版第1章-1.2-計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

可編程計(jì)算機(jī)ENIAC（ElectronicNumericalIntegratorAndCalculator）17000500重量超過30低 難ENIAC推動世界進(jìn)入了電子計(jì)算機(jī)時代對6000多個開關(guān)定位，再用轉(zhuǎn)插線連接各控制部件以構(gòu)成程序序列，很像后來采用機(jī)器語言（MachineLanguage）編由1和0組成的代碼構(gòu)成指令（Instruction）,告訴提高了編程的效率，但用到很多代碼，仍很費(fèi)時。馮諾依曼結(jié)構(gòu)計(jì)算數(shù)學(xué)家馮諾依曼（Johnon ann）開發(fā)出了能接收指令，并將指令保存在器中的系統(tǒng)。為紀(jì)念他，常將計(jì)算機(jī)稱為馮諾依曼結(jié)構(gòu)的機(jī)器半個多世紀(jì)以來，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，相繼出現(xiàn)了各種類型的計(jì)算機(jī)，就其結(jié)構(gòu)而言，都是馮1.計(jì)算機(jī)的基本組馮.諾依曼計(jì)算機(jī)的基本框圖，包含5個部分運(yùn)算輸入設(shè)輸入設(shè)器

讀/ 指

控制器運(yùn)算器（Arithmetic執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算（＋－×÷）、邏輯運(yùn)算（與、或、非、異或）和移位等操作的部件，包含：加法器或算術(shù)邏輯單元（ArithmeticLogicUnit，控制器（Control指揮和控制各部件協(xié)調(diào)工作，例如取指令，譯碼，形成控制命令，讓計(jì)算機(jī)按程序設(shè)定的步驟自動操作。輸入設(shè)備（Input輸入原始數(shù)據(jù)和程序，轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識別的信息，送入 器去等待處理。早期的輸入設(shè)備只有紙帶讀入機(jī)和電輸出設(shè)備（Output輸出運(yùn)算結(jié)果 是常用的輸出設(shè)備，后來又發(fā)明了顯運(yùn)算器和控制器稱 處理單（CentralProcessing 器稱為主輸入設(shè)備+輸出設(shè)備稱為外部設(shè)備（外設(shè)（Peripherals）或I/O設(shè)U由門電路、寄存器和觸發(fā)器等高速電子電路組成，經(jīng)歷了電子管、晶體管、集成電路(IC)、大規(guī)模集成電路(LSI和超大規(guī)模集成電路(VL)等幾代。 puter）早期的微型計(jì)算機(jī)，如198年代初推出的M機(jī)以80868088為U。由于速度較低，外設(shè)種類較少，處理能力有限，主要處理個人事務(wù)，故稱之為個人計(jì)算機(jī)（al，C）。上機(jī)前，先把要求解的問題分解為計(jì)算機(jī)能執(zhí)行的基本運(yùn)算，編寫好程序，程序?qū)⒕帉懞玫某绦蚝鸵幚淼脑紨?shù)據(jù)，通過輸入設(shè)備送到計(jì)算機(jī)的器中存放每個 單元有一個 ，稱之為地址，指令和數(shù)據(jù)按一定的順序存放在 器中。啟動計(jì)算機(jī)執(zhí)行程序。即從程序指定的器地址開始逐條取出指令，送到控制器，經(jīng)譯碼后產(chǎn)生各種控制信號，送到其它部件，自動執(zhí)行指令規(guī)定的操作。 令的地址，繼續(xù)取出下一條指令，經(jīng)譯碼分析后執(zhí)行，直至遇到程序中的停機(jī)指令后才停止操作。 成的計(jì)算機(jī)稱為“機(jī)”。機(jī)什么也不會做，必須有指令和程序等軟件（te）配合，才能按設(shè)定步驟快速、自動地執(zhí)行希望的操作。指令和程程序由一條條指令組成，將它和需要處理的數(shù)據(jù)一起以二進(jìn)制的形式送到計(jì)算機(jī)的器中，再啟動計(jì)算機(jī)工作，使機(jī)器按這些命令一步步執(zhí)行。 器中取出b，在運(yùn)算器中進(jìn)行(a+b)運(yùn)算 器中取出c送到運(yùn)算器執(zhí)行(a+b)c操作運(yùn)算結(jié)果送 單元，也可輸出到外設(shè)指令—用命令形式表示讓計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令集—一臺計(jì)算機(jī)所能識別和執(zhí)行的全部命令稱為該機(jī)器的指令集（InstructionSet）或指令系不同計(jì)算機(jī)有不同的指令系統(tǒng)，包含的指令數(shù)也程序—讓計(jì)算機(jī)求解一個數(shù)學(xué)問題或者完成一項(xiàng)復(fù)雜工作前，要把解決問題的過程分解為若干步驟，并用指令序列來表示，以便控制計(jì)算機(jī)完成這項(xiàng)任務(wù)，這樣的指令序列就叫程序(Pogam)。