理解计算机组成原理:硬件系统与冯·诺依曼架构
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更新于2024-07-12
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《计算机组成原理》是一门介绍现代计算机硬件组成、控制方式和工作原理的专业主干必修课程,由西安工程大学的吴戴明教授主讲。课程内容包括计算机系统概述、计算机发展历史、冯·诺依曼原理以及计算机的分类。
1. 计算机发展史简述了五个主要发展阶段:
- 第一代(1946-1959):以电子管为基础,如ENIAC,体积庞大、能耗巨大,但运算速度仅为5000次/秒。
- 后续各代分别引入了晶体管、中小规模集成电路、大规模集成电路,直至现在的超级规模集成电路,每一代都在性能和效率上有显著提升。
2. 冯·诺依曼原理是现代计算机设计的核心理念,它强调数据和指令都用二进制代码表示,采用存储程序工作方式,计算机由五大部件(运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备)组成,并强调程序预先编制并存储在内存中,按顺序执行。
3. 计算机发展方向涉及巨型机、大型机、中型机、小型机和微型机的分类,其中巨型机主要用于处理复杂的科学计算,性能极高,如在原子能核聚变等领域有广泛应用。发展方向的核心是追求更高的性能和更低的价格,尽管定义随时代变迁而变化,但优化系统结构和降低成本始终是核心目标。
课程还包括实验安排,学生通过实际操作来理解理论知识;教材与笔记的选择对学习至关重要,帮助学生系统地掌握课程内容。《计算机组成原理》作为计算机科学的基础课程,对于理解计算机系统的运作机制和后续专业课程的学习起着至关重要的作用。
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