02.第02节课第一章计算机系统概述
同学们，大家好，欢迎回到我们计算机组成原理这门课程，那么上一节当中我们讲到了。计算机组成原理，这门课的课程规划以及我们的考纲目标的分析，那么接下来的时间，我们来进入计算机组成原理的正式学习过程。首先我们来看一下他的第一章计算机系统。首先我们来看一下第一章计算机系统概述。那么，这一章当中主要由三个模块来组成，第一个是计算机的发展历史，第二模块是计算机系统层。层次结构第三阶段呢，是计算机的性能指标啊，在我们新的考纲规划当中。啊，计算机的发展历史已经删除了啊，所以我们这一小节当中在这一块当中，我们仅作为了解就可。啊，但是作为课程，其中一个整体性，我们还是要简单的去了解一下它的。在第二个模块当中，计算机系统的层次结构，它包含了四个方面，第一个方面是计算机系统的基本组成。第二个是计算机硬件的基本组成，
第三个是计算机软硬件的关系。第四个是计算机的一个工作过程，就是我们了解了计算机系统，他的基本组成了。知道了，他的硬件的基本组成，知道了他的软件的基本组成，也知道了他的软硬件的关系。那么，我们整个计算机的工作过程是什么样的啊？是我们是必须要掌握的内容啊。啊，在这三在这第三个考点当中，计算机的性能指标包含了。机器自长存储容量和运算速度，
这也是我们的一个重要的考点。那么，我们建立了这样一个体系框架之后，我们来看一下这第一章计算机系统概述中。他的考点和一个他的考点是哪些？嗯，我们可以看到他的一个核心考点是。是什么？还有他的一个基础考点是什么？核心考点是冯诺英啊，计算机的。基本特点与指令的执行过程。啊，第二点就是计算机的各种性能指标，技术高点跟就是计算机的各种性能指标，
我们刚刚也说到。啊，有包括他的机械之长，存储容量，还有他的运算速度。基础考点包括以下几个方面，计算机硬件和软件的发展过程啊，这个硬件和软件的发展过程让我们。最新的考纲当中也已经删掉了。嗯，第二块是计算机系统基本注册啊，计算机系统基本注册有哪些？是什么样子的？啊，还有第三块是计算机的硬件的兼容输出，
这也是一个比较重要的点，硬件都是由哪些组成的？好比如在接下来的就是我们计算机执行指令的一个完整的流程啊，还有就是计算机性能。指标啊，其中计算机性能的指标不光是基础考点，同样他也是一个核心的考点，所以在。咱们在第一章的复习过程当中啊，重点和难点放在哪一块？我想同学们应该已经清楚了啊，应该已经清楚了，就是我们的计算机的。性能指标还有我们行动微慢，计算机的基本特点和指令，
指令执行的过程。那么，接下来我们来看嗯文章当中的第一小节，也就是计算机的发展历程。我们简单的了解一下哈。虽然说他已经从口头中删除了，但是作为我们基础阶段的复习，还是要去了解它的嗯，作为我们体系的一个完整性。啊，计算机本门课程的一个完整性啊。嗯，首先我们看一下计算机发展的一个历程啊，嗯，第一台机械计算机啊，
也就是我们的分析机。是一八八三年产生的，他的意义是什么呢？就是首次提出了一个程序控制思思想。啊，他虽然提出了程序控制事情，但是却没有完成，这是我们第一台机械计算机，也就是分析机。啊，再往后发展的话，随着科技科技的进步，随着啊，不断的发展，到了一九四六年。
啊安尼尔克安尼尔克级，也就是我们第一台电子计算机的产生啊，是第一台数字计算机啊，数字计算机安尼尔克级。啊，他是一九四六年投入交付使用啊，一九五五年退役，一九五五年退役的啊。它采用的是一个十进制的运算啊，中间有11008000多个电子元件啊，18000。做电子广，他是第一台电子计算机啊。没有存储程序啊，没有存储程序，
虽然说用了这个文件，但是他的设计。思想却没有重大的突破，没有重大的突破啊，再往后发展，我们首次提出的存储程序概念构想的计算机。就是我们的冯诺依曼领导的。他的意义就在于是在设计方案中首次提出了一个存储程序的思想。但不是第一台存储程序机，就是第一台存储程序机哈，它采用的是一个二进制，由十进制到二进制的一个进步。这是我们计算机的一个发展过程，包括他的一个思想，还有一个意义。
