【圖解電腦組成原理】第1章 電腦系統概論
教材根據《電腦組成原理 第3版》 ——唐朔飛
電腦系統介紹
電腦的軟硬體概念
🌈 電腦系統組成
🔔 知識點:
1️⃣ 在電腦系統中,軟體和硬體在邏輯上是等效的。硬體具有更高的執行速度,軟體具有更好的靈活性。執行頻繁、硬體實現代價不是很高的功能通常由硬體實現。
2️⃣ 完整的電腦系統應該包括:配套的硬體設備和軟體系統
電腦系統的層次結構
🌈 多級層次結構的電腦系統:
🔔 知識點:
1️⃣ 下層是上層的基礎,上層是下層的擴展
🌈 翻譯程式:
🔔知識點:
1️⃣ 編譯程式:將高級語言編寫的源程式全部語句一次全部翻譯成機器語言程式,而後再執行機器語言程式(只需翻譯一次)
2️⃣ 解釋程式:將源程式的一條語句翻譯成對應於機器語言的語句,並立即執行。緊接著再翻譯下一句(每次執行都要翻譯)
電腦的基本組成
馮 · 諾伊曼電腦的特點
🌈 馮諾依曼電腦結構框圖:
📘 馮 · 諾伊曼電腦的特點:
1️⃣ 電腦硬體系統由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備5大部件組成。
2️⃣ 指令和數據以同等地位存儲在存儲器中,並可按地址尋訪。
3️⃣ 指令和數據均用二進位程式碼表示。
4️⃣ 指令由操作碼和地址碼組成,操作碼用來表示操作的性質,地址碼用來表示操作數在存
儲器中的位置。
5️⃣ 指令在存儲器內按順序存放。通常,指令是順序執行的,在特定條件下可根據運算結果
或根據設定的條件改變執行順序。
6️⃣ 早期的馮·諾依曼機以運算器為中心,輸入/輸出設備通過運算器與存儲器傳送數據。
🔔 知識點:
1️⃣ 馮·諾依曼機的基本工作方式是:控制流驅動方式
2️⃣ 馮·諾依曼機工作方式的基本特點:按地址訪問並順序執行指令
電腦的硬體框圖
🌈 以存儲器為中心的電腦結構框圖
🔔 知識點:
1️⃣ 以存儲器為中心
🌈 現代電腦組成框圖
主存儲器的基本組成
🌈 主存儲器結構框圖
主存的工作方式就是按存儲單元的地址號來實現對存儲字各位的存(寫入)、取(讀出)。這種存取方式稱為按地址存取方式,即按地址訪問存儲器(訪存)。
🔔 知識點:
1️⃣ IR存放當前欲執行的指令,PC存放下一條指令的地址,不要將它們混淆。此外,MAR用來存放欲訪問的存儲單元地址,MDR存放從存儲單元取來的數據。
運算器的基本組成
🌈 運算器結構框圖
🌈 各暫存器存放的各類操作數
控制器的基本組成
🌈 控制器結構框圖
電腦的工作步驟
🌈 電腦工作步驟:
🔔 知識點:
1️⃣ CPU區分指令和數據的依據:指令周期的不同階段
2️⃣ 現在的電腦通常把MAR、MDR也集成在CPU內
電腦硬體的主要技術指標
機器字長
🔔 知識點:
1️⃣ 機器字長是指CPU一次能處理數據的位數,通常與CPU的暫存器位數有關。
存儲容量
🌈 如何計算存儲容量
🌈 常用單位
CPU性能指標
🌈 CPU性能指標:
系統整體的性能指標
🌈 靜態衡量指標
🌈 動態衡量指標
💡 思考