現代計算機的組成部分是什麼?


現代計算機有各種各樣的組成部分,如下所示:

計算問題 - 長期以來,人們已經認識到計算機體系結構理論不僅限於裸機硬體的機制。現代計算機是一個整合系統,包括機器硬體、指令集、系統軟體、應用程式和使用者介面。這些系統元素在圖中顯示。

對於科學技術中的科學問題,解決方案需要複雜的數學系統以及無限的整數或浮點數計算。對於商業和政府中的字母數字問題,解決方案需要詳細的事務處理、龐大的資料庫管理和資料檢索操作。

對於人工智慧 (AI) 問題,解決方案需要邏輯推理和表示操作。這些估計問題已被標記為數值估計、事務處理和邏輯推理。各種複雜問題可能需要一組這樣的處理模式。

演算法和資料結構 - 需要合適的演算法和資料結構來確定計算問題中包含的計算和通訊。一些數值演算法是確定性的,使用自動結構化資訊。符號處理可以使用啟發式或對龐大知識庫進行非確定性搜尋。

硬體資源 - 計算機的系統架構由圖右側的三個嵌入式圓圈定義。現代計算機系統透過硬體資源、作業系統和應用程式軟體的整合努力展示其強大功能。處理器、記憶體和外圍裝置構成了計算機系統的硬體元素。

特殊硬體介面通常內置於 I/O 裝置中,包括終端、部門、光學頁面掃描器、磁墨字元識別器、調變解調器、文件伺服器、語音資料輸入、印表機和繪圖儀。這些外設精確地或透過區域網或廣域網連線到大型機。

作業系統 - 充分的作業系統在客戶程式的實現過程中處理資源的分配和釋放。

對映是一個雙向過程,將演算法結構與硬體結構匹配,反之亦然。強大的對映將有利於程式設計師並建立更好的源程式。

演算法和資料結構對映到機器結構包含處理器排程、記憶體對映、處理器間通訊等。這些活動通常是結構相關的。

系統軟體支援 - 需要軟體支援才能在高階語言中開發強大的程式。用 HLL 編寫的源程式應首先由最佳化編譯器解釋成目標程式。編譯器將變數指定給暫存器或記憶體字,併為運算子保留功能單元。

彙編器可以將編譯後的目標程式解釋成機器程式,機器硬體可以識別該程式。載入器可以透過 OS 核心啟動程式執行。

編譯器支援 - 有三種編譯器升級方法,包括預處理器、預編譯器和並行化編譯器。預處理器管理目標系統的順序編譯器和低階庫以執行高階並行構造。預編譯器方法需要一些程式流分析、依賴性檢查和明確的最佳化來接近並行性檢測。

更新於: 2021-07-30

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