计算机科学导论 第五章 计算机组成 学习笔记

计算机硬件可以分为三大子系统，CPU，主存储器和输入输出子系统。

1.CPU（中央处理单元）

中央处理单元有三个组成部分，算符逻辑单元（ALU），控制单元，寄存器组。

其中 算术逻辑单元对数据进行逻辑运算移位运算和算数运算。
寄存器是用来存放临时数据的高速独立的存储单元。
又可分为数据寄存器，指令寄存器，程序计数器。
控制单元，顾名思义，控制各个子系统的操作。

2.主存储器

字长：目前绝大多数PC和移动设备均使用64位字长。
内存地址用无符号二进制整数定义
其中，N个存储地址，需要log2N位
RAM（RANDOM ACCESS MEMORY），中文译为随机存取存储器，但是，英文RANDOM有任意的意思，将random在此处译为任意更容易理解。
RAM可以分为SRAM 和DRAM两大类。其中SRAM速度快但价格昂贵。DRAM比较慢，但价格低廉。
ROM（READ ONLY MEMORY ）只能读不能写，断电后信息不会丢失。PROM EPROM EEPROM 按下不表
存储器的结构层次
如果cpu全部使用寄存器，相比速度一定飞快，然而计算机成本同样感人。因此，现代计算机根据消费者需求，选择了层次结构，用不同速度和价格的存储器满足不同的需求。
●当对速度要求根苛刻时可以使用少量高速存储器。CPU 中的寄存器就是这种存储器。
●用适量的中速存储器来存储经常需要 最快
访问的数据。例如下面将要讨论的高速缓冲存储器就属于这一类。
●用大量的低速存储器存储那些不经常访问的数据。主存就属于这一-类。

果然是经济基础决定上层建筑（误） 。

# 3. 输入输出系统

输入输出子系统的组成相对简单，都是我们熟悉的硬件，在此不再赘述。

子系统的互联

A。CPU与存储器之间的连接

总线：数据总线 地址总线 控制总线
B.输入输出设备之间的连接通过控制器完成。常见的有SCSI 火线，USB，HDMI。