第1章 计算机系统概论--笔记
来源:互联网 发布:淘宝金小姐正品代购 编辑:程序博客网 时间:2024/06/17 17:34
参考自《计算机组成原理》(第2版)唐朔飞 ,侵删
计算机组成和计算机体系结构的区别:
计算机体系结构指的是能被我们看到的计算机系统的属性;而计算机组成则指的是这些属性的实现细节
经典的冯 诺伊曼的计算机结构包括五个部分:存储器、运算器、控制器、输入、输出
现代计算机中,运算器和控制器都被集成到了CPU中
现代计算机的基本组成包括:CPU、存储器(内存和外存)、I/O
下面用一个细化的计算机组成框图来简要阐述现代计算机各组件的功能:
(图中没有画出外存)
图1
(1)主存储器(内存)
存储体M就是数据的载体。存储体中有若干存储单元,每个存储单元对应一个存储字(二进制串)
MAR(Memory Address Register):存储体中存储单元的个数,
MDR(Memory Data Register):存储单元的字长(二进制串的位数)
MAR和MDR共同决定内存的容量:MAR X MDR (单位:bits)其他单位自行换算(1 byte = 8 bits),现在一般将MAR、MDR集成在CPU中了。
(2)运算器
运算器=寄存器+ALU
(3)控制器
控制器=程序计数器(PC)+指令寄存器(IR)+控制单元(CU)
PC:存放下一条要执行的指令的地址
IR:存放当前的指令
CU:分析当前指令所需的操作
指令的构成:操作码、地址码(操作数在存储器中的位置)
控制器的主要工作过程:
(1)取指过程--从存储器读出指令
(2)分析过程--1. 用CU分析操作码 OP(IR) -> CU 2. 分析地址码, 得到操作数的地址 Ad(IR) -> MAR
(3)执行过程--交给运算器
(4)I/O
包括各种I/O设备及和主机接口,接收CU(控制器的控制单元)的控制命令,做相应操作。
计算机的硬件指标:
机器字长:CPU一次能处理的数字的位数
存储容量:内存容量=MAR X MDR;外存另算
运算速度:MIPS(百万条指令每秒)、CPI(执行一条指令所需的时钟周期,机器主频的倒数)、FLOPS(浮点运算次数每秒)
此外还有吞吐量和响应时间
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