1.第一台電子計算機：1946年，美國，ENIAC

2.馮·諾依曼計算機的特點

（1）計算機由五大部件組成：運算器、控制器、存儲器、輸入和輸出設備；

（2）存儲程序的方式。程序和數據以同等地位存于存儲器，以二進制碼表示，可按地址尋訪；

（3）指令由操作碼和地址碼組成；

（4）指令在存儲器中按執行順序存放，由指令計數器指明執行指令的存放地址；

（5）以運算器為中心。

馮·諾依曼計算機硬件框圖

3.現代計算機：以存儲器為中心

現代計算機硬件框圖

1.計算機系統由硬件和軟件組成。

硬件：計算機的實體，如主機、外設等。

軟件：由具有各類特殊功能的信息（程序）組成。軟件包括系統軟件和應用軟件。

2.計算機的工作步驟

（1）程序——運算的全部步驟；指令——每一個步驟。

（2）存儲器的基本組成

存儲體-存儲單元-存儲原件（0/1)

大樓 - 房間 -床位（無人/有人）

存儲單元：存放一串二進制代碼； 存儲字：存儲單元中二進制代碼的組合；

存儲字長：存儲單元中二進制代碼的位數，每個存儲單元賦予一個地址号。（按地址尋訪）

存儲器的基本結構

MAR（存儲器地址寄存器）：反映存儲單元的個數；

MDR（存儲器數據寄存器）：反映存儲字長；

eg：設MAR=4位，MDR=8位，則存儲單元個數16（2^4），存儲字長8。

（3）運算器的操作過程及基本組成

①加法操作

加法操作過程

加法操作

②減法操作

減法操作過程

③乘法操作

乘法操作過程

④除法操作

除法操作過程

運算器總結

（4）控制器的基本組成

完成第一條指令：

• 取指令 PC
• 分析指令 IR
• 執行指令 CU

PC：存放當前欲執行指令的地址，具有計數功能（PC） 1 —> PC；

IR：存放當前欲執行的指令。

eg.取數、存數指令的完成過程

組成計算機的基本部件有中央處理器CPU(運算器和控制器)、存儲器和輸入輸出設備。

以總線連接的計算機框圖

在計算機中，各部件間來往的信号可分成三種類型，即地址、數據和控制信号。通常這些信号是通過總線傳送的。

CPU發出的控制信号，經控制總線送到存儲器和輸入輸出設備，控制這些部件完成指定的操作。與此同時，CPU(或其他設備)經地址總線向存儲器或輸入輸出設備發送地址，使得計算機各個部件中的數據能根據需要互相傳送。輸入輸出設備和存儲器有時也向CPU送回一些信号，CPU可根據這些信号來調整本身發出的控制信号。現代計算機還允許輸入輸出設備直接向存儲器提出讀寫要求，控制數據傳送。

程序執行過程

翻譯程序有編譯程序和解釋程序兩種。

編譯程序是将編寫的源程序中全部語句翻譯成機器語言程序後，再執行機器語言程序。假如一個題目需要重複計算幾遍，那麼一旦翻譯以後，隻要程序不變，不需要再次進行翻譯。但源程序若有任何修改，都要重新經過編譯。

解釋程序則是在将源程序的一條語句翻譯成機器語言以後立即執行它，然後再翻譯執行下一條語句。它的特點是翻譯一次隻能執行一次，當第二次重複執行該語句時，要重新翻譯，因而效率較低。ALGOL，FORTRAN，PASCAL等語言是用編譯程序進行翻譯的，BASIC語言有解釋和編譯兩種。

操作系統本身也是一組程序，它一般是由系統程序員用C語言或彙編語言編寫的，經翻譯成機器語言後再存入計算機中。

計算機系統的多級層次結構

計算機系統的層次結構：

計算機系統的層次結構

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