我们嗯，接下来再看一下啊，第一代和第一代，第二代，第三代，第四代，第五代。计算机他的一个发展阶段，计算机的一个发展阶段。当然，计算机的发展这个阶段并没有说是统一的认识哈啊，有的思想是提出了有六代，有的是有。但是前三代是得到学界的统一认识的啊，第一代第一阶段发展，
第一代是的时间是由电子管。啊，他的硬件技术是由电子管来组成的，是一九四六年到一九五七年到一九五七年。他的运算速度是四万次每秒，特点是什么？特点就是使用机器语言进行编读。主存用更延迟线或者是词库存储信息占他的容量。特别小啊，体积特别庞大啊，成本特别高，运算速度也相当低，你可以看到是四万次每秒。运算速度是很低的哈，他采用的硬件技术是电子管技术啊，
电子管阶段第二代。第二代计算机是以晶体管硬件技术，是以晶体管为发展的啊，第二代计算机。时间是从一九五八年到一九六四年。它的运算速度提高了20万次每秒啊，特点是面向过程的程序设计语言。好面向过程的程序设计语言第三代，第三代是从一九六五年。到一九七一年，硬件技术就采用了中小规模集成电路运算速度呢？提高到了100万次。车每秒。由高级语言迅速发展。还是有了一个什么分时操作系统啊，
开始出现了一个分时操作系统。是我们中小规模集成电路阶段。第四阶段第四代计算机第四阶段是一九七二年到一九七七年。采用的是大规模集成电路。运算的速度是1000万次每秒啊，产生了一个微处理器，产生了微处理器。啊，有一些新的概念，比如说定型啊，流水线呀，高速缓存呀，虚拟存储等等。啊，到第四阶段，
这个阶段我们已经是比较成熟了，好你们比较成熟，再到第五代啊，从一九七八年到现在。六七八年到现在采用的硬件技术是一个超大规模集成电路，他的速度已经提高到了已经提高到了。引你一次。每秒啊，速度是相当之快了。这是我们计算机发展的一个每个阶段，他的硬件的技术是什么样子的？运算速度是什么？特点又是什么呢？这是一件发展的一个历程。当然，
我们可以看到哈，现在计算机他发展的一个方向是什么样的？首先，它是从。刚开始很大啊，然后是一个巨型化的计算机，再到后期微型化。网络化。智能化，还有就是多媒体化，他是他现这是现代计算机发展方向的一个变化。从体积而言，是从越来越大到越来越小啊，越来越大。一个小到中型，
再到大型，再到巨型啊，然后再到微型计算机嗯。这是他的一个计算机发展的历程，我们简单了解到这里，简单了了解到这里，接下来我们来看一下。计算机系统的层次结构嗯，这也是我们需要去掌握的重点知识。计算机的层次结构，我们刚刚有了解到，它分为四块内容，第一个是计算机系统基本组成。第二个是计算机硬件的技能支撑，第三个是计算机硬件和软件的关系。
再就是我们计算机的一个工作过程，那我们由嗯，从我们每一模块来去看一下。啊，他的基本知识是哪些？第一个就是我们计算机系统的基本组成。计算机系统呢，基本组成当中我们讲到的有计算机系统的层次结构啊，有哪些呢？我们可以看到哈。计算机嗯，在计算机的语言方面啊，由机器语言啊到汇编语言再到高级语言。再到咱们的操作系统，再到一个微整的系统，
不断的发展什么是机器人？我们嗯，机器人就是用零和一代码来表示的一个语言，就是我们机器能够自动的识别它，能够读懂。啊，可以直接被机器运行啊，必须用一个二进制的代码表示啊，代码来编写。用零和一来表示的一个语言，像我们可以想象啊，如果用零和一来去表示一些语言，一些编码，一些指令的话。我们机器是很容易去识别的，
但是我们人呢？是不容易识别的啊，在编写这个机器语音的过程当中，难度是非常大的。而且也很容易出错，这就是我们机器语言的一个特点，它是必须用二进制代码来编写，而就是零和一。难度大嗯，出错啊。但是他的优点就是可以直接被机器去运行啊，被机器读懂，然后再随着往上的发展。啊，到了我们汇编语言，
汇编语言呢，他是一个符号式的语言。语句与机器语言。的语句相对应啊，机器可以直接识别啊，机器可以直接识别我们机器，语言是可以被机器直接运行汇编语言。他和机器语言是相对应的啊，零和一和机器语言是相对应的啊，可以被机器直接的去识别啊去识别。但是呢，他需要使用机器人对应的固定运营啊，某个机器他对应某一个固定运营。但是它没有通用性，这是我们互编语言课的再往后发展。
