计算机系统概论：从算筹到电子计算机的发展

"该资源是华中科技大学计算机组成原理课程的第一章‘计算机系统概论’的PPT，涵盖了计算机的发展历史、系统组成、层次结构以及性能评价等方面的内容。" 计算机系统概论是计算机科学的基础，它包括多个核心知识点： 1. **计算机发展历史**：从最初的原始计算工具如算筹和算盘，到机械式计算机、机电式计算机，再到电子计算机，计算机的发展历程体现了人类智慧的不断进步。例如，1642年帕斯卡的加法机和1673年莱布尼兹的乘法机，它们是早期机械式计算机的代表，奠定了现代计算机的基础。 2. **程序控制思想的起源**：穿孔卡片和穿孔纸带的使用，如雅卡尔织布机，展示了程序控制的初步概念，这是现代计算机程序设计的先驱。19世纪巴贝奇的差分机进一步发展了这个概念，旨在实现自动化的复杂计算。 3. **计算机系统组成**：一个完整的计算机系统由硬件和软件两部分组成，包括中央处理器（CPU）、存储器（内存和外存）、输入设备、输出设备等，它们协同工作，执行各种计算任务。 4. **计算机系统层次结构**：计算机系统通常分为几个层次，从底层的机器语言到高级的编程语言，每层都为上一层提供抽象和简化。例如，汇编语言作为机器语言的抽象，而高级语言如PASCAL（1971年由瑞典人沃斯发明，以此致敬帕斯卡）则进一步简化了编程。 5. **计算机系统性能评价**：衡量计算机性能的主要指标包括处理速度（时钟频率）、内存容量、I/O吞吐量、能耗效率等。此外，计算机的性能还通过浮点运算速度、指令执行率和并发处理能力等来评估。 6. **计算机的进化**：随着科技的进步，计算机从大型机发展到个人计算机，再到现在的移动设备和云计算，计算能力不断提高，体积不断缩小，计算无处不在。 计算机系统概论不仅涉及硬件和软件的基本原理，还关注计算机性能的优化和提升，以及计算技术如何影响社会和生活。理解这些基本概念对于学习和掌握计算机科学至关重要。