第1章 计算机系统概述
计算机组成原理(第三版)第一章
输出设备：显示器、 打印机、音响等
输入输出接口： USB、HDMI、 VG等
输入输出设备分类 ：输入设备、输出 设备、存储设备等
总线与接口
接口：连接总线和计算机内 部各部件的硬件设备
总线：计算机内部各部件之 间的信息传输通道
总线类型：数据总线、地址 总线、控制总线
接口类型：并行接口、串行接 口、USB接口、PCI接口等
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1960年代集成电路 计算机出现提高了计 算机的集成度和性能
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1970年代大规模集 成电路计算机出现提 高了计算机的性能和 可靠性
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1980年代个人计算 机出现使得计算机进 入家庭和办公室
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1990年代互联网和 万维网的出现使得计 算机成为信息交流的 重要工具
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2000年代云计算和大 数据技术的出现使得计 算机成为数据处理和分 析的重要工具
计算机组成原理(第三版) 第一章大纲
汇报人：
目录
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01
计算机系统概述
02
计算机硬件组成
03
计算机软件组成
04
计算机中的信息表示
05
添加章节标题
计算机系统概述
计算机的发展历程
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1946年第一台电子 计算机ENIC诞生
添加标题
1950年代晶体管计 算机出现提高了计算 机的性能和可靠性
数据校验码
校验码的作用： 检测数据传输 过程中的错误
校验码的类型： 奇偶校验码、 海明码、循环 冗余校验码等
校验码的生成 方法：根据数 据位生成校验
位
校验码的应用： 数据传输、数 据存储等领域
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汇报人：
第一章 计算机控制系统概述
第一章计算机控制系统概述§1．1概述随着科学技术的进步，人们越来越多地用计算机来实现控制系统。
近几年来，计算机技术、自动控制技术、检测与传感技术、CRT显示技术、通信与网络技术、微电子技术的高速发展，促进了计算机控制技术水平的提高。
本章主要介绍计算机控制系统及其组成、工业控制机的组成结构及特点、计算机控制系统的发展概况和趋势。
1．1．1计算机控制技术研究的内容及特点1、研究的内容：主要研究控制理论、计算机技术（软、硬件技术）、网络通信技术、测量技术、信号处理技术等在微机控制中的应用、以及微机的控制方法及其应用。
2、主要的特点：1）理论性强：应用各种控制理论、信号处理理论等2）综合性强：应用有控制理论、计算机硬件技术、编程技术、网络技术、测量技术、信号处理技术、电子技术等3）实践性强：所有设计、计算必须要反复进行实验；在实践中积累了大量的经验方法、经验数据等4）理论与实践相结合5）实用性强6）应用广泛等1．1．2计算机控制技术这门课所应用到的技术：计算机技术、自动控制技术、微电子技术、信息处理技术、检测与传感技术、通信与网络技术、CRT显示技术等等1．1．3计算机控制技术的现状与发展趋势计算机控制技术是一种运用控制理论、仪器仪表、计算机和其它信息技术，对工业生产过程实现检测、控制、优化、调度、管理和决策，达到增加产量、提高质量、降低消耗、确保安全等目的的综合性技术，主要包括工业自动化软件、硬件和系统三大部分1．1．4目前，计算机控制技术正在向智能化、网络化和集成化方向发展。