就是啊，因为不管是机器语言也好，还是互编语言也好，对于我们人类来使用的话是存在一定的难度的。啊，第一铺垫语言又不存，又不存在通用性，而机器语言编写难度又大，而且还容易出错。这种情况下，我们就会想到来去运用更高级的语言，就比如说我们说话啊，我们去描述接近。咱们人们习惯了啊，有较强通用性的啊，
但是机器不能识别。啊，这些是不能识别啊，需要进行一个编译啊，需要进行一个编译，这就是我们的一个高级语言的特点。操作系统是什么哈？嗯，操作系统嗯，就是为为汇编和高级语言提供所需的一个基本操作。控制管理软件资源啊，从而他控制管理软件和硬件的一些资源，这是我们操作系统的一个概念。再往后就是我们微指令系统，微指令系统是什么呢？
是对每一条二进制代码指令分析运行的一个系统。就是我们来了一条二进制代码，这个职业啊，来了来了一些一系列的职业，我们对他进行一个分析。来进行一个运行啊，这是一个位置的系统。我们知道了这些概念之后，那我们来看一下计算机系统层次结构是什么样的？嗯，我们可以看到哈。机器语言对应的实际机器，我们通常称为m1对应的一个实际机器，统称为m1汇编语言。啊，
汇编语言是高于机器语言，能够和机器语言一一对应啊，那我们可以看到前面这个汇编语言是什么？他是符号式的一个语言。啊语句和原面嗯是一个符号式的语言。语句能够和咱们机器语言相对应啊，同而机器也能够直接识别的一个语言啊。汇编语言对应的虚拟机虚拟机，我们称之为往往称之为m2啊，它对应了一个实际的机器。再往上高级语言，高级语言对应的一个虚拟机m3啊。高级语音，高级语言传达到咱们的自定义，然后你从这里面下载，
然后这些语言下面还有一个微指令系统啊，是微程序。机器我们用m0来表示，我们刚刚有讲到咱们的那个灰指流系统是什么，它是对应的每一条二进制代码的值。啊去分析运行的一个系统，我们每一条二进制代码是什么？然后我们把这个二进制代码进行分析，然后进行运行。然后它是最底层的一个啊，机器就是我们的m0，通过一个m0来表示。在机器语言和汇编语言中间，还有一个是操作系统。对应的是一个虚拟机，
对应的一个虚拟机操作系统是什么？我们可以看到哈，他是为汇编语和高级语言提供了所需的一个基本操作啊，所需的基本操作。啊，从而控制管理软硬件的资源啊，控制管理软硬件，控制管理软硬件的一个资源。我们可以看到，计算机系统的一个层次结构从上往下是什么样的啊？由高级语言，然后到汇编语言。汇编语言和机器语言当中，中间有一个操作系统，操作系统有一个虚拟机，
他是将。嗯，将我们的多边语言和高级语言啊，提供一系列的一个基本操作啊，控制咱们的软件。咱应该是相应的资源。浏览一下相应的资源，然后再到咱们的机器里面，再到一个微指令系统。从上到下是一个这样的一个层次结构，是这样的层次结构哈。然嗯。对于虚拟机m4啊，是用汇编程序翻译啊，翻译成汇编语言。
汇编程序翻译成汇编语言。嗯，虚拟机m4的作用是什么？就是把我们的高级语言用一个用编译程序翻译成汇编语言。翻译成汇编语言，然后到达m2阶段，也就是到达汇编语言对应的啊m2和m3m3。啊，这阶段呢嗯，他会用汇编程序翻译成机器语言的程序啊，虚拟机m3的作用就是用汇编程序翻译成。机器语言的程序啊，然后再到m2阶段，也就是我们的超虚拟机器m2啊，用机器语言解释操作系统。
用机器人解释操作系统嗯，再到我们的实际的机器实际机器嗯，就是m1用微指令。显示机器指令，再到我们的m0阶段嗯m0阶段是由硬件直接执行的位置。这种微指令系统啊，由从软硬件的划分来看，我们可以看到哈嗯m1m4m3虚拟机m4m3m2，所以。这三块的话是软件，然后再往底层的话，就是我们的实际机器m1和微指令机器m0。这两块是硬件，是硬件是由硬件组成的。这是我们的这个计算机层次结构当中的软件和硬件的一个划分。
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