过程中的主要瓶颈，但由于硬盘的访问速度不断改进，而且他的现象改善了。我们首先从最早的计算机中谈论，人们使用这样的模型当计算机最初设计：人们输入您需要进入设备所需的信息，然后通过中央处处理器处理信息，然后由中央处处理器处理信息输出设备结果告诉人们。事实上，这个模型非常简单，一个简单的例子，你要处理的信息是1 + 1，你输入了这个信息到了计算机，内部进程被处理了，然后在处理后告诉你结果。早期电脑输入设备非常落后，没有电流键盘和鼠标根本，然后电脑仍然是一个大的家伙，最早的电脑有两个楼层这么高。人们只能通过移动无数的计算机在计算机的移动中向计算机输入信息，而计算机处理这些信息，则输出设备非常简单，即计算机上无数信号灯控制板。因此，当时的计算机无法处理现在这样的各种信息，其实际上仅执行数字操作。那时，人们真的厌倦了使用电脑。但那时，即使这台电脑也非常先进，因为它将从繁重的手动计算中解脱并大大提高计算速度。随着人们使用计算机的使用，人们发现上述模型的计算机容量有限，而在处理大量数据时，它更强大。为了改善计算机模型，提出了该模型：它在中央处处理器旁边添加内部内存。这个模型的优势是。让我们越来越多。如果老师让你觉得一个简单的问题，你肯定会出来，但如果老师让你20个三位数乘法，你有一个心跳，utif你被给了一个划痕纸，你可以快速弄清楚。你可能会问这个和c之间的关系是什么巨大？事实上，计算机是相同的，不是计算机的内存如果它是一个非常复杂的计算，它可能根本无法弄清楚，因为它具有有限的存储容量，结果不记得很多中间，但是如果在“划痕纸”时给它一些内部内存，那么计算机将是一些中间结果暂时存储在内部存储器中，然后在需要时取出它，下一步操作，等等，计算机可以做很多很复杂的计算。随着时代的发展，人们感觉越来越多的计算机输入和输出，改善了必要的必要条件。输入术语，为了不到每个拉动数百人发明的纸带的开始。磁带机的工作原理使得每个行的磁带指示由26个字母，10位数和一些算术标志，如果上面的字母A在上面的线击中孔中，这里将在此描述以输入字母A同样的标记，按类别的下行。这样一个长的纸带可以代表大量信息，人们把胶带放入磁带机，磁带机，还要将磁带上的信息转换为计算机，因为计算机无法读取磁带。虽然这太麻烦了，但这进步确实很大程度上导致了计算机的发展。虽然胶带的发明，但是，当系统的输出也得到了改进，用打印机代替计算机无数光面板。打印机和纸磁带的作用恰恰相反，这是对计算机输出的信息翻译，可以了解成人语言，印在纸上，让人们可以轻松查看信息输出，不再需要观看数十万灯。但是，人们不满意，他们继续改善系统输入和产出。后来，人们发明了一个键盘和监视器。本发明允许两台计算机和计算机我们现在使用的时间稍微相似，并且在一些改进之前，计算机的体积也大大降低。优点键盘和显示器是人们可以直接进入计算机的信息，并且可以在屏幕上迅速显示计算机处理结果。但随着人们的使用，逐渐在不幸被发现。在计算机信息之后，因为人们希望在很长一段时间内进入越来越多的进入，在允许计算机开始治疗之前，在输入过程中，如果在输入过程中，如果是一个前所未有的内容，则为a打电话，还要再次。即使没有电源，如果人们的最后一部分输入，那么计算机处理管理，也输出结果;接下来是这部分信息所需的计算机处理时间，还要重新进入。厌倦了这种重复的努力导致了创建一个新的计算机模型。这次模型是这样的：这次添加S外部记忆。关于外部存储器的“外部”是中央处理器，外部存储器中信息的内部存储器，并且它不直接击中信息在处理过程中临时存储在内部存储器中，并且处理的结果是在完成信息处理后也存储在内部存储器中。但是，如果您此时突然丢失，那么这些结果将会丢失。内部存储器中的信息（或称为存储器）由电力维护。一旦电力消失，内存中的数据都将消失。此外，通过这种方式，人们在计算机模型中添加外部内存，并将处理结果存储在内存中到外部存储器，以便在上电数据丢失后数据不会丢失。外部存储器和存储器之间的差异是它们的存储机制是不同的，并且外部存储器存储在磁介质上，所以它不依赖它是电气的。这种磁介质比家中的歌曲胶带好，磁带上的歌曲没有任何电力。那时，人们还考虑了磁带的好处，所以在电脑的外部存储器中也使用了类似于磁带的设备，常用的磁盘。磁盘最初是圆形的，但在一个框中，目的是防止磁盘的表面从划伤，导致数据丢失。使用磁盘，人们可以使用计算机更方便，不仅存储数据处理结果在磁盘中，还可以将大量的输入存储到计算机中进入磁盘，以便可以重复使用这些数据，避免复制劳工。但很快，人们发现了另一个问题，人们必须在磁盘上存储越来越多的内容，并且许多信息一起存储在一起，这是非常不方便的。这导致了文件的生成。这与我们日常生活中的类似。我们的日常生活是组成的在一些相关信息中，计算机的文件也是一样的。人员将信息分类组织成文件到磁盘，以便在磁盘上有文件1，文件2 ...