③流水線處理機(jī)與并行處理機(jī):在元件、器件速度有限的條件下,,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與組織著手來實(shí)現(xiàn)高速處理能力,成功地研制出這兩種處理機(jī),。它們均面向ɑiθbi=ci(i=1,,2,,3,…,,n,;θ為算符)這樣一組數(shù)據(jù)(也叫向量)運(yùn)算。流水線處理機(jī)是單指令數(shù)據(jù)流(SISD)的,,它們用重疊原理,,用流水線方式加工向量各元素,具有高加工速率,。并行處理機(jī)是單指令流多數(shù)據(jù)流(SIMD)的,,它利用并行原理,重復(fù)設(shè)置多個(gè)處理部件,,同時(shí)并行處理向量各元素來獲得高速度(見并行處理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)),。流水和并行技術(shù)還可結(jié)合,如重復(fù)設(shè)置多個(gè)流水部件,,并行工作,,以獲得更高性能。研究并行算法是發(fā)揮這類處理機(jī)效率的關(guān)鍵,。在高級(jí)程序語言中相應(yīng)地?cái)U(kuò)充向量語句,,可有效地組織向量運(yùn)算;或設(shè)有向量識(shí)別器,,自動(dòng)識(shí)別源程序中的向量成分,。一臺(tái)普通主機(jī)(標(biāo)量機(jī))配一臺(tái)數(shù)組處理器(*作高速向量運(yùn)算的流水線**機(jī)),構(gòu)成主副機(jī)系統(tǒng),,可**提高系統(tǒng)的處理能力,,且性能價(jià)格比高,應(yīng)用相當(dāng)***,。④多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng),、分布處理系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng):多處理機(jī)與多機(jī)系統(tǒng)是進(jìn)一步發(fā)展并行技術(shù)的必由之路,是巨型,、大型機(jī)主要發(fā)展方向,。它們是多指令流多數(shù)據(jù)流(MIMD)系統(tǒng),各機(jī)處理各自的指令流(進(jìn)程),,相互通信,。加強(qiáng)系統(tǒng)集成技術(shù)及典型應(yīng)用系統(tǒng)(如CAD/CAM、 DCCS,、 MIS,、CIMS等)技術(shù)開發(fā),;惠山區(qū)電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成質(zhì)量保障
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指用于數(shù)據(jù)庫管理的計(jì)算機(jī)硬軟件及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)需要大容量的主存以存放和運(yùn)行操作系統(tǒng),、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)程序,、應(yīng)用程序以及數(shù)據(jù)庫、目錄,、系統(tǒng)緩沖區(qū)等,,而輔存則需要大容量的直接存取設(shè)備。此外,,系統(tǒng)應(yīng)具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)功能,。[1]中文名計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外文名computersystem組成計(jì)算機(jī)硬件和軟件硬件**處理機(jī)、存儲(chǔ)器和外部設(shè)備軟件系統(tǒng)軟件與應(yīng)用軟件目錄1簡(jiǎn)介2特點(diǎn)3組成?硬件?軟件4分類5展望6工作流程7操作系統(tǒng)?簡(jiǎn)介?發(fā)展歷史?構(gòu)成?結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)?橫向比較8弗林分類法計(jì)算機(jī)系統(tǒng)簡(jiǎn)介編輯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)按人的要求接收和存儲(chǔ)信息,,自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和計(jì)算,,并輸出結(jié)果信息的機(jī)器系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)是腦力的延伸和擴(kuò)充,,是近代科學(xué)的重大成就之一,。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件(子)系統(tǒng)和軟件(子)系統(tǒng)組成。前者是借助電,、磁、光,、機(jī)械等原理構(gòu)成的各種物理部件的有機(jī)組合,,是系統(tǒng)賴以工作的實(shí)體。后者是各種程序和文件,,用于指揮全系統(tǒng)按指定的要求進(jìn)行工作,。