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计算机组成原理

时间:2019-05-18 21:19:10      阅读:278      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

第一章计算机系统概论

硬件:计算机的实体,如主机,外设等
软件:具有各类特殊功能的信息(程序)组成
软件类型 定义 举例
系统软件 用来管理整个计算机系统 标准程序库,语言处理程序,操作系统,数据库管理系统,网络软件
应用软件 按任务需要编制成的各种程序 科学计算程序,数据处理程序,过程控制程序,事务管理程序

计算机系统的层次结构

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计算机系统的体系结构

分类 区别 定义
计算机体系结构 有无乘法指令 程序员见到的计算机系统的属性,即概念性的结构和功能特性(指令系统,数据类型,寻址技术,I/O机理)
计算机组成 如何实现乘法指令 实现计算机体系结构所体现的属性(具体指令的实现)
冯.诺依曼计算机的特点

1.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分组成

2.指令和数据以同等地位存放与存储器内,并可按地址寻访

3.指令和数据用二进制表示

4.指令由操作码和地址码组成

5.存储程序

6.以运算器为中心

冯.诺依曼计算机硬件框图

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现代计算机硬件框图

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设某机的指令字长为16位,其中操作码占6位,地址码占10位。
操作码 操作性质 具体内容
000001 取数 将指令地址码指示的存储单元中的操作数取到运算器的累加器ACC中
000010 存数 将ACC中的数存至指令地址码指示的存储单元中
000011 将ACC中的数与指令地址码指示的存储单元中的数相加,结果存于ACC中
000100 将ACC中的数与指令地址码指示的存储单元中的数相乘,结果存于ACC中
000101 打印 将指令地址码指示的存储单元中操作数打印输出
存储器的基本组成
组成 解释
存储单元 存放一串二进制代码
存储字 存储单元中二进制代码的组合
存储字长 存储单元中二进制代码的位数每个存储单元赋予一个地址号
MAR 存储器地址寄存器,反映存储单元的个数 2**n
MDR :存储器数据寄存器,反映存储字长 n
运算器基本组成
寄存器,操作数,运算 加法 减法 乘法 除法
ACC 被加数及和 被减数及差 乘积高位 被除数及余数
MQ 乘数及乘积低位
X 加数 减数 被乘数 除数
控制器的基本组成
简称 意义 作用 解释
PC 取指令 取指,访存 存放当前欲执行指令的地址,具有计数功能(PC)+1->pc
IR 分析指令 取指,访存 存放当前欲执行的指令
CU 执行指令 执行,访存 控制单元
以取数指令为例

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程序首地址PC

取指令:PC->MAR->存储体M-MDR->IR

分析指令:IR->CU

执行指令:IR->MAR->M->MDR->ACC

计算机硬件的主要技术指标

机器字长:CPU一次能处理数据的位数,与CPU中的寄存器位数有关。
运算速度:主频,吉普森法(每条指令的执行的时间以及他们在全部操作中所占的百分比),MIPS(百万条指令每秒),CPI(执行一条指令所需时钟周期数),FLOPS(每秒浮点运算次数)
存储容量(存放二进制信息的总位数)
分类 组成
主存容量 存储单元×字节数
主存容量 字节数
辅存容量 字节数

第二章 计算机的发展及应用

Moore定律:微芯上集成的晶体管数目每三年翻两番

计算机的应用

一、科学计算和数据处理
二、工业控制和实时控制
三、网络技术
1.电子商务
2.网络教育
3.敏捷制造
四、虚拟现实
五、办公自动化和管理信息系统
六、CAD/CAM/CIMS
七、多媒体技术
八、人工智能
芯片集成度的提高受以下三方面的限制
芯片集成度受物理极限的制约
按几何级数递增的制作成本
芯片的功耗、散热、线延迟
计算机 代替部分
光计算机 利用光子取代电子进行运算和存储
DNA生物计算机 通过控制DNA分子间的生化反应
量子计算机 利用原子所具有的量子特性

第三章 系统总线

计算机组成原理

原文:https://www.cnblogs.com/shinianhuanniyijuhaojiubujian/p/10886684.html

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