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《计算机组成原理》学习笔记(1)

《计算机组成原理》学习笔记。从今天开始学习《计算机组成原理》这本书。

这本书的作者是陈慧老师,下面是这本书的链接。

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计算机系统概论

计算机语言(Computer Language)

计算机语言是人与计算机之间传递信息的介质。人类语言如汉语,英语等是使用人数最多的语种,人类交流所用的语言称为自然语言,但是计算机无法理解自然语言。于是希望有一种和自然语言接近,计算机又能够理解的语言,这就是计算机高级语言。从计算机发展历史来看,最初在计算机中使用的并不是高级语言,而是一种更低级的语言。常用的高级语言有C,Java,Python等。

高级语言编写的程序不能被计算机直接识别,必须经过转换才能被执行。高级语言的发展也经历了一个漫长的过程。

如今通用的编程语言有两种形式,汇编语言和高级语言。汇编语言直接对硬件操作,生成的可执行文件不行小而且执行效率高。然而高级语言是更多编程者的选择,高级语言省略的很多细节,编程者不需要具备太多的专业知识。

未来计算机语言发展的方向:简单易学,面向对象,更加安全,跨平台等特性。

计算机硬件

计算机硬件主要有CPU,存储器,输入/输出设备。CPU有分为运算器和控制器两部分。

运算器经常进行的是算术运算和逻辑运算,控制器实现程序的自动执行。

存储器用来存放程序和数据,是计算机各种信息存储和交流的中心。计算机中全部信息都保存在存储器中,存储器又分为主存储器和辅助存储器,当前计算机运行的程序和数据是存放在主存储器中的。

计算机中,各部件间来网的信号可分为3种类型,地址信号,数据信号和控制信号。通常这些信号是通过总线传送的。

计算机系统层次结构

计算机解题的一般过程:编写源代码,和数据一起送入计算机,计算机将其翻译成机器语言程序(目标程序),在计算机上运行并输出结果。

早期的计算机只有机器语言,后来才出现了汇编语言,再后再出现了高级语言,随同研制出这些语言的翻译程序。它的实现就是先把高级语言程序翻译成汇编语言或者中间语言程序,然后再翻译成机器语言程序。

翻译程序有编译程序和解释程序两种。

随着计算机应用的发展,有大量数据需要存储,于是数据库及其管理系统应运而生。

计算机发展简史

1946年2月14日,世界上第一台电子数字计算机诞生了,它的名字是 ENIAC

冯·诺依曼计算机的基本特点:计算机由运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备5个部分组成。

哈佛结构计算机,它是一种存储器结构,将程序指令存储和数据存储分开,是一种并行体系结构,将程序和数据存储在不同的存储空间中,程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器,每个存储器独立编址,独立访问。

计算机应用

科学计算

科学计算是计算机应用的一个重要领域,其特点是计算量大和数值变化范围广。

数据处理

数据处理(信息管理)是目前计算机应用最广泛的领域。

自动控制

在现代化车间,计算机普编应用于生产过程的自动控制中。

辅助设计/辅助制造

计算机有快速的数值计算,较强的数据处理及模拟能力,因而在飞机,船舶,超大规模集成电路等设计制造过程中,计算机辅助设计/计算机辅助制造占据着越来越重要的地位。

人工智能

人工智能学科研究的内容主要包括:知识表达,自动推理和搜索方法,机器学习和知识获取,知识处理体统,自然语言理解,计算机视觉,智能机器人等。