#計算機組成原理（第一章 計算機系統概述）
阿新 • • 發佈：2022-05-24
1.1 計算機發展歷程
1.1.1 計算機硬體的發展（瞭解）
一個完整的計算機系統結合了硬體系統和軟體系統。
計算機硬體的發展：
- 第一代計算機：(使用電子管)，
- 第二代計算機：(使用電晶體)，
- 第三代計算機：(使用較小規模的整合)，
- 第四代計算機：(使用較大規模的整合)，
已經經歷了4代，計算機的速度越來越快，並且體積變得越來越小。
發展趨勢：更微型、多用途；更巨型、超高速
摩爾定律，積體電路上的電晶體數量每18月就會翻一翻，所以每18月計算機的處理效率就會提高一倍。
1.1.3 計算機的分類與發展方向
可以分為：
- 電子模擬計算機和電子數字計算機。
數字計算機又可以按照用途分為：
- 專用計算機和通用計算機
- 通用計算機又分為：巨型機、大型機、中型機、小型機、微型機和微控制器6類。
按照指令和資料流可以分為：
- 單指令流和單資料流系統（SISD），即傳統的馮·諾依曼體系結構。
- 單指令流和多資料流系統（SIMD），包括陣列處理器和向量處理器系統。
- 多指令流和單資料流系統（MISD），這種計算機實際上不存在。
- 多指令流和多資料流系統（MIMD），包括多處理器和計算機系統。
1.2 計算機系統層次結構
1.2.1計算機系統的組成
計算機系統由硬體系統和軟體系統共同構建起來
1.2.2 計算機硬體的基本組成
1.早期的馮·諾依曼機
美籍匈牙利科學家馮·諾依曼最先提出“程式儲存”的思想，併成功將其運用在計算機的設計之中，根據這一原理製造的計算機被稱為馮·諾依曼結構計算機。由於他對現代計算機技術的突出貢獻，因此馮·諾依曼又被稱為“現代計算機之父”。
什麼是儲存程式原理？按此原理，計算機應具有哪幾大功能？
“程式儲存”：指令以程式碼的形式事先輸入到計算機的主儲存器中，然後按其在儲存器中的首地址執行程式的第一條指令，以後就按該程式的規定順序執行其他指令，直至程式執行結束。即按地址訪問並順序執行指令
計算機按照此原理應具有5大功能：資料傳送功能、資料儲存功能、資料處理功能、操作控制功能、操作判斷功能
- 馮諾曼體系結構特點:
- 計算機硬體系統由五大部件組成(儲存器、運算器、控制器、輸出裝置、輸入裝置)
- 指令和資料以同等地位存於儲存器，可按地址尋訪
- 指令和資料用二進位制表示
- 指令由操作碼和地址碼組成
- 儲存程式
- 以運算器為中心