一、以工业PC为基础的低成本工业控制自动化将成为主流二、PLC在向微型化、网络化、PC化和开放性方向发展三、面向测控管一体化设计的DCS系统四、控制系统正在向现场总线（FCS）方向发展五、仪器仪表技术在向数字化、智能化、网络化、微型化方向发展六、数控技术向智能化、开放性、网络化、信息化发展七、工业控制网络将向有线和无线相结合方向发展八、工业控制软件正向先进控制方向发展► 1.2. 计算机控制系统的组成► 1.3 计算机控制系统分类► 1.4 计算机控制系统中的计算机► 1.5 微型计算机控制系统的发展趋势§1.2 计算机控制系统的组成★自动控制：在没有人直接参与的情况下，通过控制器使生产过程自动地按照预定的规律运行。
《操作系统精髓与设计原理·第五版》习题答案
第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：0011 = 从I/O中载入AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下，12位地址标识一个特殊的外部设备。
请给出以下程序的执行过程（按照图1.4的格式）：1.从设备5中载入AC。
2.加上存储器单元940的内容。
3.把AC保存到设备6中。
假设从设备5中取到的下一个值为3940单元中的值为2。
答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备61.2、本章中用6步来描述图1.4中的程序执行情况，请使用MAR和MBR扩充这个描述。
答案：1. a. PC中包含第一条指令的地址300，该指令的内容被送入MAR中。
b. 地址为300的指令的内容（值为十六进制数1940）被送入MBR，并且PC增1。
这两个步骤是并行完成的。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送入MAR中。
b. 地址940中的值被送入MBR中。
c. MBR中的值被送入AC中。
3. a. PC中的值（301）被送入MAR中。
b. 地址为301的指令的内容（值为十六进制数5941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
b. 地址941中的值被送入MBR中。
c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存到AC中。
5. a. PC中的值（302）被送入MAR中。
b. 地址为302的指令的内容（值为十六进制数2941）被送入MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送入指令寄存器IR中。
6. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送入MAR中。
计算机组成原理复习题带答案
第1章计算机系统概述一、选择题1、在下列四句话中，最能准确反映计算机主要功能的是 C。
A、计算机可以存储大量信息B、计算机能代替人的脑力劳动C、计算机是一种信息处理机D、计算机可实现高速运算2、1946年2月，在美国诞生了世界上第一台电子数字计算机，它的名字叫（1）C，1949年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机称为（2）。
（1）A、EDVAC B、EDSAC C、ENIAC D、UNIVAC-Ⅰ（2）A、EDVAC B、EDSAC C、ENIAC D、UNIVAC-Ⅰ3、计算机硬件能直接执行的只能是B。
A、符号语言B、机器语言C、汇编语言D、机器语言和汇编语言4、对计算机软、硬件资源进行管理，是 A 的功能。
A、操作系统B、数据库管理系统C、语言处理程序D、用户程序二、填空题1、计算机的各大部件通过____总线____________连接在一起，它是各部件之间传输信息的通道。
2、计算机按内部信息形式可以分为___模拟____________和___数字信号_两类。
3、计算机硬件一般由_运算器，控制器_______、__存储器______、_输入_______和、____输出____和五大部分组成。
4、运算器是一个数据加工部件，主要完成二进制___算术_______运算及__逻辑________运算。
