初赛1——计算机结构与原理

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• 计算机结构与原理
  • 冯诺依曼架构
    • 组成
      • 存储器、运算器、控制器、输入设备、输出设备
    • 存储程序
      • 将程序与数据一起存储、处理
  • 硬件
    • CPU
      • 组成
        • 运算器
        • 控制器
        • 寄存器
      • 参数
        • 字长
          • 一次处理数据的能力
          • 32位CPU
          • 64位CPU
        • 主频
        • MIPS
        • 指令集
          • 复杂指令集（CISC）
          • 精简指令集（RISC）
        • 高速缓存
        • 寻址单元=2^n
        • 制造工艺：xxnm
      • 发展
        • 电子管、晶体管时期
        • Intel
          • 第一个微处理器(有争议）
            • 第一款微处理器应该是美国军方研制，用于F-14雄猫战机中由6颗晶片组成的中央空气数据计算机：CADC（CenterAir Data Computer）
          • 第一款商用处理器
            • 4004
          • 808x
            • 8080
            • 8088
          • x86
            • 286：16bit
            • 386：32bit
            • 486
            • 奔腾
              • I
              • II
              • III
              • IV
          • 安腾
            • 64bit
          • 赛扬
            • 低端
          • 至强
            • 服务器
            • 对处理器
          • 酷睿
    • 内存（主存）
      • CPU能直接寻址的存储空间
      • 分类
        • RAM
          • 随机存储器
          • 存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器
          • DRAM
            • 动态：需要不断高速刷新
          • SRAM
            • 静态
        • ROM
        • Cache
      • 发展：SDR、DDR2~4
    • 外存
    • 总线
      • 内部总线
        • 连接CPU内部各个模块
      • 外部总线（系统总线）
        • 连接CPU、存储器和IO系统
        • 分类
          • 数据总线
          • 地址总线
          • 控制总线
  • 软件
    • BIOS
      • 启动时加载的第一个软件
      • UEFI：统一的可扩展固件接口
    • 操作系统
      • 例： windows、Linux、Unix、FreeBSD、NetWare、OS/2、Mac OS
    • 应用软件
    • 编程
      • 语言
        • 机器语言
          • 不可移植
          • 由01组成
        • 汇编语言
          • 是一种用于电子计算机、微处理器、微控制器或其他可编程器件的低级语言，亦称为符号语言。在汇编语言中，用助记符（Mnemonics）代替机器指令的操作码，用地址符号（Symbol）或标号（Label）代替指令或操作数的地址。在不同的设备中，汇编语言对应着不同的机器语言指令集，通过汇编过程转换成机器指令
          • 难移植
          • 低级语言
        • 高级语言
          • 命令式语言：这种语言的语义基础是模拟“数据存储/数据操作”的图灵机可计算模型，十分符合现代计算机体系结构的自然实现方式。其中产生操作的主要途径是依赖语句或命令产生的副作用。现代流行的大多数语言都是这一类型，比如 Fortran、Pascal、Cobol、C、C++、Basic、Ada、Java、C# 等及各种脚本语言
          • 函数式语言：这种语言的语义基础是基于数学函数概念的值映射的λ算子可计算模型。适合于进行人工智能等工作的计算。典型的函数式语言如 Lisp、Haskell、ML、Scheme 、F#等。
          • 逻辑式语言：这种语言的语义基础是基于一组已知规则的形式逻辑系统。这种语言主要用在专家系统的实现中。最著名的逻辑式语言是 Prolog。
          • 面向对象语言：现代语言中的大多数都提供面向对象的支持，但有些语言是直接建立在面向对象基本模型上的，语言的语法形式的语义就是基本对象操作。主要的纯面向对象语言是 Smalltalk
          • 虽然各种语言属于不同的类型，但它们各自都不同程度地对其他类型的运算模式有所支持。
    • 常见文件格式
  • 发展
    • 世界
      • ENIAC【美】
        • 1946
        • 宾夕法尼亚大学
      • 发展
        • 1-电子管
        • 2-晶体管
        • 3-中小规模集成电路
        • 4-（超）大规模集成电路
        • 5-光、超导、人工智能、生物
    • 中国
      • 电子管：1958-1964
        • 第一台电子数字计算机（103机）：1958-8-1
        • 第一台大型通用电子数字计算机（104机）
        • 第一台自行设计小型通用电子数字计算机（107机）：1960-4
        • 第一台自行设计的大型通用数字电子管计算机（119机）：1964
      • 晶体管：1965-1972
        • 第一台大型晶体管计算机（109乙机）：1965
      • 中小规模集成电路：1973-80s初
        • 100万次/s大型机：1973
        • 100万次/s小型机：1974
      • 超大规模
      • 银河-I（每秒上亿次）：1983
      • 银河-II（每秒10亿次）：1992
      • 银河-III（百亿次）：1997
      • 第一款通用CPU：龙芯：2001
    • 摩尔定律
      • 当价格不变时，集成电路上可容纳的晶体管数目，约每隔18个月便会增加一倍，性能也将提升一倍
    • 钟摆定论
  • 周边
    • 计算机特点
      • 运算速度快
      • 运算精度高
      • 具有记忆能力
      • 具有逻辑判断能力
      • 具有自动控制能力
    • 分类
      • 巨型机
      • 大型机
      • 小型机
      • 微型机
      • 单片机
    • 应用
      • 数值计算
      • 自动控制
      • 事物处理
      • 辅助教学（CAI）
      • 辅助设计（CAD）
      • 辅助测试（CAT）
      • 信息检索
      • 出版印刷
      • 网络通信
      • 多媒体技术
• 汉字信息编码
  • 输入码
    • 区位码
    • 音码
    • 形码
    • 音形码
  • 区位码
  • 国标码=区位码+20H
  • 机内码=国标码+80H
  • 字形码