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ae模板免费网站,网站标题作弊详解,自定义颜色 网站,wordpress 文章 pin文章目录前言第一章 计算机系统概述第一节 计算机系统概述什么是计算机系统硬件的发展第二节 计算机系统层次结构计算机系统的组成#xff08;硬件和软件的定义#xff09;计算机硬件计算机软件计算机系统的层次结构计算机系统的工作原理第三节 计算机的性能指标计算机的主要…文章目录前言第一章 计算机系统概述第一节 计算机系统概述什么是计算机系统硬件的发展第二节 计算机系统层次结构计算机系统的组成硬件和软件的定义计算机硬件计算机软件计算机系统的层次结构计算机系统的工作原理第三节 计算机的性能指标计算机的主要性能指标几个专业术语前言本文章是笔者学习考研408过程中根据王道B站公开课和王道书做的笔记有需要的兄弟们可以看看。文章学了就会更新学完一章会重新开一篇新的文章所以一共会有七篇文章如果我学的完的话我也会收录在我的专栏里面。第一章 计算机系统概述第一节 计算机系统概述什么是计算机系统外设就是鼠标、键盘和显示器这类的东西硬件的发展第一阶段 艾尼亚克 冯诺依曼第二代 体积变小 还出现了语言Fortran第三代 元件继续缩小变成了集成电路第四代 拥有了超大规模的集成电路摩尔定律集成电路上的晶体管数量约每隔十八个月便会增加一倍整体性能也将提升一倍。半导体存储器的发展也满足这个定律软件的发展一开始使用的是机器语言即二进制后来在机器语言的基础上又发明了汇编语言之后还出现了其他越来越简单方便的语言系统类的软件也在不断的发展目前的发展趋势第二节 计算机系统层次结构计算机系统的组成硬件和软件的定义硬件系统和软件系统共同构成了一个完整的计算机系统。硬件是指有形的物理设备是计算机系统中实际物理装置的总称。软件是指在硬件上运行的程序和相关的数据及文档。计算机硬件冯诺依曼计算机的特点冯诺依曼在研究EDVAC机时提出了“存储程序”的概念“存储程序”的思想奠定了现代计算机的基本结构以此概念为基础的各类计算机统称为冯诺依曼机其特点如下存储程序的基本思想将事先编制好的程序和原始数据送入主存储器后才能执行一旦程序被启动执行就无须操作人员的干预计算机会自动逐条执行指令直至程序执行结束。简单来说就是将程序指令和数据以二进制形式共同存储在计算机的内存中。采用存储程序的工作方式计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入和输出设备五大部件组成指令和数据以同等地位存储在存储器中形式上没有区别但计算机能区分它们指令和数据均用二进制代码表示指令由操作码和地址码组成操作码指出操作的类型地址码指出操作数的地址补充还有一个特点就是以运算器为中心输入输出设备与存储器之间的数据传送通过运算器完成这样会导致一个缺陷运算效率的降低所以现代计算机的结构为了解决这个缺陷提高计算机运行的性能改成了以存储器为中心的结构具体如下图所示。同时运算器和控制器被放在了同一块集成电路上我们称这两者为CPU。而主存储器和CPU被合称为主机。存储器分为主存储器和辅存储器主存就是计算机的内存辅存指的是机械硬盘固态硬盘这里主机指的是主存储器和CPU辅存被归类为IO设备。手机中的APP一般都是存放在辅存中的当APP需要运行时才会把相关的数据读到内存中去。计算机的功能部件1输入设备输入设备的主要功能是把程序和数据以机器所能识别和接受的信息形式输入计算机。最常用也最基本的输入设备是键盘此外还有鼠标、扫描仪、摄影机等等2输出设备输出设备的任务是将计算机处理的结果以人们所能接受的形式或者其他系统所要求的信息形式输出。最常用的有显示器、打印机。输入输出设备简称IO设备是计算机与外界联系的桥梁是计算机中不可缺少的重要组成部分3存储器存储器分为主存储器和辅助存储器。CPU能够直接访问的存储器是主存储器。辅助存储器用于帮助主存储器记忆更多的信息辅助存储器中的信息必须调入主存储器后才能为CPU所访问。主存储器的工作方式是按存储单元的地址进行存取这种存取方式被称为按地址存取方式。主存储器的基本组成如下图所示[图片]存储体存放二进制信息。存储体由许多的存储单元组成每个存储单元包含若干存储元件每个存储元件存储一位二进制代码0或者1因此存储单元可存储一串二进制代码这串代码被称为存储字称这串代码的位数为存储字长存储字长可以是1B8bit或是字节的偶数倍16bit、32bit或者64bit。