然而，在使用过程中，人们逐渐发现，人为管理管理的越来越多的文件是一个非常痛苦的事情。为了解决这个问题，人们开发了一个名为操作系统的软件。实际上，操作系统是我们管理计算机的软件。在出现操作系统之前，只有专业人士知道如何使用计算机，而在操作系统出现后，无论您是计算机专业毕业，只需进行简单的培训，就可以轻松掌握计算机。经过操作系统后，我们不会直接处理计算机的硬件，不要直接发送或订购这些硬件，我们将操作系统告诉操作系统，操作系统将安排您想要做的事情到了E计算机，等到计算机完成后，操作系统告诉我们结果，所以有更多的努力。在出现操作系统之前，键盘向计算机发出的命令是特别的专业术语，并且在操作系统后，人员和计算机可以使用一些易于理解的语言，而不是难以死亡。制作这些专业条款。操作系统不仅可以通过计算机和人员之间的信息，还可以对计算机负责计算机。Internal设备和外部设备也负责。它管理人员来管理越来越多的文件，以便人们可以轻松找到和使用这些文件;它管理人员来管理磁盘，并随时报告磁盘的使用情况;它管理计算机的内存，以使计算机更高效和安全工作;它还负责管理各种外部设备，例如打印机等。这些外围设备可以有效地提供用户。这是al因此，由于操作系统如此重要，所以人们不断改进它，使其在使用中更强大。对于我们现在使用的微型计算机，操作系统主要经验丰富的DOS，Windows 3.x，Windows95和Windows98开发阶段。在DOS阶段，人员和计算机交易，或主要依靠输入命令，“您输入的订单，计算机确实是什么，如果你不进入，那么电脑没有做任何事情。”在这个阶段，人们仍然需要记住大量的订单和他们的用法。如果你忘记或不知道，就没有办法。因此，计算机仍然很好，操作系统也在开发的主要阶段。窗户的出现弥补了这个缺点。当人们使用Windows时，他们不必记住哪些订单，只需要使用鼠标手指完成大量工作。当操作系统向Windows 95开发时，更容易使用计算机。现在让我们简要概述我们告诉的一些内容多于。经过几十年的努力，计算机的组成结构一直从根本上，现在我们可以使用硬件中使用的微型计算机使用下图：这里的CPU是我们之前谈过的中央处理器的英语缩写，我们和其他辅助电路构成计算机的核心。在由键盘和其他输入设备输入的信息之后，我们显示在显示屏上。在信息处理期间，CPU必须经常交换信息，在工作结束后，将数据保存在磁盘上的内存中。以上是硬件工作原理，然后我们如何在软件上使用计算机？在前面，我们可以通过操作系统来解释计算机，操作系统也可以告诉我们计算机的结果。但是，操作系统的功能不是无限制的。计算机的许多功能由多个应用程序实现。操作系统是通常只负责管理计算机，使其正常工作。许多应用程序充分发挥了计算机的作用。但是，这些应用程序是在操作系统上构建的。通常，一些软件专为特定操作系统而设计，因为这些软件无法直接交换信息和计算机，需要通过操作系统传递信息。这是所谓的“硬”，“软”组合。硬件是我们可以看到的：主机，监视器，键盘，鼠标等，软件是不可见的，在计算机中存在。比较浮，硬件比人体更好，软件比人类思想好，没有身体，思维无法存在，但没有思想只是一种植物。正常人必须完成工作，所有这些都在思想的支持下完成。计算机是相似的，没有主机等硬件，软件无法存在;没有软件的计算机只是一堆scr涂铁。还有一个重要的概念，没有讲述操作系统如何管理文件？实际上，它也很简单，文件有自己的名称，文件名的名称，用于区分不同的文件。计算机中有许多文件，数千个，名称与名称不同，因此不利于查找，因此计算机中有一个文件夹的概念，以及不同类型的文件存储在不同的文件夹中，快速找到它。更多，它不会太混乱。该文件更多，您可以存储在不同的文件夹中，并且文件夹更多，在文件夹中存储一些相关文件夹，因此管理文件更为科学。资料来源：百度百拓
2021-12-11 09:40:47

hz
解释计算机的基本工作原理,电子计算机（以下简称计算机）是一种根据一系列指令来对数据进行处理的机器。俗称“电脑”。计算机种类繁多。实际来看，计算机总体上是处理信息的工具。根据图灵机理论，一部具有最基本功能的计算机应当能够完成任何其它计算机能做的事情。因此，只要不考虑时间和存储因素，从个人数字助理（PDA）到超级计算机都应该可以完成同样的作业。即是说，即使是设计完全相同的计算机，只要经过相应改装，就应该可以被用于从公司薪金管理到无人驾驶飞船操控在内的各种任务。由于科技的飞速进步，下一代计算机总是在性能上能够显著地超过其前一代，这一现象有时被称作“摩尔定律”。计算机在组成上形式不一。早期计算机的体积足有一间房屋大小，而今天某些嵌入式计算机可能比一副扑克牌还小。当然，即使在今天，依然有大量体积庞大的巨型计算机为特别的科学计算或面向大型组织的事务处理需求服务。比较小的，为个人应用而设计的计算机称为微型计算机，简称微机。