自1946年***臺(tái)電子計(jì)算機(jī)問世以來,計(jì)算機(jī)技術(shù)在元件器件,、硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu),、軟件系統(tǒng)、應(yīng)用等方面,,均有驚人進(jìn)步,,現(xiàn)代計(jì)算機(jī)系統(tǒng)小到微型計(jì)算機(jī)和個(gè)人計(jì)算機(jī),大到巨型計(jì)算機(jī)及其網(wǎng)絡(luò),,形態(tài),、特性多種多樣。濱湖區(qū)專業(yè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成程序,,確保各應(yīng)用領(lǐng)域計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工程質(zhì)量,,信息產(chǎn)業(yè)部從2000年開始建立計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)集成資質(zhì)管理制度。
借助通信網(wǎng)絡(luò),,共享遠(yuǎn)程信息與軟件資源,。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成編輯圖1為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu),。內(nèi)核是硬件系統(tǒng),是進(jìn)行信息處理的實(shí)際物理裝置,。**外層是使用計(jì)算機(jī)的人,,即用戶。人與硬件系統(tǒng)之間的接口界面是軟件系統(tǒng),,它大致可分為系統(tǒng)軟件,、支援軟件和應(yīng)用軟件三層。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)硬件硬件系統(tǒng)主要由**處理器,、存儲(chǔ)器,、輸入輸出控制系統(tǒng)和各種外部設(shè)備組成。**處理器是對(duì)信息進(jìn)行高速運(yùn)算處理的主要部件,,其處理速度可達(dá)每秒幾億次以上操作,。存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)程序、數(shù)據(jù)和文件,,常由快速的內(nèi)存儲(chǔ)器(容量可達(dá)數(shù)百兆字節(jié),,甚至數(shù)G字節(jié))和慢速海量外存儲(chǔ)器(容量可達(dá)數(shù)十G或數(shù)百G以上)組成。各種輸入輸出外部設(shè)備是人機(jī)間的信息轉(zhuǎn)換器,,由輸入-輸出控制系統(tǒng)管理外部設(shè)備與主存儲(chǔ)器(**處理器)之間的信息交換,。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件軟件分為系統(tǒng)軟件、支撐軟件和應(yīng)用軟件,。系統(tǒng)軟件由操作系統(tǒng),、實(shí)用程序、編譯程序等組成,。操作系統(tǒng)實(shí)施對(duì)各種軟硬件資源的管理控制,。實(shí)用程序是為方便用戶所設(shè),如文本編輯等,。編譯程序的功能是把用戶用匯編語言或某種高級(jí)語言所編寫的程序,,翻譯成機(jī)器可執(zhí)行的機(jī)器語言程序。支撐軟件有接口軟件,、工具軟件,、環(huán)境數(shù)據(jù)庫等,它能支持用機(jī)的環(huán)境,。
⑤諾依曼機(jī)與非諾依曼機(jī):存儲(chǔ)程序和指令驅(qū)動(dòng)的諾依曼機(jī)迄今仍占統(tǒng)治地位,。它順序執(zhí)行指令,限制了所解問題本身含有的并行性,,影響處理速度的進(jìn)一步提高,。突破這一原理的非諾依曼機(jī),就是從體系結(jié)構(gòu)上來發(fā)展并行性,提高系統(tǒng)吞吐量,,這方面的研究工作正在進(jìn)行中,。由數(shù)據(jù)流來驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流計(jì)算機(jī)以及按歸約式控制驅(qū)動(dòng)和按需求驅(qū)動(dòng)的高度并行計(jì)算機(jī),都是有發(fā)展前途的非諾依曼計(jì)算機(jī)系統(tǒng),。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)展望編輯計(jì)算機(jī)系統(tǒng)約每3~5年更新一次,,性能價(jià)格比成十倍地提高,體積大幅度減小,。超大規(guī)模集成電路技術(shù)將繼續(xù)快速發(fā)展,,并對(duì)各類計(jì)算機(jī)系統(tǒng)均產(chǎn)生巨大而又深刻的影響。32位微型機(jī)已出現(xiàn),,64位微型機(jī)也已經(jīng)問世,,單片上做1000萬個(gè)元件已為時(shí)不遠(yuǎn)。比半導(dǎo)體集成電路快10~100倍的器件,,如砷化鎵,、高電子遷移率器件、約瑟夫遜結(jié),、光元件等的研究將會(huì)有重要成果,。提高組裝密度和縮短互連線的微組裝技術(shù)是新一代計(jì)算機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)之一。光纖通信將大量應(yīng)用,。各種高速智能化外部設(shè)備不斷涌現(xiàn),,光盤的問世將使輔助海量存儲(chǔ)器面目一新。多處理機(jī)系統(tǒng),、多機(jī)系統(tǒng),、分布處理系統(tǒng)將是引人注目的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。軟件硬化(稱固件)是發(fā)展趨勢(shì),。有關(guān)主管部門加強(qiáng)對(duì)信息市場(chǎng)、計(jì)算機(jī)信息服務(wù)業(yè)市場(chǎng)的宏觀管理,;