存储器地址寄存器被称为MAR全称是memory address register用来存放地址经过地址译码后找到所选的存储单元。存储器数据寄存器被称为MDR全称是memory data register用来暂存要从存储器中读或者写的信息。时序控制逻辑用于存储器操作所需的各种时序信号。MAR的位数反映了存储单元的个数如果MAR有两位那么存储单元的个数就是2^2这个很好理解因为如果只有两位那么最大只能表示11在十进制中这个数是3而地址是从0开始计数的所有一共能表示四个数字0,1,2,3所以一共有四个。MDR是用来临时存放存储单元中的存储字的所以它的位数应该和存储字的位数相同一般是8bit或者16bit。4运算器运算器是计算机的执行部件用于进行算术运算和逻辑运算。算术运算是按算术运算规则进行的运算如加减乘除逻辑运算有与、或、非、异或、比较、移位等等运算。运算器的核心是算术逻辑单元arithmetic and logic unit ALU。运算器还包含若干通用寄存器用于暂存操作数和中间结果如累加器accumulator register ACC乘商寄存器multiplier-quotient register MQ操作数寄存器operand register X变址寄存器Index register IX基址寄存器base register BR前三个寄存器是必须具备的。5控制器控制器是计算机的指挥中心指挥各部件自动协调地进行工作。控制器由程序计数器PC program counter、指令寄存器IR instruction register和控制单元CU control unit 最核心组成。PC用来存放当前想要执行指令的地址具有自动加1的功能即可自动形成下一条指令的地址它与主存储器的MAR之间有一条直接通路。IR用来存放当前的指令其内容来自主存储器的MDR。指令中的操作码OP送至CU用以分析指令并发出各种微操作命令序列而地址码Ad送往MAR用以取操作数。一般将运算器和控制器集成到同一个芯片上称为中央处理器CPU。CPU和主存储器共同构成主机而除主机以外的其他硬件装置外存、I/O设备等统称外部设备简称外设。举例说明我们写出的高级语言会先编译成机器能够读懂的二进制代码存放在存储体中。初始状态时PC 0 指向第一条指令的存储地址第一步PC- MAR PC存放的内容会通过地址总线输入到MAR中使得MAR 0同时控制器会通过数据总线告诉主存储器我这次要执行的是读取操作第二步和第三步MAR会在存储器中找到0地址所对应的二进制代码把这串代码放到MDR中也就是MMAR- MDR 使得MDR 000001 0000000101第四步MDR寄存的代码会通过数据总线送到IR中也就是MDR- IR使得IR 000001 0000000101第五步IR中的操作码会传递给CU即OPIR- CUCU 000001CU分析后得知这个是取数指令第六步第七步第八步 IR中的地址码会传递给MAR即AdIR- MARMAR 0000000101 5 MAR找到5对应的二进制代码把它放到MDR中即MMAR- MDR , MDR 000000000000000010第九步MDR的值会传递给累加器ACC即MDR- ACC , ACC 000000000000000010 2通过这九步才完成了取数指令令ACC 2上一条指令取指后PC会自动加1此时PC 1ACC 2然后执行下一条指令过程是类似的#1 PC- MAR , MAR 1#2 MMAR- MDR , MDR 000100 0000000110#3 MDR- IR , IR 000100 0000000110#4 OPIR- CU#5 AdIR- MAR , MAR 0000000110 6#6 MMAR- MDR , MDR 0000000000000011#7 MDR- MQ , MQ 0000000000000011 3#8 ACC- X , X 2#9 CU会告诉ALU执行乘法操作然后MQ* X-ACC , ACC 6后面都是大同小异的我就不一个个敲了看看PPT得了计算机软件计算机系统的层次结构计算机系统的工作原理第三节 计算机的性能指标计算机的主要性能指标几个专业术语