【图解计算机组成原理】第1章 计算机系统概论
教材根据《计算机组成原理 第3版》 ——唐朔飞
计算机系统介绍
计算机的软硬件概念
计算机系统组成
知识点:
在计算机系统中,软件和硬件在逻辑上是等效的。硬件具有更高的执行速度,软件具有更好的灵活性。执行频繁、硬件实现代价不是很高的功能通常由硬件实现。
完整的计算机系统应该包括:配套的硬件设备和软件系统
计算机系统的层次结构
多级层次结构的计算机系统:
知识点:
下层是上层的基础,上层是下层的扩展
翻译程序:
知识点:
编译程序:将高级语言编写的源程序全部语句一次全部翻译成机器语言程序,而后再执行机器语言程序(只需翻译一次)
解释程序:将源程序的一条语句翻译成对应于机器语言的语句,并立即执行。紧接着再翻译下一句(每次执行都要翻译)
计算机的基本组成
冯 · 诺伊曼计算机的特点
冯诺依曼计算机结构框图:
冯 · 诺伊曼计算机的特点:
计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大部件组成。
指令和数据以同等地位存储在存储器中,并可按地址寻访。
指令和数据均用二进制代码表示。
指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存
储器中的位置。
指令在存储器内按顺序存放。通常,指令是顺序执行的,在特定条件下可根据运算结果
或根据设定的条件改变执行顺序。
早期的冯·诺依曼机以运算器为中心,输入/输出设备通过运算器与存储器传送数据。
知识点:
冯·诺依曼机的基本工作方式是:控制流驱动方式
冯·诺依曼机工作方式的基本特点:按地址访问并顺序执行指令
计算机的硬件框图
以存储器为中心的计算机结构框图
知识点:
以存储器为中心
现代计算机组成框图
主存储器的基本组成
主存储器结构框图
主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现对存储字各位的存(写入)、取(读出)。这种存取方式称为按地址存取方式,即按地址访问存储器(访存)。
知识点:
IR存放当前欲执行的指令,PC存放下一条指令的地址,不要将它们混淆。此外,MAR用来存放欲访问的存储单元地址,MDR存放从存储单元取来的数据。
运算器的基本组成
运算器结构框图
各寄存器存放的各类操作数
控制器的基本组成
控制器结构框图
计算机的工作步骤
计算机工作步骤:
知识点:
CPU区分指令和数据的依据:指令周期的不同阶段
现在的计算机通常把MAR、MDR也集成在CPU内
计算机硬件的主要技术指标
机器字长
知识点:
机器字长是指CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。
存储容量
如何计算存储容量
常用单位
CPU性能指标
CPU性能指标:
系统整体的性能指标
静态衡量指标
动态衡量指标
思考