计算机组成原理 第一周

• 分类
  • 电子模拟计算机 模电 电压控制

  • 电子数字计算机 数电 程序控制

• 计算机分为专用和通用,也可以按照大小来划分

• 计算机五代变化

  • 电子管 =>数学计算, eg:ENIAC 手动

  • 晶体管 =>工业控制

  • 集成电路 => 小型计算机

  • Super集成电路 => 微机

  • Super Super 集成电路 => 单片机

• 冯诺依曼结构

  • 存储程序思想

  • 自动完成逐条取出指令和执行指令的任务

  • 1.存储器 可以存放 指令

    • 之前是存放数据 计算机可以区分指令和数据

    • 以二进制形式表示指令和数据

  • 2.指令 分为操作码和地址码两部分

  • 3.可以 改变顺序执行指令

  • 4.以运算器为中心

• 晶体管=>二代计算机

  • 提供了系统软件

• 第三代计算机

  • 总线结构-PDP8

    • 好处:可拔插模块,结构灵活,组件

计算机的性能指标

1.处理机字长

2.总线宽度=>内部总线的二进制位数

3.响应时间

4.存储器带宽=>单位时间内从存储器读出的信息量

5.MIPS =每秒执行x几百万条指令

6.CPI: 一条指令 需要多少个时钟周期?

7.MFLOPS:每秒操作几百万次浮点

CPI,MIPS的计算

• 会求均值的人都懂

• 二级结论: 机器的频率和机器处理指令的速度不成正比例

  • 理解: 速度还受到带宽和响应时间的影响

  • 简单来说:吞吐量和吞吐速度影响计算机的性能

计算机硬件简述

1. 存储器的结构 冯诺依曼结构和哈佛结构

2. 控制器: 区分指令和数据的方式:不同的周期

   1. 取指周期 流向控制器

   2. 执行周期 流向运算器

3. 软件和硬件的界面:指令集结构(ISA)

   理解:指令(机器码OR汇编码)暴露给上层