计算机系统原理（计算机系统原理）

由网友(承受不起你的温柔)分享简介：《计较机体系道理》1书，从软件以及硬件两个方面论述计较机体系的事情道理，内容包孕：计较机体系概述、数字电路阐发取设计、运算要领取运算器、指令体系取汇编言语步伐设计、存储器、节制器、输人输入体系、总线、操做体系。此中，节制器部门经由过程1个真例，正在整合后面各章所教常识的根蒂根基上，从总体上论述计较机的事情道理；输出输入部门倾向于从...

《计算机系统原理》一书，从硬件和软件两个方面阐述计算机系统的工作原理，内容包括：计算机系统概述、数字电路分析与设计、运算方法与运算器、指令系统与汇编语言程序设计、存储器、控制器、输人输出系统、总线、操作系统。其中，控制器部分通过一个实例，在整合前面各章所学知识的基础上，从整体上阐述计算机的工作原理；输入输出部分偏向于从微机接口与应用的角度来介绍，操作系统则从资源管理的角度进行阐述。该书可作为高等院校非计算机专业学生的教材，也适合计算机专业非硬件类学生学习。

中文名

计算机系统原理

作者

刘真

定价

35.00 元

语言

中文

出版社

机械工业出版社

开本

16开

ISBN

9787111247814

出版时间

2008年

内容选读

1．1．1计算机的产生与发展

计算机（俗称电脑）国际术语计算机，是20世纪最伟大的科学技术发明之一

它的发明者是约翰·阿塔那索夫教授。它是一种不需要人工直接干预，能够快速对各种数字信息进行算术和逻辑运算的电子设备，以微处理器为核心，配上大容量的半导体存储器及功能强大的可编程接口芯片，连上外设（包括键盘、显示器、扫描仪、打印机和软驱、光驱等外部存储器）及电源所组成的计算机，称为微型计算机简称微型机或微机，有时又称为PC（Personal Computer）或MC（Micro computer）。微机加上系统软件，就构成了整个微型计算机系统（MSC，简称微机系统）。

计算机对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响，并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域，已形成了规模巨大的计算机产业，带动了全球范围的技术进步，由此引发了深刻的社会变革。计算机已遍及学校、企事业单位，进入寻常百姓家，成为信息社会中必不可少的工具。它是人类进入信息时代的重要标志之一。

计算机按其规模和性能一般可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类。运算速度在每秒几亿次以上的称为超级计算机，其生产难度大，成本高，因此它是衡量一个国家计算机技术水平的重要标志。世界上只有几个国家具有研制巨型计算机的能力，我国就是其中之一。个人计算机是20世纪70年代出现的一种新机型，是微处理器（MPU）为核心组之为“电脑”。当今，计算机有朝着巨型化和微型化两个方向发展的趋势。

发展的四个阶段

1.第1代计算机：电子管数字计算机（1946—1958年）

硬件方面，逻辑元件采用真空电子管，主存储器采用汞延迟线、阴极射线示波管静电存储器、磁鼓、磁芯；外存储器采用磁带。软件方面采用机器语言、汇编语言。应用领域以军事和科学计算为主。特点是体积大、功耗高、可靠性差。速度慢（一般为每秒数千次至数万次）、价格昂贵，但为以后的计算机发展奠定了基础。

2.第2代计算机：晶体管数字计算机（1958—1964年）

硬件方面，逻辑元件采用晶体管，主存储器采用磁芯，外存储器采用磁盘。软件方面出现了以批处理为主的操作系统、高级语言及其编译程序。应用领域以科学计算和事务处理为主，并开始进入工业控制领域。特点是体积缩小、能耗降低、可靠性提高、运算速度提高（一般为每秒数10万次，可高达300万次）、性能比第1代计算机有很大的提高。

3.第3代计算机：集成电路数字计算机（1964—1970年）

硬件方面，逻辑元件采用中、小规模集成电路（MSI、SSI），主存储器仍采用磁芯。软件方面出现了分时操作系统以及结构化、规模化程序设计方法。特点是速度更快（一般为每秒数百万次至数千万次），而且可靠性有了显著提高，价格进一步下降，产品走向了通用化、系列化和标准化。应用领域开始进入文字处理和图形图像处理领域。

