2014冲剌班计算机复习要点（第二讲）

2014冲剌班计算机复习要点（第二讲）

计算机硬件

一、发展历史

1、按什么器件将计算机划代？

计算机主机所使用的主要元器件。最主要是CPU使用的主要元器件。注意：不是内存或外存等。

2、划分成几代？共4代 3、目前处于第几代？第4代 4、每一代主要元器件是什么？

第一代：CPU是用电子管。内存是磁鼓（不是电子管）。 用什么语言编程？用机器语言和汇编语言编程序。

计算机应用领域？主要是科学计算（即：加、减、乘、除、开平方等） 什么是机器语言？就是CPU的指令系统。是二进制数。是硬件唯一的可直接执行的语言。不可移植。（这是因为不同机器的CPU的指令系统不同，因而机器语言不同。） 什么是汇编语言？就是符号语言。几乎直接对应二进制的机器指令。不能直接执行。（要先通过汇编程序(一种系统软件)，将汇编语言程序整个汇编成机器语言程序，然后才能执行。）也是不可移植的。（这是因为它几乎直接对应二进制的机器指令，而不同CPU，其指令系统通常不同。因此不可移植。）

注：问：机器语言写的程序都是系统软件。错误。机器语言可以写任何软件（不一定非是系统软件）。

第二代：CPU是用晶体管。内存是磁芯（不是晶体管）。

用什么语言编程？用高级语言编程序(如：FORTRAN、BASIC等)。 计算机应用领域？主要是数据处理（或信息处理） 什么是高级语言？就是面向人的语言（机器语言与汇编语言是面向机器的语言）。高级语言写的程序是可移植的（这是因为它远离机器，不面向机器，因而抽象级别高），但不可直接执行。

如何执行高级语言的程序？方法1：先通过编译程序（一种系统软件）变成等价的机器语言程序，然后再运行该机器语言程序。方法2：取出高级语言程序中的一条语句，立即按语句的含义进行解释执行。然后再取下一条语句，解释执行。反复这样做。

比较：方法1称为：编译方式。方法2称为解释方式。编译方式特点：程序运行性能高，用于写复杂性的程序。会生成等价的机器语言程序，但人机交到性差。解释方式特点：程序的人机交互性好，不生成等价的机器语言程序。程序运行性能不高。适用于不复杂或性能要求不高的场合。

高级语言与机器语言（或汇编语言）比较：高级语言开发的效率高，机器语言开发的效率差。但机器语言执行性能高，高级语言执行性能差些。高级语言不能直接执行，而机器语言可直接执行。

第三代：CPU是用SSI或MSI。内存也是SSI或MSI。

用什么语言编程？用高级语言编程序(如：FORTRAN、BASIC等)。 计算机应用领域？主要是数据处理（或信息处理） 第 1 页 共 19 页

但此时软件上：先出现了操作系统，后出现了DBMS（数据库管理系统）。它们都是系统软件。

第四代：CPU是用LSI或VLSI。内存也是LSI或VLSI。

用什么语言编程？用高级语言编程序(如：FORTRAN、BASIC等)。 计算机应用领域？主要是数据处理（或信息处理）

但此时软件上：出现了软件工程、各种软件开发工具等。用于大规范的软件开发。

5、计算机应用模式：

集中计算模式：50-70年代，以大型机为中心，连接50-60台终端。

分散计算模式：80年代，个人计算机迅速发展，计算能力分散到大量的个人计算机上。 网络计算模式：90年代及目前， 由于计算机网络的迅猛发展，计算能力不仅由自己的计算机承担，更主要是从网络上获取所需要的信息处理能力。即从网络上获取硬件、软件和数据资源。

6、发展趋势：智能化。以知识处理为核心。(注：旧的说法是：巨型化[指：功能越来越强、运算速度越来越高，不是指体积越来越大]；微型化[体积越来越小]、网络化、多媒体化、智能化)

测试:p9

二、计算机组成

1、计算机系统是由硬件系统与软件系统两部分组成。

2、计算机硬件系统，逻辑上是由CPU、内存储器、外存储器、输入设备、输出设备通过总线连接而成。（或者说由五个部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）。

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那个逻辑图要记忆住。（图容易记忆）

从图中，读出如下信息（理解后容易记住）有：每一条要点表达的含义都很重要，用于灵活解题。S

1） CPU、内存之间是通过CPU总线（又称为：前端总线、CPU-存储器总线）连接。速度快、带宽高。用于连接高速设备。显卡也是连接在该总线上。 2） I/O总线（又称：系统总线）是各种I/O设备、外存储器设备、网卡、声卡、键盘、MOUSE

