计算机组成原理day1

计算机组成原理

  • 计算机组成原理
    • 冯·诺依曼计算机
      • 特点:
      • 硬件框图
    • 计算机的工作步骤
      • 上机前的准备
      • 计算机的工作过程
    • 计算机硬件的主要技术指标
      • 机器字长
      • 存储容量
      • 运行速度

计算机组成原理

冯·诺依曼计算机

特点:

  • 计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成
  • 指令和数据以同等地位存放于存储器内,并可按地址寻访
  • 指令和数据均用二进制表示
  • 指令由操作码和地址码组成,操作码用来表示操作的性质,地址码用来表示操作数在存储器中的位置
  • 指令在存储器内按顺序存放。通常,指令是顺序执行的,在特定条件下,可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。
  • 机器以运算器为中心,输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成

硬件框图

计算机组成原理day1_第1张图片

现在多数以存储器为中心的计算机。

计算机的工作步骤

上机前的准备

  • 建立数学模型:这一步,说建立模型可能抽象了,有点难理解,其实说白了就是在找规律,并且用数学表达式,表达出这个规律。

  • 确定计算方法:经过上一步的模型确定,其实同时也会确定好计算方法,因为一个用数学表达式表达出来的模型,必然有确定的运算法则。

  • 编制解题程序:这里就比较重点了,所以截了一个例子如下:

计算机组成原理day1_第2张图片

计算机的工作过程

计算机组成原理day1_第3张图片

  • 主存储器
  • 运算器
  • 控制器
  • I/O

计算机硬件的主要技术指标

机器字长

机器字长是指CPU一次能处理数据的位数,通常与CPU的寄存器位数有关。

存储容量

存储器的容量应该包含主容量和辅容量。

  • 主容量: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。
  • 辅容量:通常用字节数来表示。

运行速度

计算机的运行速度,相关的因素有很多,如:

  • 机器的主频(CPU的主频)
  • 执行什么样的操作
  • 主存本身的速度(其实就是硬盘的读写速度)

衡量运算速度的方法:

  • 普通法(不合理)
  • 吉普森法
    样的操作
  • 主存本身的速度(其实就是硬盘的读写速度)

衡量运算速度的方法:

  • 普通法(不合理)
  • 吉普森法
  • FLOPS

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