4.第4代计算机：大规模集成电路计算机（1970年至今）

硬件方面，逻辑元件采用大规模和超大规模集成电路（LSI和VLSI）。软件方面出现了数据库管理系统、网络管理系统和面向对象语言等。特点是1971年世界上第一台微处理器在美国硅谷诞生，开创了微型计算机的新时代。应用领域从科学计算、事务管理、过程控制逐步走向家庭。

2．3．2触发器

触发器（trigger）是个特殊的存储过程，它的执行不是由程序调用，也不是手工启动，而是由事件来触发，比如当对一个表进行操作（ insert，delete， update）时就会激活它执行。触发器经常用于加强数据的完整性约束和业务规则等。触发器可以从 DBA_TRIGGERS ，USER_TRIGGERS 数据字典中查到。

触发器可以查询其他表，而且可以包含复杂的SQL语句。它们主要用于强制服从复杂的业务规则或要求。例如：您可以根据客户当前的帐户状态，控制是否允许插入新订单。

触发器也可用于强制引用完整性，以便在多个表中添加、更新或删除行时，保留在这些表之间所定义的关系。然而，强制引用完整性的最好方法是在相关表中定义主键和外键约束。如果使用数据库关系图，则可以在表之间创建关系以自动创建外键约束。

DML触发器

当数据库中表中的数据发生变化时，包括insert,update,delete任意操作，如果我们对该表写了对应的DML触发器，那么该触发器自动执行。DML触发器的主要作用在于强制执行业务规则，以及扩展Sql Server约束，默认值等。因为我们知道约束只能约束同一个表中的数据，而触发器中则可以执行任意Sql命令。

DDL触发器

它是Sql Server2005新增的触发器，主要用于审核与规范对数据库中表，触发器，视图等结构上的操作。比如在修改表，修改列，新增表，新增列等。它在数据库结构发生变化时执行，我们主要用它来记录数据库的修改过程，以及限制程序员对数据库的修改，比如不允许删除某些指定表等。

3．2．1逻辑运算

逻辑运算又称布尔运算布尔用数学方法研究逻辑问题，成功地建立了逻辑演算。他用等式表示判断，把推理看作等式的变换。这种变换的有效性不依赖人们对符号的解释，只依赖于符号的组合规律。这一逻辑理论人们常称它为布尔代数。20世纪30年代，逻辑代数在电路系统上获得应用，随后，由于电子技术与计算机的发展，出现各种复杂的大系统，它们的变换规律也遵守布尔所揭示的规律。逻辑运算 (logical operators) 通常用来测试真假值。最常见到的逻辑运算就是循环的处理，用来判断是否该离开循环或继续执行循环内的指令。

3．2．2算术运算

算术运算

就是数的加、减、乘、除以及乘方开方等数学运算，区别于几何运算。

而对于算术来说，它是数学中最古老，最基础和最初等的部分。它研究数的性质及其运算。把数和数的性质，数和数之间的四则运算在应用过程中的经验积累起来，并加以整理，就形成了最古老的一门数学——算术

3．4．2内部总线

将处理器的所有结构单元内部相连。它的宽度可以是8、16、32、或64位。

如在CPU内部，寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所用的总线称为片内总线(即芯片内部的总线)。

目前比较流行的几种内部总线技术：

----1．I2C总线

----I2C（Inter-IC）总线10多年前由Philips公司推出，是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。它是同步通信的一种特殊形式，具有接口线少，控制方式简化，器件封装形式小，通信速率较高等优点。在主从通信中，可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上，通过地址来识别通信对象。

----2．SPI总线

----串行外围设备接口SPI（serial peripheral interface）总线技术是Motorola公司推出的一种同步串行接口。Motorola公司生产的绝大多数MCU（微控制器）都配有SPI硬件接口，如68系列MCU。SPI总线是一种三线同步总线，因其硬件功能很强，所以，与SPI有关的软件就相当简单，使CPU有更多的时间处理其他事务。

----3．SCI总线

----串行通信接口SCI（serial communication interface）也是由Motorola公司推出的。它是一种通用异步通信接口UART，与MCS-51的异步通信功能基本相同。

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