2025年12月23日 - 计算机组成原理

1、早期冯诺依曼机

特点:

计算机有五大部件组成;

指令和数据以同等地位存在于存储器,可按地址寻址

指令和数据用二进制表示;

指令由操作码和地址码组成;

存储程序;

以运算器为中心。

2、现代计算机的结构

计算机组成原理中主机主要是CPU和主存部分,不包括辅存和I/O外设

主存储器的基本组成

MAR(Memory Address Register):存储地址寄存器

MDR(Memory Data Register):存储数据寄存器

一个字(word) = MDR的位数个bit,一个字节(Byte) = 8bit

运算器的基本组成

ACC、MQ、X是用来存放数据的,ALU是用来进行算数逻辑运算的。

控制器的基本组成

计算机的工作过程

3、三种级别的语言

4、软件和硬件的逻辑功能等价性

软件和硬件的逻辑功能等价性:同一个功能,既可以用硬件实现(性能高成本高),也可以用软件实现(性能低成本低)。

指令集体系结构(ISA) :软件和硬件之间的界面。设计计算机系统的ISA,就是要定义一台计算机可以支持那些指令,以及每条指令的作用是什么、每条指令的用法是什么。

5、计算机系统的层次结构

6、计算机体系结构VS计算机组成原理

计算机组成原理主要是定义 一个功能而计算机体系结构主要是怎么设计实现这个功能。

7、从C语言源程序到可执行文件

8、计算机的性能指标

存储器的性能指标

CPU的性能指标

同一个型号的CPU并不是说CPU主频越高越快,还跟执行一条指令所需的时钟周期数有关系,及时执行同一条指令所需的时钟周期也有可能有变化。比如取数的一个指令,它跟主存和内存的当前状态有关系,如果当前负载比较大,那所需的时钟周期就会多。

系统整体的性能指标

基准程序

基准程序中的语句存在频度差异,运行结果也不能完全说明问题。

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