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计算机组成原理(day0)

1.计算机的硬件组成

1.1冯诺依曼机

内存的产生

计算机组成原理(day0)_指令周期

结构框图:

计算机组成原理(day0)_计算机系统_02

特点:


计算机组成原理(day0)_指令周期_03

1.2现代计算机结构

计算机组成原理(day0)_计算机系统_04

计算机组成原理(day0)_计算机系统_05


1.3小节

计算机组成原理(day0)_python_06

2.基本硬件

2.1主存储器

基本模型

计算机组成原理(day0)_计算机系统_07

类比模型(读取数据)

计算机组成原理(day0)_指令周期_08

2.1.1储存体

计算机组成原理(day0)_python_09

计算机组成原理(day0)_指令周期_10

地址->MAR(通过MAR访问需要的值的地址)

MDR->存储字长(取出MAR要求的存储体地址中存储的值)

实例

32位系统指MAR可以访问32bit位数的地址,即内存地址编号可以达到2的32次幂。

MDR大小为字长数,即一个存储单元能存储多少个二进制位数(bit)。

2.1.2运算器

计算机组成原理(day0)_计算机系统_11

核心为ALU

2.1.3控制器

计算机组成原理(day0)_计算机系统_12

计算机组成原理(day0)_python_13

2.2 计算机实际工作过程

实例

int a = 2,b = 3,c = 1,y = 0;
void main()
{
y = a*b+c;
}

编译进入主存

执行存放于(0)处的操作

计算机组成原理(day0)_指令周期_14

计算机组成原理(day0)_指令周期_15

计算机组成原理(day0)_计算机系统_16

计算机组成原理(day0)_指令周期_17

通过以上操作即可将a变量的值放入ACC寄存器存放起来。

计算机组成原理(day0)_python_18

执行完操作指令(000001)后,PC会自动加1,

地址由0->1,执行存放于1处的代码。

执行存放于(1)处的操作

计算机组成原理(day0)_指令周期_14

计算机组成原理(day0)_计算机系统_20


计算机组成原理(day0)_python_21

计算机组成原理(day0)_python_18

执行存放于(2)处的指令

计算机组成原理(day0)_计算机系统_23

计算机组成原理(day0)_计算机系统_24

计算机组成原理(day0)_计算机系统_25

计算机组成原理(day0)_python_26

执行存放于(3)处的操作

计算机组成原理(day0)_指令周期_27

计算机组成原理(day0)_指令周期_28

计算机组成原理(day0)_计算机系统_29

计算机组成原理(day0)_python_30

小结

1)#1->#5执行过程完全一致(取数指令),CU会根据指令不同,在#6后产生不同

计算机组成原理(day0)_指令周期_31

2)CPU区分取出的是(指令)还是(数据)即是通过指令周期的不同。

计算机组成原理(day0)_指令周期_32

3.计算机系统的层次结构

计算机组成原理(day0)_计算机系统_33

3.1语言层级

计算机组成原理(day0)_python_34

python以及JavaScript等高级语言是通过解释器(解释程序)逐句翻译为机器语言。

计算机组成原理(day0)_python_35


3.2小结

计算机组成原理(day0)_指令周期_36

4.计算机的性能指标

计算机组成原理(day0)_python_37

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