從這個(gè)角度看,,操作系統(tǒng)的作用是為用戶提供一臺(tái)等價(jià)的擴(kuò)展機(jī)器,也稱虛擬機(jī),,它比底層硬件更容易編程,。2、從使用者的角度看從使用者的角度來看,,操作系統(tǒng)則用來管理一個(gè)復(fù)雜系統(tǒng)的各個(gè)部分,。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)在相互競(jìng)爭(zhēng)的程序之間有序地控制對(duì)CPU、內(nèi)存及其它I/O接口設(shè)備的分配,。比如說,,假設(shè)在一臺(tái)計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的三個(gè)程序試圖同時(shí)在同一臺(tái)打印機(jī)上輸出計(jì)算結(jié)果。那么頭幾行可能是程序1的輸出,下幾行是程序2的輸出,,然后又是程序3的輸出等等,。**終結(jié)果將是一團(tuán)糟。這時(shí),,操作系統(tǒng)采用將打印輸出送到磁盤上的緩沖區(qū)的方法就可以避免這種混亂,。在一個(gè)程序結(jié)束后,操作系統(tǒng)可以將暫存在磁盤上的文件送到打印機(jī)輸出,。從這種角度來看,,操作系統(tǒng)則是系統(tǒng)的資源管理者。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)發(fā)展歷史下面我們結(jié)合計(jì)算機(jī)的發(fā)展歷史來回顧一下操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程,。1,、***代計(jì)算機(jī)(1945-1955):真空管和插件板40年代中期,美國哈佛大學(xué),、普林斯頓高等研究院,、賓夕法尼亞大學(xué)的一些人使用數(shù)萬個(gè)真空管,構(gòu)建了世界上***臺(tái)電子計(jì)算機(jī),。開啟計(jì)算機(jī)發(fā)展的歷史,。這個(gè)時(shí)期的機(jī)器需要一個(gè)小組專門設(shè)計(jì)、制造,、編程,、操作、維護(hù)每臺(tái)機(jī)器,。程序設(shè)計(jì)使用機(jī)器語言,,通過插板上的硬連線來控制其基本功能。建立示范試點(diǎn),,以點(diǎn)帶面推廣,。綜合計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成認(rèn)真負(fù)責(zé)
研制典型應(yīng)用系統(tǒng)軟硬件成套產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)商品化生產(chǎn),;惠山區(qū)電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成質(zhì)量保障
貝爾實(shí)驗(yàn)室)和通用電氣公司決定開發(fā)一種“公用計(jì)算機(jī)服務(wù)系統(tǒng)”----MULTICS,,希望其能同時(shí)支持?jǐn)?shù)百名分時(shí)用戶的一種機(jī)器。結(jié)果這個(gè)計(jì)劃的研制難度超出了所有人的預(yù)料,,**后這個(gè)系統(tǒng)也以失敗結(jié)束,。不過,MULTICS的思想?yún)s為后來的操作系統(tǒng)很多提示,。20世紀(jì)60年代未,,一位貝爾實(shí)驗(yàn)室曾參加過MULTICS研制工作的計(jì)算機(jī)科學(xué)家KenThompson,在一臺(tái)無人使用的PDP-7機(jī)器上開發(fā)出了一套簡(jiǎn)化的,、單用戶版的MULTICS,。后來導(dǎo)致了UNIX操作系統(tǒng)的誕生,。UNIX操作系統(tǒng)主導(dǎo)了小型機(jī)、工作站以及其他市場(chǎng),。也是至今**有影響力的操作系統(tǒng)之一,,而Linux也是UNIX系統(tǒng)的一種衍生,下一講我們將專門介紹一下UNIX的發(fā)展歷史,。4,、第四代計(jì)算機(jī)(1980-今):個(gè)人計(jì)算機(jī)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷更新與發(fā)展,計(jì)算機(jī)神奇般地闖入了人們的生活,,以低廉的價(jià)格就可以獲得強(qiáng)大計(jì)算能力的計(jì)算機(jī),。價(jià)格不再是阻攔計(jì)算機(jī)普及的門檻時(shí),降低計(jì)算機(jī)的易用性就顯得十分重要,!由于UNIX系統(tǒng)的本身特點(diǎn),,使得其不太適合于在運(yùn)行在個(gè)人計(jì)算機(jī)上,這時(shí)就需要一種新的操作系統(tǒng),。在這一歷史關(guān)鍵時(shí)候,,IBM公司由于低估了PC機(jī)的市場(chǎng),并未使用**大的力量角逐這一市場(chǎng),,這時(shí)Intel公司趁機(jī)進(jìn)入,,成為了當(dāng)今微處理器的老大?;萆絽^(qū)電子計(jì)算機(jī)系統(tǒng)集成質(zhì)量保障
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