计算机系统平台_计算机科学

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前言

随着后PC时代的到来，对计算机专业学生的能力要求不仅是编写应用程序，而且需要具有计算机系统观，能够进行软、硬件协同设计。而学生在学习计算机专业课程时，对计算机系...

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第1章　计算机系统概述

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1．1　第一台电子数字计算机的诞生

世界上第一台电子数字计算机于1946 年在美国宾夕法尼亚大学诞生，它的名字叫ENIAC（埃尼阿克），是电子数值积分计算机（The Electronic Nume...

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1．2　计算机发展的时代划分

（1）第一代计算机（20世纪40年代中期到20世纪50年代末） · 以电子管作为逻辑元件，如图1．2所示，用电子管制造的计算机通常会占据整个房间。图1．2　...

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1．3　微型计算机的发展简史——lntel CPU的发展

微型计算机简称“微型机”“微机”，也称其为“微电脑”。微型计算机是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。它的构成是以微处理器为基础，配以内存储器、输入/...

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1．4　芯片的制造

...

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1．4．1　从晶体管到集成电路芯片

1947年，贝尔实验室科学家肖克莱、巴丁和布拉顿组成的研究小组研制出第一只真正的晶体管，被证明是20世纪最重要的发明。从此人类步入了飞速发展的电子时代。严格意...

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1．4．2　集成电路芯片的制造过程

集成电路芯片的制造过程是从硅开始的，硅是从沙子中发现的一种物质。普通的沙子约有25%的硅，是地壳中仅次于氧的最常见元素，主要以二氧化硅的形态存在。这些硅经过多个...

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1．5　计算机系统的组成

虽然计算机经历了几十年的发展，出现了类型多样、功能差别很大的计算机，但是它们的基本结构是类似的，都遵循着美籍匈牙利数学家冯·诺伊曼的存储程序原理。...

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1．5．1　计算机硬件组成

任何一台计算机的基础硬件都要完成相同的基本功能：输入数据、输出数据、处理数据和存储数据。（1）数据输入/输出功能数据输入/输出功能是指计算机内部的各个功能部...

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1．5．2　计算机软件组成

软件是用户与硬件之间的接口界面。用户主要通过软件与计算机进行交流。软件是计算机系统设计的重要依据。为了方便用户，为了使计算机系统具有较高的总体效用，在设计计算机...

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1．6　计算机系统的抽象层次结构

如果我们用计算机系统解决一个具体的应用问题，就需要把它分解为如图1．24所示的抽象层次结构。解决一个具体应用问题的过程就是不同抽象层次转换的过程。图1．24...

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1．7　程序的开发与执行过程

本节以一个简单的C语言程序的开发执行过程为例，进一步具体说明1．6节中各个抽象层次在解决一个具体问题中的作用。即从计算机系统的层面来解读高级语言程序的开发和执行...

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1．7．1　计算机执行的简单实例

用计算机来求解一个问题时，通常是先根据问题建立数学模型，再将问题转化为在有限步内可以实现的算法，并选择合适的语言编写程序，接着进行编译、链接，形成可执行程序，运...

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1．7．2　可执行文件在硬件上的执行

编译后生成的可执行文件存储在计算机的磁盘上，在操作系统提供的用户操作的环境中，可以采用双击该文件或在命令行中输入可执行文件的名字等多种方式启动执行。例如，对于...

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1．8　计算机性能评价

如何在不同的计算机中挑选合适的产品，性能是极其重要的一个因素。能够比较不同的计算机之间的性能，对于购买者和设计者来说都很重要。但对于计算机的性能评价不是一件简单...

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1．9　用基准程序对计算机进行性能评估

计算机的性能不好评价，因为不同的角色对计算机的性能定义不同。如计算机用户认为计算机的性能好就是计算机速度快，关心的是响应时间（即从事件开始到结束之间的时间），而...

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1．10　云计算、普适化、物联网、智能化

进入21世纪，计算机技术正在朝着云计算、普适化、网络化、智能化的方向发展。 1．云计算云计算的核心思想，是将用网络连接的大量计算资源统一管理和调度，构成一个计...

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1．11　总结

那么本书的教育目的是什么呢？作为计算机专业的学生，也许我们不会去建造世界上最快的超级计算机，也许我们不会参与设计一台新型的计算机，但我们很可能会在计算机行业上...

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习题

1．解释以下术语：（1）集成电路；（2）摩尔定律；（3）中央处理器；（4）算术逻辑部件（ALU）；（5）内存；（6）系统软件；（7）应用软件；（...

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第2章　数字电路分析与设计基础

在第1章提到了计算机的层次结构。众所周知，计算机系统解决一个实际问题本质上是多个抽象层次转换的过程。其中数字逻辑电路层主要为实现微体系架构层服务，即微架构中的不...

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2．1　逻辑代数与数字电路的关系

自然界中的物理量按其特点变化规律可以分为模拟量和数字量两大类。模拟量是指那些在时间和数值上都连续变化的物理量，比如车速变化、温度的变化、声音的起伏等。这些模拟量...

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2．2　布尔代数与数字电路的关系

在数字逻辑电路中，用二进制数码的0和1表示一个事物的两种逻辑状态。例如，可以用1和0分别表示一件事情的是和非、真和伪、有和无，或者表示电路的通和断、门电路的开和...

