计算机科学的定义

课上介绍了计算机科学的学科形态, 包括:

• 理论是数学的根本
• 抽象是数学的根本
• 设计是工程的根本
  但同时, 这三方面又彼此联系:理论研究是基础, 是连接科学研究与工程应用开发研究的重要环节; 模型抽象是对客观现象和规律的描述和刻画; 工程设计是对科学理论的工程化实现. 示意图如下:
  
  同时, 我们学习了计算机科学的含义和基本问题:什么能(有效地)自动进行.
  ==总结来说, 计算机科学是处理信息的学科, 主要包括信息的处理, 管理和改善; 它是对描述和变换信息的算法过程的系统研究, 包括其理论, 分析, 设计, 效率分析, 实现和应用.

个人计算机

冯$\cdot$⋅诺依曼体系结构

储存原理的主要思想如下:

1. 计算机内部采用二进制记数
2. 程序由一系列指令构成, 程序和数据存放在内存储存器中, 进行统一编址, 并按照相同的方法存取.
3. 计算机硬件由运算器, 控制器, 储存器, 输入设备和输出设备组成
4. 将编好的程序和原始数据事先存入内存储器, 计算机在程序的控制下一步一步地处理数据, 直到得出结果.
   

• 运算器：用于完成各种算术运算、逻辑运算和数据传送等数据加工处理。
• 控制器：用于控制程序的执行，是计算机的大脑。运算器和控制器组成计算机的中央处理器（CPU）。控制器根据存放在存储器中的指令序列（程序）进行工作，并由一个程序计数器控制指令的执行。控制器具有判断能力，能根据计算结果选择不同的工作流程。
• 存储器：用于记忆程序和数据，例如：内存。程序和数据以二进制代码形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址确定。
• 输入设备：用于将数据或程序输入到计算机中，例如：鼠标、键盘。
• 输出设备：将数据或程序的处理结果展示给用户，例如：显示器、打印机。

个人计算机的硬件子系统

1. 中央处理器(CPU)
   由控制器, 运算器和寄存器组成. 寄存器临时保存将要被运算器处理的数据和处理后的结果.
2. 内存储器
   简称内存, 用于存放要执行的程序和相应的数据.
   常见的内存种类主要有随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)和高速缓冲存储器(cache), 但是我们一般说内存都指的是RAM.
3. 外存储器
   常见的有硬盘, u盘, 光盘和移动硬盘.
4. 输入设备
   给计算机输入程序, 数据和图片等需要使用输入设备, 目前常用的输入设备有鼠标, 键盘, 扫描仪和触摸屏等.
5. 输出设备
   计算机处理信息的结果要输出, 常用的输出设备有显示器, 打印机和绘图仪.

工作站

定义:工作站是一种高端的通用微型计算机, 它以个人计算机和分布式网络计算为基础, 提供了比个人计算机更强的性能, 尤其是在图形处理和任务并行方面

工作站分类:

• 按照软硬平台分类
• 按照工作站的结构形式分类

此外, 还提到了刀片工作站

计算机系统结构

计算机系统结构的基本概念

定义: 计算机系统结构是计算机的机器语言程序员或编译程序编写者所看到的外特性.

计算机组成

定义: 计算机组成是依据计算机系统结构, 在确定并且分配了硬件系统的概念结构和功能特性的基础上, 设计计算机各部件的具体组成及它们之间的连接关系, 实现机器指令级的各种功能和特性.又可以说, 计算机组成是计算机系统结构的逻辑实现.

• 系列机
• 兼容机

以上则为2019/11/21的导论课后总结