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计算机组成原理

一、主题/概述

计算机组成原理是计算机科学与技术领域的基础课程，主要研究计算机硬件系统的组成、结构、工作原理以及它们之间的相互关系。通过学习计算机组成原理，可以深入理解计算机硬件的工作机制，为后续学习计算机体系结构、操作系统、编译原理等课程打下坚实的基础。

二、主要内容（分项列出）

1.小计算机硬件系统概述

计算机硬件系统的组成

计算机硬件系统的发展历程

计算机硬件系统的性能指标

2.编号或项目符号：

计算机硬件系统由中央处理器（CPU）、存储器、输入设备和输出设备组成。

计算机硬件系统的发展历程经历了电子管、晶体管、集成电路和超大规模集成电路四个阶段。

计算机硬件系统的性能指标包括速度、容量、功耗和可靠性等。

3.详细解释：

中央处理器（CPU）是计算机的核心部件，负责执行指令、处理数据和控制计算机的运行。CPU由控制器、运算器和寄存器组成。

存储器分为内部存储器（RAM）和外部存储器（硬盘、光盘等），用于存储数据和指令。

输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪等，用于将外部信息输入计算机。

输出设备包括显示器、打印机、音响等，用于将计算机处理后的信息输出到外部设备。

计算机硬件系统的发展历程中，电子管计算机体积庞大、功耗高、可靠性差；晶体管计算机体积减小、功耗降低、可靠性提高；集成电路计算机进一步减小体积、降低功耗、提高可靠性；超大规模集成电路计算机具有极高的集成度、性能和可靠性。

计算机硬件系统的性能指标中，速度通常指CPU的时钟频率；容量指存储器的存储空间大小；功耗指计算机运行时的能量消耗；可靠性指计算机在长时间运行中保持稳定工作的能力。

三、摘要或结论

计算机组成原理是计算机科学与技术领域的基础课程，通过学习计算机硬件系统的组成、结构、工作原理以及它们之间的相互关系，可以深入理解计算机硬件的工作机制，为后续学习计算机体系结构、操作系统、编译原理等课程打下坚实的基础。

四、问题与反思

①如何理解计算机硬件系统的发展历程？

②计算机硬件系统的性能指标有哪些？它们之间有何关系？

③如何提高计算机硬件系统的可靠性？

1.《计算机组成原理》，张基尧，清华大学出版社，2018年。

2.《计算机系统原理》，王爱英，机械工业出版社，2017年。

3.《计算机组成与设计：硬件/软件接口》，DavidA.Patterson，JohnL.Hennessy，机械工业出版社，2015年。