计算机的发展史和基本结构

M1__ · 2024-08-10 17:14:52 · 科技·工程

2.计算机的发展史和基本结构

2.1. 计算机发展史

• 第一台计算机的诞生

  • 但注意，ENIAC 不满足后问提到的冯诺依曼体系结构。因为他的诞生时间显然比冯诺依曼体系结构的诞生时间还要久远。

• 冯诺依曼体系结构

  • 三个基本原则：二进制逻辑，程序存储执行，以及计算机由五个部分组成（运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备）

• 伟大的计算机学家们：

  • 冯诺依曼·图灵
  • 第一个给计算机写程序的人：阿达·洛芙洛斯

    2.2. 计算机基本结构

2.2.1 CPU（中央处理器）

• 主要构成：控制单元（即控制器）CU，算术逻辑单元（即运算器）AIU，存储单元（寄存器）

• 主流 64 位处理器，一次可处理 8 位数据。

• 主频（单位 Hz）越高，运算速度越快。

  2.2.2. 存储设备

• 存储器（注意不是寄存器，寄存器是存储器的一种）

  • 存储器分为内存，外存，缓存（Cache）
  • 在内存中，每个存储单元都有唯一的编号称为地址。
  • 存储速度由快到慢：

    cpu寄存器 > Cache > 内存 > 外存

• 存储容量单位：

  • 常见的有 b，B，KB，MB，GB，TB，PB 等。
  • 采用 1024 进制，如 1KB=1024B；
  • 例题：一位艺术史学家有 20000 幅 1024 \times768 的 32 位真彩色图像，如果将这些图像以位图形式保存在 CD 光盘上（一张 CD 光盘的容量按 600M 计算），大约需要多少张 CD 光盘。 \frac{1024 \times 768 \times 32 \times 20000}{8 \times 1024 \times 1024 \times 600}=100

    2.2.3 输入输出设备

• 常见输入设备：鼠标，键盘，扫描仪，摄像头等。

• 常见输出设备：打印机，绘图仪，音响，显示器等。