5、运算器的___位数________越多，计算的精度就越高，但是所费的电子器件也越多，成本越高。
三、简答题1、简述计算机的发展过程。
1、第一代电子管计算机1946年2月，诞生了世界上第一台电子数字计算机——ENIAC ，1949年研制成功的世界上第一台存储程序式的计算机EDSAC 。
2、第二代晶体管计算机1947年在贝尔实验室制成第一个晶体管，进入20世纪50年代全球出现一场以晶体管代替电子管的革命。
3、第三代集成电路计算机4、大规模集成电路计算机5、超大规模集成电路计算机3、冯.诺依曼计算机的特点是什么？它包括哪些主要组成部分？各部分的功能是什么？1、计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成2、指令和数据以同等的地位存放在存储器内，并可以按地址寻访3、指令和数据均用二进制数表示4、指令由操作码和地址组成。
计算机软硬件基础知识
第1章计算机系统概述§1.1计算机系统的组成一个完整的计算机系统由硬件系统和软件系统两部分组成，如图1.1所示。
硬件系统是构成计算机系统的各种物理设备的总称。
硬件是机器的实体，软件是它的灵魂。
计算机的功能不仅仅取决于硬件，更大程度上是由安装的软件系统所决定。
硬件与软件密切相关，相互依存。
在计算机系统中，硬件与软件的功能分担，在硬件基础上逐层地扩充软件是形成强大的计算机系统的有效途径。
§1.1 计算机硬件系统的基本组成从硬件体系结构上看,它们的基本结构都基于冯·诺依曼存储程序原理的设计思想，即由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
微型计算机（简称为微机）的各部件之间是用总线相连接的，系统总线成为计算机内部传输各种信息的通道。
1.1.1 运算器、控制器和中央处理器1．运算器运算器也称为算术逻辑单元。
它的功能就是在控制器的控制下，对取自内存或内部寄存器的数据进行算术运算或逻辑运算。
离开了运算器，计算机的各种运算都不能实现。
2．控制器控制器一般由指令寄存器、指令译码器、时序电路和控制电路组成。
控制器对计算机系统的其他各部分进行协调与控制，并对输入输出设备的运行进行监控，使计算机有条不紊地自动地执行程序。
没有控制器，计算机各组成部件将是分散独立的，不能成为一个功能完善的计算机系统。
3．中央处理器CPU（Central Processing Unit）在决定计算机的总体性能方面，没有任何其他的单一部件比CPU更重要了，CPU由控制器和运算器组成。
关于CPU，我们应了解以下几点：⑴必须按照CPU的特殊要求编写软件，因此，为某个处理器编写的程序可能在不同型号的处理器上不兼容；⑵某些CPU比其他CPU处理数据的速度快得多，这是由于它们的数据总线宽度和系统时钟的速度不同影响了计算机的性能；⑶CPU地址总线的宽度决定了其可能使用内存的最大数目。
下面就以上内容说明有关术语。
计算机操作系统课后答案
计算机操作系统课后答案计算机操作系统课后答案第一章：操作系统概述1.1 操作系统的定义与作用操作系统是计算机系统中的核心软件，负责管理和控制计算机硬件资源，为用户和应用程序提供统一的接口和服务。
1.2 操作系统的发展历程操作系统的发展经历了批处理系统、分时系统、实时系统和网络操作系统等阶段，逐步提高了计算机的效率和可靠性。
1.3 操作系统的功能和特点操作系统的功能包括进程管理、内存管理、文件管理和设备管理等。
其特点包括并发性、共享性、虚拟性和异步性等。
第二章：进程管理2.1 进程的概念和属性进程是程序在执行过程中的一个实例，具有独立的地址空间和执行状态。
2.2 进程的调度算法常见的进程调度算法有先来先服务调度、短作业优先调度、高响应比优先调度和时间片轮转调度等。
2.3 进程同步与通信进程同步是指协调多个进程之间的执行顺序，进程通信是指进程之间的数据交换和共享。
第三章：内存管理3.1 内存管理的基本概念内存管理包括内存的分配和回收，以及地址转换和内存保护等操作。
3.2 内存分配的算法常见的内存分配算法有首次适应、最佳适应和最坏适应等。
3.3 虚拟内存的实现原理虚拟内存通过将主存和辅存进行映射，将不常用的数据和程序置换到辅存中，以提高内存利用率。
