之前看哈工大计组视频时的笔记。

计算机系统概论

现代计算机由哪两部分组成？

硬件

计算机的实体，如主机、外设等。

软件

由具有各类特殊功能的信息（程序）组成。

硬件通过每条指令的有序执行发挥作用。

系统软件

管理整个计算机系统。

语言处理程序

编译环境

操作系统

管理软硬件资源、提供人机交互等。

服务性程序

比如数学库。

数据库管理系统

网络软件

应用软件

按照某个任务的需要编制成的各种程序。

硬件和软件逻辑关系

硬件进行了相对的封装，为软件提供接口，比如指令集。

应用软件使用系统软件提供的接口，系统软件使用硬件提供的接口。

计算机系统的层次结构

https://www.bilibili.com/video/av15123338/?p=3 11分55秒

物理抽象

程序员角度抽象

1. 机器语言-实际机器M1-
2. 操作系统-虚拟机器M2-
3. 汇编语言-虚拟机器M3-
4. 高级语言-虚拟机器M4-用编译程序翻译成汇编语言程序

5. 微指令系统-微程序机器M0-

   一条机器语言指令也是很复杂的，将机器指令进行细化。

计算机组成和计算机系统结构的区别

从研究内容上来说

计算机系统结构

计算机系统结构定义了计算机系统软硬件的交界面，定义了哪些功能由软件来实现吗，哪些功能由硬件来实现，提供上层软件进行编写的时候和硬件进行交互的接口。

计算机系统结构指程序员（机器语言程序员）所见到的计算机系统的属性、概念性结构和功能特性。

计算机系统属性：编写成能在计算机硬件系统上正确执行的程序他所必须了解的计算机系统的属性，比如指令集、寄存器文件的组织等等。

计算机组成

计算机组成设计人员的任务是实现计算机系统结构所体现的属性，即具体指令的实现。

计算机的基本组成

冯诺依曼计算机的特点

冯诺依曼计算机是存储程序型的计算机。

问题是运算器是瓶颈和各部分的组成不具有层次化特征。

由五大部分组成

运算器

算数运算和逻辑运算。

计算机的功能主要是运算，比如加减乘除。

控制器

指挥程序的运行。

控制器控制做什么运算。

存储器

存放数据和程序。

指令和数据放在存储器中。（存储程序型的计算机）

输入设备

将信息转换成机器能识别的形式。

程序和数据输入到计算机中。

输出设备

将结果转换成人们熟悉的形式。

计算结果的输出。

指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址访问

指令和数据用二进制表示

指令由操作码和地址码组成

操作码：做什么操作，指出寻址方式、指出操作数类型等等

地址码：操作数在哪里

存储程序

这是核心特征。程序存储在存储器中，具有存储程序的计算机都称为冯诺依曼计算机。

以运算器为中心

运算器非常地繁忙，成为计算机系统的瓶颈。

改进：以存储器为中心

现代计算机硬件框图

计算机的解题过程

存储器的基本组成

存储体

存储体由若干个存储单元组成。

存储单元

存储单元由多个存储元件（0/1）组成。

指令存储在存储单元中。

每个存储单元有个地址，存储单元按地址寻访。

存储字：一个存储单元中二进制代码的组合。

MAR

存储器地址寄存器：反映存储单元的个数，保存存储单元的地址（编号）。

MDR

存储器数据寄存器：反映存储字长。

存储字长

存储单元中二进制代码的位数。

运算器的基本组成及操作过程

视频P8。

计算机硬件的主要技术指标

作者：@臭咸鱼

转载请注明出处：https://chouxianyu.github.io

欢迎讨论和交流!