计算机组成原理 day01 - 第一章
EDVAC ： 第一台采用冯.诺依曼体系的计算机
冯.诺依曼计算机：以运算器为中心
现代计算机：以存储器为中心
1. 冯.诺依曼计算机
冯.诺依曼计算机的特点：
- 计算机由运算器，存储器，控制器，输入，输出设备过构成
- 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址寻访。
- 指令和数据用二进制表示
- 指令由操作码和地址码组成
- 存储程序
- 以运算器为中心
现代计算机：
CPU=控制器+运算器
我们平时说的辅存是 底层存储空间，如手机的128g
主存是可同时运行程序大小，如手机的运行内存8g
因此，辅存可归为IO设备，在必要时才从存储空间中将其加载到主存中运行。
2. 认识各个硬件部分
2.1 主存储器的组成
MAR ： 存储地址（柜员）
MDR ： 存储数据 （柜台）
存储体：具体存储的地方 （货架）
若MDR = 16bit ，那么一个字（word） = 16bit
1B = 1 字节，1b = 1bit
因此宽带的 100Mbps 实际下载最大速度 10MB/S
是用100/8 换算得到。
2.2 运算器
ALU ： 算术逻辑单元，复杂电路实现算术运算
ACC：累加器，存放操作数 / 运算结果
MQ： 乘商寄存器，在乘除运算时，存放操作数 / 运算结果
X： 通用操作数寄存器，存放操作数
2.3 控制器
CU：控制单元，分析指令，给出控制信号
IR: 指令寄存器 ， 存放当前的指令
PC: 程序计数器 ， 存放下一条指令地址，能够自动加1
取指令：PC -- 分析指令：IR -- 执行指令: CU
2.4 计算机工作的过程
CPU区分指令和数据的依据：指令周期的不同阶段
3. 计算机系统的层次结构
3.1 层次结构
下层是上层的基础，上层是下层的扩展
3.2 三种级别的语言
机器语言：二进制代码
汇编语言：助记符
高级语言：C++、C、Java
编译程序：（C++/java/C） 使用一次编译生成.exe文件后，下次运行无需编译
解释程序：（python,javascript）运行一行解释一行，效率低。每次运行都要解释
4.计算机的性能指标
4.1 存储器的性能指标
MAR位数 反映存储单元的个数(最多支持多少个)
MDR位数 =存储字长=每个存储单元的大小
总容量=存储单元个数 x 存储字长bit ;1Byte = 8bit
存储单元个数 x 存储字长 / 8 Byte
Eg:MAR为32位 MDR为8位
总容量=
* 8 bit = 4GB
但不一定会保证有4GB的总容量，可能只有1GB的总容量，需根据计算机实际情况而定
常见需要记忆的2的次方数
4.2 CPU的性能指标
CPU主频: CPU内 数字脉冲信号振荡的频率。单位：HZ 赫兹，（10HZ表示每秒钟有10个脉冲信号）
一个高低电平周期CLK 称为 时钟周期， 主频 = 
,即时钟周期的倒数
CPI ： 执行一条指令所需要的时钟周期数
不同的指令，CPI不同。甚至相同的指令，CPI也可能有变化
执行一条指令所需时间： CPI * 时钟周期
Eg:某CPU主频为1000Hz，某程序包含100条指令，平均来看指令的CPI=3，该程序在该CPU.上执行需要多久?
100 * 3 * 
= 0.3 秒
IPS ( Instructions Per Second ) : 每秒执行多少条指令
IPS=主频 / 平均CPI
FLOPS (Floating point Operations Per Second) :每秒执行多少次浮点运算
KIPS 、MIPS、 KFLOPS 都是指的是10^n 时
4.3 系统整体的性能指标
数据通路带宽:数据总线一次所能并行传送信息的位数(各硬件部件通过数据总线传输数据)
吞吐量:指系统在单位时间内处理请求的数量。它取决于信息能多快地输入内存，CPU能多快地取指令，数据能多快地从内存取出或存入，以及所得结果能多快地从内存送给一台外部设备。这些步骤中的每一步都关系到主存，因此，系统吞吐量主要取决于主存的存取周期。
响应时间:指从用户向计算机发送一个请求，到系统对该请求做出响应并获得它所需要的结果的等待时间。通常包括CPU时间(运行一个程序所花费的时间)与等待时间(用于磁盘访问、存储器访问、I/O操作、操作系统开销等时间)。
4.3.1 动态测试
基准程序是用来测量计算机处理速度的一种实用程序，以便于被测量的计算机性能可以与运行相
同程子的其它计算机性能进行比较。
4.4 提问
问:主频高的CPU一定比主频低的CPU快吗?
不一定，如两个CPU，A的主频为2GHz，平均CPI=10;
B的主频1GHz，平均CPI=1...
问:若A、B两个CPU的平均CPI相同，那么A一定更快吗?
也不一定，还要看指令系统，如A不支持乘法指令，只能用多次加法实现乘法;而B支持乘法指令。
问:基准程序执行得越快说明机器性能越好吗?
基准程序中的语句存在频度差异，运行结果也不能完全说明问题
4.5 常用数量单位