第四章：文件管理4.1 文件的概念和组织方式文件是存储在存储介质上的数据集合，文件组织方式包括顺序文件、索引文件和哈希文件等。
4.2 文件共享与保护文件共享是指多个进程可以同时访问同一个文件，文件保护是指对文件进行权限和访问控制。
4.3 文件系统的实现原理文件系统通过文件目录和文件控制块来管理文件和目录的存储和访问。
第五章：设备管理5.1 设备管理的基本概念设备管理包括设备的分配和回收，以及设备的驱动程序和设备控制器等。
5.2 设备独立性和设备分配算法设备独立性是指操作系统对设备的不同类型进行统一管理，设备分配算法有等待队列调度和优先级调度等。
5.3 设备中断和错误处理设备中断是指设备发出的中断信号，操作系统需要及时响应并处理中断。
《操作系统精髓与设计原理·第五版》练习题及答案
《操作系统精髓与设计原理·第五版》练习题及答案第1章计算机系统概述1.1、图1.3中的理想机器还有两条I/O指令：0011 = 从I/O中载⼊AC0111 = 把AC保存到I/O中在这种情况下，12位地址标识⼀个特殊的外部设备。
请给出以下程序的执⾏过程（按照图1.4的格式）：1.从设备5中载⼊AC。
2.加上存储器单元940的内容。
3.把AC保存到设备6中。
假设从设备5中取到的下⼀个值为3940单元中的值为2。
答案：存储器（16进制内容）：300：3005；301：5940；302：7006步骤1：3005－>IR；步骤2：3－>AC步骤3：5940－>IR；步骤4：3＋2＝5－>AC步骤5：7006－>IR：步骤6：AC－>设备 61.2、本章中⽤6步来描述图1.4中的程序执⾏情况，请使⽤MAR和MBR扩充这个描述。
答案：1. a. PC中包含第⼀条指令的地址300，该指令的内容被送⼊MAR中。
b. 地址为300的指令的内容（值为⼗六进制数1940）被送⼊MBR，并且PC增1。
这两个步骤是并⾏完成的。
c. MBR中的值被送⼊指令寄存器IR中。
2. a. 指令寄存器IR中的地址部分（940）被送⼊MAR中。
b. 地址940中的值被送⼊MBR中。
c. MBR中的值被送⼊AC中。
3. a. PC中的值（301）被送⼊MAR中。
b. 地址为301的指令的内容（值为⼗六进制数5941）被送⼊MBR，并且PC增1。
c. MBR中的值被送⼊指令寄存器IR中。
4. a. 指令寄存器IR中的地址部分（941）被送⼊MAR中。
b. 地址941中的值被送⼊MBR中。
c. AC中以前的内容和地址为941的存储单元中的内容相加，结果保存到AC中。
5. a. PC中的值（302）被送⼊MAR中。
b. 地址为302的指令的内容（值为⼗六进制数2941）被送⼊MBR，并且PC增1。
第1章 计算机控制系统概述 《计算机控制系统》课件
能观性
用状态反馈构成控制规律，从它的测量输出中获得
系统状态的信息。如果输出不反映状态信息，这样的系
统被称为是不能观的。
2020/10/29
14
3. 控制系统的动态指标
动态指标能够比 较直观地反映控 制系统的过渡过 程特性，动态指 标包括超调量， 调节时间，峰值 时间，衰减比和 振荡次数。
2020/10/29
r
+e
控制器 u
D/A
给定量 -
A/D
控制计算机
执行机构
被控对象
测量变送 生产过程
2020/10/29
图1 计算机控制系统基本结构
y
被控量
3
计算机控制系统的特点
在计算机控制系统中，被控制量通常是模 拟量，而计算机本身的输入输出量都是数字量。 因此，计算机控制系统大都具有数字—模拟混 合式的结构。
优点：结构简单，控制灵活和安全。 2020缺/10/点29 :要由人工操作，速度受到限制，不能控制多个对象。8
2. 直接数字控制系统
CRT
输入通道
（ AI ，DI）
生
打印机
计
产
算
过
报警
机
程
输出通道
操作台
（ AO，DO）
图5 直接数字控制系统框图
计算机闭环控制系统。可完全取代模拟调节器，实现
多回路的PID控制，而且只要改变程序就可以实现复杂的
0 12 34 0 1 2 3 4 0 12 34
模拟信号
离散模拟信号
数字信号
0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 0 1 2 3 4 t/T
