計算機組成原理複習 ---第一章 概述

計算機的性能指標

吞吐量、響應時間、利用率、處理機字長、總線寬度、主頻/時鐘週期、CPI、MIPS、MFLOPS等

計算機軟件一般分爲系統程序和應用程序兩大類。

**馮諾依曼機的結構：**CPU + 存儲設備 + I/O設備

計算機的基本結構

控制器+運算器+存儲器+輸入設備+輸出設備，其中運算器和控制器組成中央處理器CPU，控制器是核心；設備之間有兩種信息的流動，包括數據流和控制流，控制流是單向的，數據流單向雙向均有。

控制器中有地址寄存器和指令寄存器 控制器發送指令給運算器–>運算器到存儲器中調取數據進行運算–>控制器向存儲器發送命令。運算器要去調取數據–>存儲器做出反饋–>運算器調取數據，將計算的結果放在存儲器–>輸出設備輸出數據。

各部件的作用：

存儲器：存儲數據和程序；

運算器：進行邏輯算術運算；

控制器：指揮和控制計算機其餘部件，以便協調統一的工作。 I/O設備：進行輸入輸出

CPU組成：

運算器 + 控制器 + cache（高速緩衝寄存器）

三大核心

• 控制器是硬件的核心；

• 加法器是運算器的核心；

• OS是計算機系統的核心。 OS對計算機軟硬件資源進行管理。

指令執行的過程： 取指令–分析指令–執行指令

總線技術

總線：計算機多個功能部件間進行信息傳送的公共通路。

根據物理位置分爲：內總線和外總線。

信息種類：數據總線，地址總線、控制總線

傳送方向：單向總線、雙向總線

總線數目：單總線、雙總線、三總線。

傳送方式：串行總線（一次傳送1bit，一個二進制位）、並行總線

三個層次： 芯片級總線、系統總線（單機系統）、接口總線 單總線分時使用，很好的解決了內存和外設交換信息的問題。

計算機系統的多層次結構

高級語言級–彙編語言級–操作系統級–機器語言級–微程序級

虛擬計算機是由軟件實現的機器。

計算機性能主要指標：

基本字長、數據通路寬度、內存容量、運算速度、主頻

機器字：計算機在進行存儲、傳送、運算等操作時，作爲一個整體的一串二進制數碼。

指令字：由操作碼和地址碼組成

存儲字：程序和數據都以二進制形式存儲，每一個存儲單元的內容。

字長：一個字中所含二進制的位數。

字節：8個二進制位。

數據通路寬度：數據總線一次所能並行傳送的位數。

內部數據總線 = 字長

內存容量：存儲器所能存儲二進制信息的多少。K–M--G–T--P

運算速度包括每秒做多少次加法和平均每秒執行指令的次數。

一般來說主頻越高速度越快，但不是一定