《计算机组成原理》笔记

本书结构

第1章 计算机系统概论

§1.1

计算机软硬件概念（理解）

硬件通过软件来发挥作用，硬件通过每条指令的有序执行来发挥作用。

计算机的解题过程

计算机系统的层次结构（理解）

机器语言、汇编语言、高级语言各自的特点

1. 机器语言
   一种指令集的体系。依赖于硬件，可以直接执行，速度最快，不便于人类、阅读和编程。
2. 汇编语言
   机器语言的符号化，不同机器有不同的机器语言，就有不同的汇编语言。是低级语言，执行效率虽然略低于机器语言，但比高级语言快。相对于机器语言来说更便于人类理解和编程，但编程效率低。
3. 高级语言
   高度封装了的编程语言，与低级语言相对。更加接近于自然语言的一种计算机程序设计语言。编译器的作用就是把高级语言的源代码转换成对应平台的目标代码。高级语言书写比较简单，但是翻译起来比较复杂，同样的高级语言语句可以有不同的机器语言实现方法。因此同一段高级语言经过不同的编译器编译之后会得到不同的目标程序，就是说高级语言与汇编/机器语言之间不再是一一对应的关系了。

§1.2

计算机的基本组成

主要分为五个部分：

1. 控制器(Control)
   是整个计算机的中枢神经，其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等。
2. 运算器(Datapath)
   运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理。
3. 存储器(Memory)
   存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。
4. 输入(Input system)
   输入设备是计算机的重要组成部分，输入设备与输出设备合称为外部设备，简称外设，输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘、鼠标器、光电输入机、磁带机、磁盘机、光盘机等。
5. 输出(Output system)
   输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分，它把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出出来。微机常用的输出设备有显示终端CRT、打印机、激光印字机、绘图仪及磁带、光盘机等。

冯·诺依曼计算机的特点

1. 计算机由五大部件组成
2. 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址寻访
3. 指令和数据用二进制表示
4. 指令由操作码和地址码组成
5. 存储程序
6. 以运算器为中心

冯结构5大部件/ 冯·诺依曼计算机硬件框图

冯结构5大部件中哪一个可以对指令进行译码？（答：控制器）

以存储器为中心的计算机硬件框图

早期的冯诺依曼计算机以运算器为中心，而现代计算机已变为以存储器为中心

§1.3

计算机硬件的主要技术指标

小题

计算机硬件能直接识别的语言是：机器语言
计算机执行最快的语言是：机器语言
计算机的软件层次和硬件层次之间的交界面是：指令系统
冯诺依曼计算机工作方式的基本特点是：采用存储程序原理
计算机能自动工作的关键是：采用存储程序控制