等连接的场所的。

3） 所有的设备都通过各自的控制器连接到总线上。 4） CPU与所有的输入设备、输出设备同时并行工作。 5） 所有的设备之间也是同时并行工作。

6） 主机：CPU、内存、总线、各个设备的控制器的总称。

7） 外部（围）设备：输入设备、输出设备和外存储器。简称：外设。 8） 计算机硬件是由：主机和外部（围）设备组成。 9） 外围设备是通过接口连接到主机上的。 10） I/O操作、I/O设备、I/O接口、I/O控制器、I/O总线之间的关系： 11） 每一类设备都有自己独特的控制器。不再种类的设备通常有不同的I/O控制器。 12） I/O操作的启动是由CPU发出I/O指令，由I/O控制器启动的。以后整个I/O操作是由I/O控制器全程控制的。注意：不是由CPU控制的。I/O操作结束，也是由I/O控制器向CPU报告一下。此时CPU同时并行处理它自己的其它任务。 13） 输入设备：将外界的各种形式的数据，经过输入设备，通过I/O接口，经过I/O控

制器，经过I/O总线，最终到达内存中某处[此时一定是二进制]。例：问：输入设备是将外界数据输入到硬盘中。答：错误。

14）常用输入设备有哪些？：键盘、MOUSE、扫描仪、麦克风等。

15）输出设备：将内存某处的二进制数据经过I/O总线、经过I/O控制器、通过I/O接口，

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最终通过输出设备变成各种各样形式的数据。

16）常用输出设备有哪些？：显示器、打印机、绘图仪、音箱等。

17）I/O设备：指的是输入设备与输出设备的总称。计算机系统是通过I/O设备与外界（用户、环境、其它设备）互相联系与沟通。

18）处理器：对输入的信息（数据）进行各种处理的部件。

微处理器：用VLSI制作的处理器。大小为几个平方厘米。体积很小，故称微处理器。 19）一台计算机有多少个处理器？一台计算机有许多个处理器。每一个处理器都有自己的任务。如：显卡中的处理器（绘图处理器）是用于绘图。网卡中的处理器是用于通信。等等。 20）CPU：一种处理器。用于运行系统软件与应用软件的处理器。

21）CPU与处理器的关系?处理器不一定是CPU，而CPU一定是处理器。注意：不一定都是微处理器。有些面积比较大。

22）CPU的必须性？一台计算机必须至少有一个CPU。因此是计算机的核心部件。 23）并行处理（并行计算）：用许多个CPU（可能成千上万个）同时进行计算，以实现超高速计算的技术。注意：是CPU不是处理器。

24）什么是多处理器系统？具有多个CPU以实现超高速计算（并行处理或并行计算）的计算机系统。例：问：多处理器系统是指具有多个处理器的计算机系统。答：错误。因为：一台计算机系统具有许多个处理器但可能只有一个CPU。

25）存储器：存储程序和数据。分：内存（或主存）与外存。

26）内存与外存比较：内存速度快、容量小、价格高。外存速度慢、容量大、价格低。 27）内存与CPU关系？CPU通过CPU总线（或CPU—存储器总线）与内存直接相连。故：CPU才能直接访问内存中的程序和数据。 28）（a）任何程序只有在内存中才能得到执行。(b)任何程序，运行之前，先调用内存，然后再运行 （C）程序运行结束，从内存中撤除，释放出内存空间以被运行其它程序。（D）运行时所有需要的数据及临时数据都在内存中。

29）外存与CPU关系？外存是通过它的控制器直接连接在I/O总线上的。CPU不能直接访问。只能间接访问（即：先将外存中数据通过I/O总线传输到内存---读盘），然后CPU再直接访问内存。

30）外存的作用？用于长时间或永久地存储数据。因而自然地，停电后数据不会丢失。 31）总线：在CPU、存储器、I/O设备之间传输数据并协调工作。 精确讲：计算机部件之间传输信息的一组公用信号线及其相关的控制线路。控制线路很重要，是总线控制器，控制总线上信号的传输。

分为：a)CPU总线（或：前端总线或CPU—存储器总线）---直接连接CPU与内存 b)I/O总线：各种I/O设备或外存通过各自控制器连接在上面。注：显卡是连接在CPU总线上的（因为要：高速数据传输）

32）计算机分类：

按内部逻辑结构分：16位机、32位机。

按性能、用途、价格分:巨型计算机（成千上万个CPU组成、大规模并行处理）、大型计算机（几十个或上百个CPU。企业或政府数据集中存储、管理、处理）、小型计算机（部门级使用）、个人计算机（台式机、笔记本电脑）

在C/S模式中：前三类计算机通常做Server,个人计算机一般做Client。 33）单片计算机（嵌入式计算机）：运算器、控制器、存储器、I/O控制与接口电路都集成在一片VLSI上。

34）哪些设备含有单片计算机？数码相机、MP3播放器、电视机机顶盒、汽车、手机等等

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