数字信号ห้องสมุดไป่ตู้
离散模拟信号
第1章计算机控制系统概述
目录第1章计算机控制系统概述 (1)1.1 引言 (1)1.2 计算机控制系统的基本概念 (2)1.2.1 计算机控制系统的组成 (2)1.2.2 计算机控制系统的应用要求 (3)1.2.3 计算机控制系统的性能指标 (4)1.3 计算机控制系统的通道和接口技术 (5)1.3.1 过程通道 (6)1.3.2 总线接口技术 (8)1.4 模拟与数字信号之间的相互转换 (10)1.4.1 D/A转换及其误差 (10)1.4.2 A/D转换及其误差 (12)1.5 计算机控制系统的理论问题 (14)1.5.1 信号变换问题 (14)1.5.2 对象建模与性能分析 (14)1.5.3 控制算法设计 (14)1.5.4 控制系统实现技术 (15)1.6 计算机控制系统的基本类型 (15)本章小结 (20)习题与思考题 (21)第1章计算机控制系统概述1.1 引言计算机控制是以控制理论与计算机技术为基础的一门新的工程科学技术，广泛应用于工业、交通、农业、军事等领域。
随着控制理论和计算机技术的发展，以及工程技术人员对计算机应用技术的不断总结和创新，使得计算机控制系统的分析设计理论和方法不断得以完善和发展，成为从事自动化技术工作的科技人员必须掌握的一门专业知识。
世界第一台数字计算机诞生于1946年，从此在科学技术上引起了一场深刻的革命。
20世纪50年代初产生了将数字计算机用于控制的思想，1955年美国TRW航空公司与美国一个炼油厂合作，开始进行计算机控制的研究，这一开创性工作为计算机控制奠定了基础；1962年英国的帝国化学工业公司应用计算机直接控制（DDC）被控过程的变量；1972年开始，微型计算机的出现和发展，推动计算机控制进入了崭新的发展阶段，并逐步取代模拟系统而成为主流控制系统。
20世纪80年代以后，微型处理器件的迅速发展对计算机控制产生了深远的影响，相互关联的微计算机组合、共同负担工作负荷的系统应运而生，计算机控制得到更为普及的应用，并快速向集散型、网络化的方向发展。
操作系统知识点复习总结
计算机操作系统第0章计算机系统概述计算机系统由操作员、软件系统和硬件系统组成。
软件系统：有系统软件、支撑软件和应用软件三类。
系统软件是计算机系统中最靠近硬件层次不可缺少的软件；支撑软件是支撑其他软件的开发和维护的软件；应用软件是特定应用领域的专用软件。
硬件系统：借助电、磁光、机械等原理构成的各种物理部件的组合，是系统赖以工作的实体。
如今计算机硬件的组织结构仍然采用冯诺依曼基本原理（有控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备—通常把控制器和运算器做一起称为中央处理机cpu，把输入输出设备统称为I/O设备）。
关于计算机系统的详细：Cpu的四大组件构成：ALU、CU、寄存器和中断系统。
存储器：理想存储器是大容量、高速度和低价位。
在计算机系统中存储器的分层结构：寄存器、高速缓存（cache）（用于解决cpu和内存读写速度过于不匹配）、主存（RAM和ROM）、磁盘和磁带。
I/O系统：由I/O软件和I/O硬件组成，前者用于将数据输入主机和将数据计算的结果输出到用户，实现I/O系统与主机工作的协调。
I/O硬件包括接口模块和I/O设备。
关于系统中断：利用中断功能，处理器可以在I/O操作执行过程中执行其他指令。
第1章操作系统引论操作系统的定义：控制和管理计算机软、硬件资源，合理组织计算机的工作流程，以便用户使用的程序集合。
计算机的四代发展：(1)没有操作系统的计算机（没有晶体管，使用机器语言写成的）(2)有监控系统的计算机（出现晶体管，使用汇编语言和高级语言，出现了单道批处理系统）(3)带操作系统的计算机（出现了小规模的集成电路，出现了多道程序设计技术—相当于系统中断，由于多道程序不能很好的满足用户对响应时间的要求，出现了分时系统。
多批道处理系统和分时系统的出现标志着操作系统的形成。
）(4)多元化操作系统的计算机（出现了大规模集成电路，分布式操作系统）操作系统的特征并发性：两个或两个以上的事物在同一个时间间隔内发生。