我们今天在日常使用“计算机”一词时通常也是指此。不过，现在计算机最为普遍的应用形式却是嵌入式的。嵌入式计算机通常相对简单，体积小，并被用来控制其它设备—无论是飞机，工业机器人还是数码相机。上述对于电子计算机的定义包括了许多能计算或是只有有限功能的特定用途的设备。然而当说到现代的电子计算机，其最重要的特征是，只要给予正确的指示，任何一台电子计算机都可以模拟其他任何计算机的行为（只受限于电子计算机本身的存储容量和执行的速度）。据此，现代电子计算机相对于早期的电子计算机也被称为通用型电子计算机。历史 ENIAC 是电脑发展史上的一个里程碑本来，计算机的英文原词"computer" 是指从事数据计算的人。而他们往往都需要借助某些机械计算设备或模拟计算机。这些早期计算设备的祖先包括有算盘，以及可以追溯到公元前87年的被古希腊人用于计算行星移动的Antikythera mechanism。随着中世纪末期欧洲数学与工程学的再次繁荣，Wilhelm Schickard于1623 年率先研制出了欧洲第一台计算设备。 1801年，Joseph Marie Jacquard对织布机的设计进行了改进，其中他使用了一系列打孔的纸卡片来作为编织复杂图案的程序。Jacquard 式织布机，尽管并不被认为是一台真正的计算机，但是它的出现确实是现代计算机发展过程中重要的一步。查尔斯・巴比奇(Charles Babbage)是构想和设计一台完全可编程计算机的第一人，当时是1820年。但由于技术条件，经费限制，以及无法忍耐对设计不停的修补，这台计算机在他有生之年始终未能问世。约到19世纪晚期，许多后来被证明对计算机科学有着重大意义的技术相继出现，包括打孔卡片以及真空管。Hermann Hollerith设计了一台制表用的机器，就实现了应用打孔卡片的大规模自动数据处理。在20世纪前半叶，为了迎合科学计算的需要，许许多多单一用途的并不断深化复杂的模拟计算机被研制出来。这些计算机都是用它们所针对的特定问题的机械或电子模型作为计算基础。20世纪3，40年代，计算机的性能逐渐强大并且通用性得到提升，现代计算机的关键特色被不断地加入进来。克劳德・香农（Claude Shannon）于1937年发表了他的伟大论文《对继电器和开关电路中的符号分析》，文中首次提及数字电子技术的应用。他向人们展示了如何使用开关来实现逻辑和数学运算。此后，他通过研究Vannevar Bush的微分模拟器进一步巩固了他的想法。这是一个标志着二进制电子电路设计和逻辑门应用开始的重要时刻，而作为这些关键思想诞生的先驱，应当包括：Almon Strowger，他为一个含有逻辑门电路的设备申请了专利；尼古拉・特斯拉（Nikola Tesla），他早在1898年就曾申请含有逻辑门的电路设备；Lee De Forest，于1907年他用真空管代替了继电器。沿着这样一条上下求索的漫漫长途去定义所谓的“第一台电子计算机”可谓相当困难。1941年5月12日，Konrad Zuse完成了他的机电共享设备“Z3”，这是第一台具有自动二进制数学计算特色以及可行的编程功能的计算机，但还不是“电子”计算机。此外，其他值得注意的成就主要有：1941年夏天诞生的Atanasoff-Berry计算机，这是一台具有特定意图的计算机，但它使用了真空管计算器，二进制数值，可复用内存；在英国于1943年被展示的神秘的巨像计算机（Colossus computer），尽管编程能力极其有限，但是它的的确确告诉了人们使用真空管既值得信赖又能实现电气化的再编程；哈佛大学的Harvard Mark I；以及基于二进制的“埃尼爱克”（ENIAC，1944年），这是第一台通用意图的计算机，但由于其结构设计不够弹性化，导致对它的每一次再编程都意味着电气物理线路的再连接。开发埃尼爱克的小组针对其缺陷又进一步完善了设计，并最终呈现出今天我们所熟知的冯・诺伊曼体系结构（程序存储体系结构）。这个体系是当今所有计算机的基础。20世纪40年代中晚期，大批基于此一体系的计算机开始被研制，其中以英国最早。尽管第一台研制完成并投入运转的是“小规模实验机”（Small-Scale Experimental Machine，SSEM），但真正被开发出来的实用机很可能是EDSAC。在整个20世纪50年代，真空管计算机居于统治地位。到了60年代，晶体管计算机将其取而代之。晶体管体积更小，速度更快，价格更加低廉，性能更加可靠，这使得它们可以被商品化生产。到了70年代，集成电路技术的引入极大地降低了计算机生产成本，计算机也从此开始走向千家万户。 [编辑] 原理个人电脑的主要结构: 显示器主板 CPU (微处理器) 主要储存器 (内存) 扩充卡电源供应器光驱次要储存器 (硬盘) 键盘鼠标尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展，但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构，即冯・诺伊曼体系结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分：算术逻辑单元（ALU），控制电路，存储器，以及输入输出设备（I/O）。这些部件通过一组一组的排线连接（特别地，当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线），并且由一个时钟来驱动（当然某些其他事件也可能驱动控制电路）。概念上讲，一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号，称为地址；又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令（告诉计算机去做什么），也可以是数据（指令的处理对象）。原则上，每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。算术逻辑单元（ALU）可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算：第一类是算术运算，比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的，事实上，一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算（由是使用者只能通过编程进行乘除法运算）。第二类是比较运算，即给定两个数，ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑，输入设备主要有键盘和鼠标，输出设备则是显示器，打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据，对指令进行解码，并向ALU交付符合指令要求的正确输入，告知ALU对这些数据做那些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加，但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。 20世纪80年代以来ALU和控制单元（二者合成中央处理器，CPU）逐渐被整合到一块集成电路上，称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观：在一个时钟周期内，计算机先从存储器中获取指令和数据，然后执行指令，存储数据，再获取下一条指令。这个过程被反复执行，直至得到一个终止指令。由控制器解释，运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类：1）、数据移动（如：将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B）2）、数逻运算（如：计算存储单元A与存储单元B之和，结果返回存储单元C）3）、条件验证（如：如果存储单元A内数值为100，则下一条指令地址为存储单元F）4）、指令序列改易（如：下一条指令地址为存储单元F）指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说，10110000就是一条Intel x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此，使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说，它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。更加强大的小型计算机，大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天，微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显著区别的体系结构。它们通常由者数以千计的CPU，不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中，还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛体系结构（Harvard architecture）。
2021-12-11 09:40:47

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