408第二轮复习记录 计算机组成原理(第一章 计算机系统概述）
408第二轮复习记录 计算机组成原理(第一章 计算机系统概述）
- 计算机系统层次结构
- 部件的英文缩写
- 计算机硬件
- 计算机软件
- 计算机的性能指标
- 易混淆点： 字、字长、机器字长、存储字长的区别和联系
计算机系统层次结构
部件的英文缩写
- MAR ：存储器地址寄存器
- MDR ：存储器数据寄存器
- CU : 控制单元
- PC ：程序寄存器，下一条指令的地址
- IR：指令寄存器，当前指令的地址
- PSW：程序状态寄存器，标志寄存器 用于存放当前是否溢出、进位
计算机硬件
冯·诺依曼计算机的特点
- 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、输出五大部件组成
- 指令和数据的地位等同
- 指令和数据均用二进制
- 指令有操作码和地址码组成
存储程序的思想是：将预先编制好的程序和原始数据送入主存储器中执行，一旦程序被启动无需操作人员的干预
计算机各个部件执行过程（无输入输出版本
ADD R0 [6]
第一步：取指
- CU将从PC的指令取到MAR中然后通过地址总线送往存储器的MAR
- 然后存储器的MAR通过地址译码器地址将地址送到MDR中然后通过数据总线将地址送到CPU的MDR中，CU将MDR的数据传送到IR中然后PC+1
第二步译码
- 控制器分析指令的操作性质
- 控制电路向所需的电路发出控制信号
第三步 执行
- 控制器从通用寄存器或存储器中取出操作数
- 控制器中对操作数进行指令规定的运算
第四步 回写
将运算结果写入通用寄存器或存储器中
计算机各个部件执行过程（无输入输出版本)
计算机软件
三个级别的语言
- 机器语言
- 汇编语言
- 高级语言
计算机无法直接理解和执行高级语言程序，所以将高级语言程序转换成为机器语言程序分为三类
- 汇编程序：将汇编转换为机器语言
- 解释程序：将源程序中的语句执行顺序逐条翻译成机器指令并立即执行
- 编译程序：将高级语言翻译成汇编语言或机器语言
软件和硬件的逻辑等价性
软件和硬件都能实现某种功能一般情况下硬件更快
计算机系统的层次结构
- 微程序机器层
- 传统机器语言层
- 操作系统层
- 汇编语言层
- 高级语言层
** 从源程序到可执行程序**
- 预处理阶段：将.h文件插入，输出文件.i
- 编译阶段：将源程序编译生成汇编源程序.s
- 汇编阶段：将.s翻译成机器语言指令，生成重定位目标程序.o
- 链接阶段：将多个可重定位目标文件和标准库函数合并成一个可执行目标文件
错题回顾
- 20题：相联存储器可以按地址寻址又可以按内容寻址的存储器，在cache中用到
计算机的性能指标
- 机器字长：简称字长，字长是指计算机进行一次整数运算所处理的二进制数据的位置
- 数据通路带宽:是指总线一次所能并行传送信息的位数（外部总线的宽度）
- 主存容量：主存储器所存储的最大容量，一般以字节来衡量，MAR位数反应存储单元的个数，MDR的位数反应存储单元的字长
- 吞吐量：系统在单位时间内处理请求的数量
- 响应时间：指用户向计算机发出请求，到系统对该请求作出响应并获得所需结果的等待时间
- CPU时钟周期 主频 CPI
- MIPS 每秒执行多少百万指令
- FLOPS 即每秒执行多少次浮点运算
易混淆点： 字、字长、机器字长、存储字长的区别和联系
- 字长：CPU内部用于整数运算的数据通路的宽度，运算器位数和通用寄存器宽度
- 指令字长：一个指令中包含二进制代码的个数
- 存储字长：一个存储单元存储的二进制代码的位数
- 必须是字节的整数倍