计算机组成原理：历史、分类与硬件系统概述

"本章是至诚学院计算机组成原理课程的第一章小结，涵盖了电子计算机的历史发展、计算机的分类、性能指标、计算机系统的组成以及冯·诺伊曼体系结构。课程目标是让学生掌握计算机工作原理，理解硬件系统各部件的工作方式，并了解计算机系统的新技术和新成果。此外，还提到了计算机软件系统和计算机的五代变化，以及半导体存储器的发展历程。" 在计算机的历史发展中，可以划分为五个主要阶段：第一代电子管计算机、第二代晶体管计算机、第三代中、小规模集成电路计算机、第四代大规模和超大规模集成电路计算机，以及第五代甚大规模集成电路计算机，这一代中出现了多核微处理器。每个阶段的技术进步显著提高了计算机的性能和效率。 计算机的分类包括通用计算机和专用计算机。通用计算机具有广泛的适用性，如科学计算、学术研究和数据处理，而专用计算机则针对特定应用，如过程控制或军事用途。通用计算机又可细分为超级计算机、大型机、服务器、工作站、微型机和单片机。随着技术发展，这些分类之间的界限变得模糊。 计算机性能指标主要包括机器字长、存储器容量、运算速度和配置外设等。计算机系统由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括冯·诺伊曼体系结构中的各个组成部分，软件系统则分为系统软件（以操作系统为核心）和应用软件。计算机系统的层次结构从底层到上层分别是微程序级、机器指令级、操作系统级、语言处理程序及其他系统软件、应用软件，计算机组成原理课程主要关注底层的硬件原理。 课程的任务不仅是让学生掌握硬件系统各部件的工作原理和设计思想，还要理解部件如何协同工作形成完整的计算机系统。同时，学生需要了解当代计算机系统的新技术和新成果，如半导体存储器的发展，从早期的磁芯存储到后来的晶体管存储，再到现代的集成电路存储器，其容量和速度都有了巨大的提升。 本章内容是计算机组成原理的基础，旨在为学生构建对计算机硬件和软件系统的基本认识，为后续深入学习计算机系统打下坚实的基础。