C++预备知识

预备知识

1. 前言

1.1 简介

  这是我讲解\(c++\)的第一部分,首先介绍了现代计算机的组成结构,主要由五部分组成,有输入设备、输出设备、存储器、运算器以及控制器,它们共同协作完成了计算机的各种功能;其次介绍了计算机在执行机器指令的过程,主要分为两个步骤,有存储程序和数据和运行程序。最后介绍了计算机系统的多级层次,主要有五层结构,自底向上分别为微指令系统、使用机器语言的机器、操作系统机器、汇编语言机器、高级语言机器。

1.2 原因

  这些预备知识对于学习一门编程语言是非常重要的。因为计算机是编程语言的载体,只有当我们了解了计算机的结构以及工作原理,我们才能将编程语言学的通透,正所谓既要知其然也要知其所以然。

  另外,计算机的功能自然就是计算,而一说到计算,我们自然就会想到数学,所以计算机主要就是用来解决数学问题。此处的数学问题可不是简单的加减乘除,而是很多可以归结于一种数学模型的问题(但凡计算机可以解决的问题,数学都能解决,反之,数学能解决的问题,计算机不一定能解决,所以人还是比计算机厉害),那问题来了,计算机只懂0和1,而我们如何将一些数学问题告知给计算机呢?这很自然地就需要一种工具来实现人类与计算机的交流,也就是所谓的计算机程序语言,它的功能是用于人机交流,自然就称为语言。

  综上,我们要想学好程序语言,就必须要知道计算机的组成结构和工作原理。



2. 计算机结构

  很早之前的计算机是冯诺依曼结构,主要是以运算器为中心,而现代的计算机结构主要是以存储器为中心。因此我们可以通过对比这两种结构来学习现代计算机结构的组成。

  在早期的这种计算机结构里,运算器和控制器分离,存储器容量小,所以设计成运算器为中心的模式。从图中我们可以看出,输入输出设备必须通过运算器才能与存储器交换数据。然而,随着计算机处理、存储的数据量增加,而输入输出设备(即I/O设备)传输数据的速度远小于运算器(即CPU)的运算速度,导致CPU大部分时间在等待,这样CPU的工作效率非常低,完全无法满足当代人们对计算机的需求。

  因此诞生了现代计算机的结构,即以存储器中心的计算及结构。I/O设备可以不通过CPU直接与存储器进行数据交换,同时运算器和控制器相结合形成了CPU,这样的设计大大提高了CPU的运行效率。







3. 计算机工作过程

​。。。。待补

4. 计算机系统的多级层次

​ 。。。。待补

posted @ 2020-02-09 19:50  mr01101001  阅读(143)  评论(0编辑  收藏  举报