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2．2．1　基本逻辑运算

1．与运算（AND）只有当决定事件的条件全部具备之后，这件事情才会发生，一般把这种因果关系称为“与”逻辑。先来看一个简单的例子，来了解其因果关系。如果把开关闭...

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2．2．2　逻辑函数的定义与基本公式

分析数字系统、设计逻辑电路、简化逻辑函数都需要借助于逻辑代数。应用逻辑代数的与、或、非三种基本运算法则，可推导出逻辑运算的基本定律，它是分析及简化逻辑电路的重要...

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2．2．3　逻辑函数的表示方法

对于特定的逻辑函数，可以采用不同的方法表示其逻辑功能。逻辑函数的多种描述方法是数字电路讨论的主要内容之一，也是分析和设计数字电路的基础。一个逻辑问题可以用几种不...

28

2．2．4　逻辑函数的化简与实现

同一个逻辑函数，可以写成不同的表达式。表达式越简单，则实现该逻辑函数所需的元器件数目越少，其成本越低。逻辑电路越简单，电路的可靠性稳定性也会相应的越高。因此，在...

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2．3　组合逻辑电路分析与设计

组合逻辑电路作为数字电路研究的关键内容之一，在学习中应明确组合逻辑电路的有关概念，掌握组合逻辑电路的分析和设计方法，熟悉常用组合逻辑功能器件的基本应用及扩展应用...

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2．3．1　组合逻辑电路的分析

组合逻辑电路分析，就是根据已知的逻辑电路图，分析确定其逻辑功能的过程。分析过程一般按下列步骤进行：（1）写出逻辑函数表达式。根据已知的逻辑电路图，从输入到输出...

《计算机系统平台》简介

前言

目录

第1章　计算机系统概述

1．1　第一台电子数字计算机的诞生

1．2　计算机发展的时代划分

1．3　微型计算机的发展简史——lntel CPU的发展

1．4　芯片的制造

1．4．1　从晶体管到集成电路芯片

1．4．2　集成电路芯片的制造过程

1．5　计算机系统的组成

1．5．1　计算机硬件组成

1．5．2　计算机软件组成

1．6　计算机系统的抽象层次结构

1．7　程序的开发与执行过程

1．7．1　计算机执行的简单实例

1．7．2　可执行文件在硬件上的执行

1．8　计算机性能评价

1．9　用基准程序对计算机进行性能评估

1．10　云计算、普适化、物联网、智能化

1．11　总结

习题

第2章　数字电路分析与设计基础

2．1　逻辑代数与数字电路的关系

2．2　布尔代数与数字电路的关系

2．2．1　基本逻辑运算

2．2．2　逻辑函数的定义与基本公式

2．2．3　逻辑函数的表示方法

2．2．4　逻辑函数的化简与实现

2．3　组合逻辑电路分析与设计

2．3．1　组合逻辑电路的分析

《计算机系统平台》简介

前言

目录

第1章 计算机系统概述

1．1 第一台电子数字计算机的诞生

1．2 计算机发展的时代划分

1．3 微型计算机的发展简史——lntel CPU的发展

1．4 芯片的制造

1．4．1 从晶体管到集成电路芯片

1．4．2 集成电路芯片的制造过程

1．5 计算机系统的组成

1．5．1 计算机硬件组成

1．5．2 计算机软件组成

1．6 计算机系统的抽象层次结构

1．7 程序的开发与执行过程

1．7．1 计算机执行的简单实例

1．7．2 可执行文件在硬件上的执行

1．8 计算机性能评价

1．9 用基准程序对计算机进行性能评估

1．10 云计算、普适化、物联网、智能化

1．11 总结

习题

第2章 数字电路分析与设计基础

2．1 逻辑代数与数字电路的关系

2．2 布尔代数与数字电路的关系

2．2．1 基本逻辑运算

2．2．2 逻辑函数的定义与基本公式

2．2．3 逻辑函数的表示方法

2．2．4 逻辑函数的化简与实现

2．3 组合逻辑电路分析与设计

2．3．1 组合逻辑电路的分析

第1章　计算机系统概述

1．1　第一台电子数字计算机的诞生

1．2　计算机发展的时代划分

1．3　微型计算机的发展简史——lntel CPU的发展

1．4　芯片的制造

1．4．1　从晶体管到集成电路芯片

1．4．2　集成电路芯片的制造过程

1．5　计算机系统的组成

1．5．1　计算机硬件组成

1．5．2　计算机软件组成

1．6　计算机系统的抽象层次结构

1．7　程序的开发与执行过程

1．7．1　计算机执行的简单实例

1．7．2　可执行文件在硬件上的执行

1．8　计算机性能评价

1．9　用基准程序对计算机进行性能评估

1．10　云计算、普适化、物联网、智能化

1．11　总结

第2章　数字电路分析与设计基础

2．1　逻辑代数与数字电路的关系

2．2　布尔代数与数字电路的关系

2．2．1　基本逻辑运算

2．2．2　逻辑函数的定义与基本公式

2．2．3　逻辑函数的表示方法

2．2．4　逻辑函数的化简与实现

2．3　组合逻辑电路分析与设计

2．3．1　组合逻辑电路的分析