計(jì)算機(jī)只認(rèn)得二進(jìn)制，因此指令都用二進(jìn)制表示，稱為機(jī)器碼（Machinee）。指令由操作碼（Opeode）和操作數(shù)（Opeand）組成，操作碼說明計(jì)算機(jī)執(zhí)行什么操作，操作數(shù)參加操作的數(shù)的本身或操作數(shù)所在的地例如，在8086CPU中，把數(shù)字1200H取到累加器中去的指令的機(jī)器碼為操作碼H，規(guī)定了要從后面兩個字節(jié)單元中取出一個2字節(jié)數(shù)（120H），送到累加器X中的操作。數(shù)據(jù)存放：低字節(jié)放面，高字節(jié)放在后面指令中的16進(jìn)制數(shù)，在計(jì)算機(jī)中要存放為二進(jìn)制。初期，就是用指令的機(jī)器碼直接來編制程序機(jī)器碼是一連串的0和1組成的代碼，輸入計(jì)算機(jī)時，由紙帶穿孔機(jī)在紙帶上鑿孔，有孔這種代碼不好理解和，還很容易出錯，所以編程是一件極其繁雜而的工作。匯編語言用助記符（Mnemonic）代替二進(jìn)制的機(jī)器碼，用指令功能的英文縮寫代替操作碼，用符號代替地址，用寄存器存放地址等，用匯編語言程序編程比機(jī)器語言方便。跳轉(zhuǎn)指令用用RESULT、SUM等符號來表 單元地將1200H送到累加器AX中去的指令為MOV例例AX，2;累加器;;結(jié)果單元SUM←和數(shù)匯編語言程序比機(jī)器語言程序進(jìn)了一大步。但計(jì)算機(jī)只認(rèn)識由0、1因此，匯編語言程序必須翻譯成機(jī)器碼表示的目標(biāo)程序（ObjectProgram），才能被能讓計(jì)算機(jī)自動完成翻譯工作的程序稱為匯編語言的不足之匯編語言的語句與機(jī)器語言一一對應(yīng)，因此匯編語言程序語句很多，編程工作很繁匯編語言的針對性很強(qiáng)，在某種機(jī)器上編寫的匯編語言程序，不能直接在別的機(jī)器于是，各種高級語言應(yīng)運(yùn)而生更接近于人們使 的程序設(shè)計(jì)語言用高級語言編寫的程序，必須翻譯成機(jī)器指令表示的目標(biāo)程序，計(jì)算機(jī)才能執(zhí)FORTRAN、C、COBOL等用的編譯程高級語言有許多優(yōu)點(diǎn)，使用極廣泛特別是C/C++，允許程序員幾乎完全控制程序設(shè)計(jì)環(huán)境和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，在許多情況匯編語言在程序設(shè)計(jì)中仍是重要角色，例如，為PC寫的游戲程序，幾乎都用匯只有對計(jì)算機(jī)軟、硬件了解很透徹的高水平，才能熟練地用匯編語言編程。早期計(jì)算機(jī)既無鍵盤、顯示器、磁盤等外設(shè)，也無操控程序。用戶帶著記錄有程序和數(shù)據(jù)的卡片或打過孔的紙帶，撥動計(jì)算機(jī)面板上的開關(guān)將程序輸入機(jī)器運(yùn)行。計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展到多道程序能成批自動運(yùn)行，于是出現(xiàn)了能控制計(jì)算機(jī)中所有資源（U、器、O設(shè)備及各種軟件），使多道程序能成批自動運(yùn)行，且充分發(fā)揮各種資源最大效能的操作系統(tǒng)（S）。操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)中不可缺少的系統(tǒng)軟件，它直接控制和管理系統(tǒng)中的軟、硬件資源，合理組織工作流程，并提供各種服務(wù)功能，使用戶能靈活有效地使用計(jì)算機(jī)。操作系統(tǒng)包括5個方面的功處理器管理、 根據(jù)使用環(huán)境和提供的功能，分為分時操作系統(tǒng)、實(shí)時操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、分布式操作系統(tǒng)等1973年，比爾蓋茨設(shè)計(jì)出了第一個BASIC語言解釋器，為S-S操作系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)，并憑借該項(xiàng)目的費(fèi)創(chuàng)建了（微軟）公司1980年代，微軟為IBMPC機(jī)開發(fā)了第一個磁盤操作系統(tǒng)DOS(DiskOperationSystem)。行程序；開始是單任務(wù)操作系統(tǒng)，同一時刻只能運(yùn)行一個任務(wù)；DOS4.0具備了初步的1985年微軟公司推出了基于圖形用戶界面的多任務(wù)操作系統(tǒng)indows。隨后設(shè)計(jì)了多個版本的Windows，如Win95，Win98、WinNT、Win2000、WinXP、Win7等。目前，與觸摸屏配套的Win8幾乎所有微型計(jì)算機(jī)上都裝有Windows操作S操作系統(tǒng)已很少使用，但仍有不少應(yīng)用程序需要在S環(huán)境下運(yùn)行。因此，Windows兼容MS-DOS可在執(zhí)行“開始”和“運(yùn)行”命令后，鍵入“cmd”命令，就能進(jìn)入S命令行，執(zhí)行S命令和運(yùn)行