计算机组成原理知识点梳理（二）

注：所学教材为《计算机组成原理(第二版)》 唐朔飞 编著 ; 本次梳理涵盖内容为：

第一章 计算机系统概论

1.2 计算机的基本组成

1.3 计算机硬件的主要技术指标

第一章 计算机系统概论

1.2 计算机的基本组成

计算机的工作过程

计算机组成框图

        { 存储体M：由存储单元组成、每个存储单元包括若干存储元件，每个存储原件寄存一位二进制代码"0"或"1"
主存储器 { 各种逻辑部件 
        { 控制电路
    //一个存储单元能存储一串二进制代码，称这串代码为一个存储字，这串代码的位数称为存储字长。
    //存储字长可以是8位、16位、32位等，一个存储字可以代表一个二进制整数、也可以代表一串字符、还可以代表一条指令
    //存储单元的编号叫做地址号
    //主存的存取方式是 按地址存取方式，即按地址访问存储器(仿存)
    //为了实现按地址访问，必须配备两个寄存器MAR(Memory Address Register,存储器地址寄存器)和MDR(Memory Data Register,存储器数据寄存器)
    //MAR:存放欲访问的存储单元的地址，其位数对应存储单元的个数(如10位，则2^10=1024个存储单元，记为1K)
    //MDR:用来存放存储体某单元取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码，其位数与存储字长相等。
    //随着技术的发展，现都将MAR和MDR集成在CPU芯片中。(见下图)
    //计算机的存储字长由字节的个数表示，1字节(Byte)=8位(bit)二进制代码。存储字长、指令字长、数据字长可各不相同，必须是字节的整数倍。

主存和CPU的联系

       { (最少包括三个) 寄存器: ACC(Accumulator,累加寄存器)、MQ(Multiplier-Quotient Register,乘
运算器  {  商寄存器)、X(操作数寄存器)。
       { 一个 逻辑运算单元（ALU）
    //3个寄存器在完成不同的运算时，所存放的操作数类别也各不相同。
    //现代计算机内部往往设有通用寄存器组

        { 程序计数器(Program Counter,PC)：存放当前欲执行指令的地址，具有自动加1的功能
控制器   { 指令寄存器(Instruction Register,IR)：存放当前的指令，内容来自MDR
        { 控制单元(Control Unit,CU)：分析当前指令所需完成的操作，并发出各种微操作命令序列
    //IR中的操作码(OP(IR))送至CU，记作OP(IR)->CU，用来分析指令
    //IR中的地址码(Ad(IR))作为操作数的地址送至存储器的MAR，记作Ad(IR)->MAR

I/O :包括各种I/O设备及其相应的借口。
    //每一种I/O设备都由I/O借口与主机联系，接收CU发出的各种控制命令，并完成相应的操作

1.3 计算机硬件的主要技术指标

机器字长

机器字长是指CPU一次能够处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。

存储容量

{ 主存容量 ： 主存中存放二进制代码的总位数，即 存储容量 = 存储单元个数×存储字长。
{           //MAR的位数反应了存储单元的个数，MDR的位数反应了存储字长
{           //如MAR16位，MDR32位，则存储容量为2^16×32 = 2^21 = 2M
{ 辅存容量 ： 通常用字节数表示(Byte) ，如80GB=80*2^30B

运算速度

与许多因素有关，主频、执行什么操作、主存本身的速度等。
{ 吉普森算法
{ MIPS(Million Instruction Per Second,百万条指令每秒)作为计量单位
{ CPI(Cycle Per Instruction)执行每条指令所需的时钟周期,机器主频的倒数
{ FLOPS(Floating Point Operation Per Second)浮点预算次数每秒

计算机的功能及其结构

      { Data Processing 数据处理
计算机 { Data Storage 数据存储
的功能 { Data Movement 数据移动
      { Control

计算机功能结构