第一篇 计算机系统概论
2017-06-18 11:02
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1.1 计算机系统简介
1.1.1 计算机的软硬件概念硬件:计算机的实体部分。软件:看不见,摸不着,由人们事先编址的具有各类特殊功能的程序组成。
1.1.2 计算机系统的层次结构
1.1.3 计算机组成和计算机体系机构
计算机体系结构:是指那些能够被程序员所见到的计算机属性,属性通常是指,机器语言编程程序员看到的传统机器的属性,包括指令集,数据类型,存储器寻址技术,IO机理等。
计算机组成:是指如何实现计算机体系结构所体现的属性,它包含许多对程序员来说是透明的硬件结构。
1.2 计算机的基本组成
1.2.1 冯诺依曼计算机的特点
特点很重要:1945年提出(1)计算机由运算器,存储器,控制器,输入设备。输出设备五部分组成。
(2)指令和数据以同等的地位存放在存储器内,并按址寻访。
(3)指令和数据均已二进制来表示。
(4)指令由操作码和地址码组成。
(5)指令在存储器中按顺序存放。
(6)机器已运算器为中心。
1.2.2 计算机组成框图
(1)主存储器由存储体,MDR(Memory Date Register)存储器数据寄存器,MAR(Memory Address Register)存储器地址寄存器。现在一般将MAR和MDR集成在了CPU芯片中。
①存储体由存储单元组成,存储单元类似于宿舍楼的一个房间,里面的床位数相当于存储字长。
②主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现福存储字各位的存取的。
③MAR用来存放将要访问的存储单元的地址,其位数对应存储单元的个数。
④MDR用来存放寸存储体单元取出代码和存入代码,其位数与存储字长相等。
(2)运算器
运算器至少包括3个寄存器和一个算术逻辑单元(ALU)。其中ACC为累加器,MQ为乘商寄存器,X为操作数寄存器。
(3)控制器
控制器就是执行取址执行的过程。
控制器由程序计数器(PC),指令寄存器(IR),控制单元(CU)组成。
①PC用来存放当前欲执行指令的地址,它与主存的MAR之间有一条直接通路,且能自动加1.
②IR用来存放当前的指令,IR内容来自主存的MDR,其中OP(IR)->CU, Ad(IR)->MAR。
③CU用来分析当前指令所完成的操作,并发出微操作命令序列。
(4)IO
IO设备包括外部设备及相应的接口。
1.3 计算机硬件的主要技术指标
1.3.1 机器字长:机器字长指CPU一次能够处理的位数。1.3.2 存储容量:存储单元个数*存储字长。
1.3.3 运算速度:吉普生法:综合考虑每条指令的执行时间,以及在全部操作中所占的百分比。
1.4 结构图
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