计算机的分类与发展史_电子计算机从数值到应用到非数值应用,在电子计算机发展史上是一个飞跃。电子计算

电子计算机从总体上来说分为两大类。一类是电子模拟计算机。“模拟”就是相似的意，例如计算尺是用长度来标示数值；时钟是用指针在表盘上转动来表示时间；电表是用度来反映电量大小，这些都是模拟计算装置。模拟计算机的特点是数值由连续量来表示，算过程也是连续的。

另一类是电子数字计算机，它是在算盘的基础上发展起来的，是用数字来表示数量的小。数字计算机的主要特点是按位运算，并且不连续地跳动计算。

 

 

计算机的性能指标

I/D

响应时间 表征从输入有效到系统产能够处理的信息量。硬盘：输）输出没设备吞吐量

表征从输入有效到系统产生响应之间的时间度量，用时间单位来度量，

利用率在给定的时间间隔内系统被实际使用的时间所占的比率，用百分比表示。处理机字长指处理机运算器中一次能够完成二进制数运算的位数，如32位、64位。总线宽度一般指CPU中运算器与存储器之间进行互连的内部总线二进制位数。存储器容量存储器中所有存储单元的总数目，通常用KB、MB、GB、TB来表示。PB，EB存储器带宽单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用字节数/秒表示。 28主频/时钟周期CPU的工作节拍受主时钟控制，主时钟不断产生固定频率的时钟，主时钟的频率(f)叫CPU的主频。度量单位是MHz(兆赫兹)、GHz(吉赫兹)。

主频的倒数称为CPU时钟周期(T)，T=1/f，度量单位是μs、ns。

CPU执行时间表示CPU执行一般程序所占用的CPU时间，可用下式计算：

CPU执行时间=CPU时钟周期数又CPU时钟周期

CPI 表示每条指令周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数。用下式计算：

CPI=执行某段程序所需的CPU时钟周期数一程序包含的指令条数

MIPS(Million Instructions Per Second)的缩写，表示平均每秒执行多少百万条定点指

令数，用下式计算： MIPS=指令数÷(程序执行时间×1000000） 

 在电子计算机里，相当于算盘功能的部件，我们称之为运算器；相当于纸那样具有“记忆”功能的部件，我们称之为存储器；相当于笔那样把原始解题信息送到计算机或把运算结果显示出来的设备，我们称之为输入设备或输出设备；而相当于人的大脑，能够自动控制整个计算过程的，称之为控制器。

 

 计算程序

运算器只能完成加、减、乘、除四则运算及其它一些辅助操作。对于比较复杂的计算加，减，乘，除等基本操作来做。每一个基本操作就叫做一条指令，叫做该问题的计算程序，简称为程序。

指令数码化以后，就可以和数据一样放入存储器。存储器的任何位置既可以存放数据也可以存放指令，不过一般是将指令和数据分开存放。将解题的程序(指令序列)存放到存储器中称为存储程序，而控制器依据存储的程序来控制全机协调地完成计算任务叫做程序控制。存储程序并按地址顺序执行，这就是冯·诺依曼型计算机的设计思想，也是机器自动化工作的关键。由于指令和数据放在同一个存储器，称为冯·诺依曼结构：如果指令和数据分别放在两个存储器，称为哈佛结构】显然后者结构的计算机速度更快。

 

指令流和数据流

由于计算机仅使用0和1两个二进制数字，所以使用“位”(bit)作为数字计算机的最小信息单位。当CPU向存储器送入或从存储器取出信息时，不能存取单个的“位”，而用B(字节)和W(字)等较大的信息单位来工作。一个“字节”由8位二进制信息组成，而一个“字”则至少由一个以上的字节组成。通常把组成一个字的二进制位数叫做字长。例如，微型机的字长可以是8位，也可以达到64位。

由于计算机使用的信息既有指令又有数据，所以计算机字既可以代表指令，也可以代表数据。如果某字代表要处理的数据，则称为数据字如果某字为一条指令，则称为指令字。

我们已经看到，指令和数据统统放在内存中，从形式上看，它们都是二进制数码，似乎很难分清哪些是指令字，哪些是数据字。然而控制器完全可以区分开哪些是指令字，哪些是数据字。一般来讲，取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器；而在执行周期中从内存读出的信息流是数据流，它由内存流向运算器。例如，图1.5中从地址17号单元读出的信息流是指令流，而从地址9～12号单元读出的信息流是数据流。