第1章 計算機系統(tǒng)導論

1、第1章計算機系統(tǒng)導論計算機系統(tǒng)導論11概論概論111計算機系統(tǒng)的發(fā)展簡史計算機系統(tǒng)的發(fā)展簡史計算機已經(jīng)歷了50多年的發(fā)展。在這個過程中，最重要的代表人物是英國科學家艾蘭?圖靈和美籍匈牙利科學家馮?諾依曼。艾蘭艾蘭?圖靈圖靈對現(xiàn)代計算機發(fā)展的主要貢獻是建立了圖靈機的理論模型，發(fā)展了可計算性理論和提出了定義機器智能的圖靈(AI)測試。1936年，圖靈發(fā)表了名為《論可計算的數(shù)及其在密碼問題的應用》的論文。該文首次提出邏輯機（logicMach

2、ine）的通用模型。人們把該模型稱為圖靈機圖靈機（縮寫TM）。實踐證明：TM不能解決的計算問題，實際計算機也不可能解決；只有TM能夠解決的計算問題，實際計算機才有可能解決。但對還有些問題，TM可以計算而實際計算機還不能實現(xiàn)的。在這個基礎上發(fā)展了可計算性理論可計算性理論圖靈機的計算能力概括了數(shù)字計算機的計算能力。TM能識別的語言屬于遞歸可枚舉集合遞歸可枚舉集合，它能計算的問題稱為部分遞歸函數(shù)的整數(shù)函數(shù)。圖靈機對數(shù)字計算機的一般結(jié)構(gòu)、可實現(xiàn)

3、性和局限性產(chǎn)生了意義深遠的影響。直到今天，器、存儲器、輸入和輸出五部分組成。為充分發(fā)揮電子元件的高性能，指令和數(shù)據(jù)用二進制形式存入計算機的記憶裝置，讓計算機能自動地執(zhí)行程序。馮?諾依曼提出的存儲程序思想和計算機硬件的基本結(jié)構(gòu)，確立了現(xiàn)代計算機的基本結(jié)構(gòu)。幾十年來，計算機發(fā)生了極大的變化。但從硬件體系結(jié)構(gòu)看，目前所有的通用數(shù)字計算機基本采用的都是計算機經(jīng)典結(jié)構(gòu)——馮諾依諾依曼結(jié)構(gòu)曼結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的特點是：⑴使用單一處理部件來完成計算、存儲及

4、通信工作。⑵線性組織的定長存儲單元。⑶存儲空間的單元是直接尋址的。⑷使用機器語言機器語言，其指令指令是完成基本操作的簡單操作。⑸對計算進行集中的順序控制。綜上可知，計算機是孕育于英國，誕生于美國，成長于全世界。根據(jù)計算機所采用物理器件的發(fā)展，一般把計算機的發(fā)展分成四個階段（或稱四代），如P2表11所示。112計算機系統(tǒng)的應用領(lǐng)域計算機系統(tǒng)的應用領(lǐng)域計算機的出現(xiàn)，使人類從繁重的機械腦力勞動中解放出來，使人類能集中更多的精力從事高級的創(chuàng)造與