1.1 计算机发展历程
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计算机发展与存储程序:真正的分界是结构思想
同学,你已经看到一条指令如何穿过系统。今天的新困难不是背年代和器件名称,而是理解为什么“程序也存进存储器”让计算机从专用计算装置变成可反复编程的通用机器。
早期设备若要改变任务,常需重新接线或人工设置控制。存储程序思想把指令与数据都编码后放入存储器,计算机按地址顺序取指,并在转移指令作用下改变执行次序。于是改变程序内容即可改变任务,不必重造硬件。
陪做一个判断:存储器某地址中有一串二进制,它究竟是数值还是指令?仅看比特串不能绝对判断,依据是当前它怎样被访问和解释。若 PC 取到该地址并送入指令寄存器,它按操作码和地址码解释;若某条装载指令把它送入通用寄存器,它就是数据。这说明指令和数据形式上都可用二进制表示,但用途由上下文决定。
硬件器件从电子管、晶体管发展到集成电路,带来速度、体积、功耗和可靠性的持续改善;软件也从机器语言、汇编语言发展到高级语言和操作系统。考试中更重要的是分清:器件代际描述实现技术,体系结构描述功能与程序员可见规则,两者不是同一个维度。
针对性错解:把“指令和数据存放在同一存储器”误说成它们永远没有地址区域区分;把冯·诺依曼结构简化成只有五大部件而漏掉存储程序和顺序执行;只按年份背代际,遇到结构判断题仍会失分。
迁移题:为什么转移指令不违背“按地址顺序执行”?答案通常状态下 PC 顺序产生下一地址;转移指令会把目标地址写入 PC,之后仍从 PC 指定地址继续取指。独立验收是能用“程序如何改变、指令如何取出、上下文如何解释比特”说明存储程序的意义。下一课把抽象思想落实为运算器、控制器、存储器、输入和输出五类部件。
不看正文,完成“1.1 计算机发展历程”中的独立验收任务。
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本课练习
先独立作答再提交;编程题会在隔离沙箱中真实编译、运行并对拍。