1.1.1 计算机系统
软件+硬件
硬件就是实体部分，包括主机和外设
软件是放在主存或辅存的程序，包括系统软件和应用软件。
系统软件就是系统程序，管理计算机的系统和监视服务，包括标准程序库、语言处理程序、操作系统、操作系统、服务程序、数据库管理程序、网络软件
应用软件就是应用程序。
1.1.2 计算机的层次结构
现代计算机的解题过程如下：
用高级语言编写程序（源程序）->将程序和数据放入计算机中->由计算机翻译为机器能识别的机器语言程序（obj目标文件）->运行。
机器语言的发展
早期只能识别01机器语言。用二进制代码编写。
符号式设计语言（汇编语言），用ADD SUB MUL DIV表示加减乘除，形成由虚拟机翻译高级语言为实际机器输出机器语言。
但每一台机器都有唯一的汇编语言，非常不方便。
面对问题的高级语言------FORTRAN BASIC Pascal。
翻译程序有两种------编译程序 解释程序，对应全部翻译和一次翻译一句执行一句。
M0实际机器可以向上扩展为高级语言机器，也可以向下扩展为微程序机器，用于处理传统机器M1的机器指令。
计算机就是一个四级系统，分别用于写高级语言->翻译为汇编语言->用微程序解释机器指令->用硬件直接执行微指令。
其中M1M2之间也有由操作系统软件构成的虚拟机.
计算机组成与计算机体系结构
计算机体系结构------计算机系统的属性
计算机组成------如何实现计算机体系结构 体现的 属性
指令系统体现了机器的属性是计算机结构问题；
指令系统如何实现是计算机组成问题；
本书研究如何实现的问题。
1.2 计算机的基本组成
冯诺依曼计算机的特点：
- 计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成。
- 指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访。
- 指令和数据均用二进制数表示。
- 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。
- 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成。
运算器用了完成算术、逻辑运算，将运算的中间结果存储在运算器内！！！
存储器用于存放数据和程序
控制器用于控制程序和数据的输入、运行处理
五大件在控制器的指挥下自动工作。
运算器和控制器往往集成在一张芯片上，因此称为****CPU中央处理器。
同时，CPU和主存储器合称****主机.
1.2.3 计算机工作步骤
上机前准备
数学建模
确定计算方法
编写程序
计算步骤
程序------运算的全部步骤
指令------单个步骤
指令（对哪个数据做什么）格式举例
操作码（做什么）+地址码（对这个数据）
指令集
取数a------[a]->ACC 将a的地址放入累加器ACC中 1
存数到b------[ACC]->b 10
加γ------[ACC]+[γ]->ACC 11
乘δ------[ACC]X[δ]->[ACC] 100
打印σ------[σ]->打印机 101
停机 11
解题步骤
运算器的基本组成
ACC------加法器
ALU------算数逻辑单元
MQ------乘商寄存器
存储器的基本组成
存储单元------存放二进制代码，每个存储单元赋予一个地址
存储字------二进制代码的组合
存储字长------存储单元中二进制代码的位数
MAR------存储器地址寄存器 （要在存储器中访问哪个地址）反映存储单元个数
通过MAR访问存储体
MDR------存储器数据寄存器 （这个地址的内容是什么）memory data register 反映存储字长
收到MAR指令读取后存储到这里
运算器基本组成和操作过程------四则运算如何在运算器中如何实现
MQ------商乘寄存器 处理乘除操作
加减法
乘法
除法
控制器的基本组成
控制指令如何操作，如何存储数据，是运算器是实现手段
执行步骤：
取指令（PC）-
分析指令（IR）
执行指令（CU）
PC------程序计数器
存放当前预执行指令的地址，执行完后加一
IR------指令寄存器
存放了当前预执行的指令
主机完成指令的过程------以取指令为例
10.PC加一
MAR MDR不是那个作用吗？
存指令为例
10.PC加一
地址码发送到MAR MAR根据地址访问存储器，将对应存储单元数据发送到MDR，通过MDR发送到IR，分析指令，执行。IR告诉MAR对M地址进行存储操作，MAR访问存储单元，然后从ACC中存储M到MDR，存入存储体。
取指令 PC MAR M MDR IR
分析指令 IR CU
执行指令 IR MAR M MDR
如何区分数据和指令
1.3 计算机硬件的技术指标
机器字长 ：32 64位系统------指CPU一次能处理数据的位数，和寄存
器位数有关
运算速度 ：
存储容量 ：主存+辅存
讲了什么
计算机的组成
由存储器 运算器 控制器 构成
程序是由指令组成的，指令是操作码+地址码
讲存储器 控制器 运算器如何运作的，存储操作的过程
衡量计算机性能的指标