计算机组成原理1-概论

1、主要内容：1.1计算机基本概念信息的数字化表示、存储程序和计算机分类。1.2计算机的诞生和发展冯诺依曼制度、计算机发展过程及未来发展趋势。1.3计算机系统的硬件构成了主要功能组件的配置和功能以及硬件系统结构。1.4计算机系统的性能指标，第一章概论，第一节计算机的基本概念，1.1.1冯诺依曼思想，1。将程序和数据显示为二进制代码；计算机使用存储程序的工作方式。3 .计算机硬件包括内存、计算设备、控制、设备、输入设备和输出设备。3 .计算机硬件包括内存、计算设备、控制、设备、输入设备和输出设备。输入设备，控制器，存储，输出设备，运算符，1.1.2信息的数字化表示，1。计算机将各种信息显示为数字代码

2、，二进制代码，示例1将数据显示为数字代码，5，-5，0101，11001，示例2将字符显示为数字代码，A，B，100001，100010，示例3将命令作为数字代码，以及在物理机制中，数字代码表示为数字信号，数字电气信号，示例1表示为级别信号的数字代码，高级别，1，低级别，高级别，0，1，示例2表示为脉冲信号的数字代码，无脉冲，有脉冲，1，0，1，实施并行操作，数字化方法代表了信息的优点，可以：(1)物理上轻松地显示和存储信息；(2)抗干扰能力；(3)数字表示范围高；(4)可表示信息的广泛类型；(5)通过数字逻辑技术处理；1 . 1 . 3存储程序的工作方式；1 .预先准备程序，3 .程序自动，

3、连续运行，2 .预存储程序，现有的诺依曼机器串行执行说明。传统的noman机器转换：添加并行处理功能。11/50，图片计算机的工作流程，1.1.4计算机的分类，计算机整体分为：模拟计算机和数字计算机两类。每个主要特性：模拟计算机：由模拟计算设备组成，处理时间和数字连续的模拟(例如，电压、电流等)。数字计算机：由逻辑电子设备组成，处理不连续的数字量。数字计算机可分为：专用计算机和通用计算机。专用机是以快速、经济、高集成性为主要指标的特殊计算机，为特定任务而设计，但适应性较差(例如工业计算机、ATM等)。一般用途的计算机适应性强，但牺牲了与PC一样的效率、速度和经济性。根据计算机的体积、简单性、电

4、源损耗、性能指标、数据存储容量、命令系统大小、机器价格和复盖范围等条件，将计算机分类为巨型机、大型机、中型机器、小型机、小型计算机等。结构大小和性能指标依次减少。随着超大型集成电路的快速发展，类型也动态变化。计算机类别比较：16/50，中文明：JohnVonNeumann外语名称：Johnson vonnumann国籍：美国匈牙利出生地：布达佩斯出生日期：1903年12月28日死亡日期：1957年2月8日毕业基于此项目，1945年，新的“存储应用程序公用电子”计划(冯诺依曼思想)提出并发表了。在这个方案中，冯诺依曼具体介绍了电子计算机和编程的新想法。作为计算机发展史上划时代的文学，该节目向世界

5、宣布了电子计算机时代的到来。，EDVAC计划的直接成果：第一个严格意义上的电子计算机(宾夕法尼亚大学，1946年2月)，1.2.2开发过程，1.2.3未来的发展趋势，1，巨型，2，小型化，3，多媒体，4，网络，网络CPU由运算符、控制器和寄存器组成。(1)运算符1)功能：加工信息。2)配置：位移、ALU、选择器、公共寄存器组、选择器、位移、ALU、置换、ALU、选择器、公用寄存器组、选择器、公用寄存器组：提供操作数、存储计算结果。置换、ALU、选择器、通用寄存器组、选择器、选择器：选择操作数；选择控制条件以实现各种算法。位移、ALU、选择器、通用寄存器组、选择器、位移：直接或移位提交操作的结果

6、。运算器主要通过计算方法解决各种运算转换为加法的方法。(2)控制器1)功能：生成控制命令(微命令)以控制整个机器操作。2)配置：微命令序列、微命令生成方法(命令执行控制方法):组合逻辑控制方法：微命令由组合逻辑电路生成、微命令由组合逻辑电路生成、组合逻辑控制器、微程序控制器、控制器主要执行微命令控制命令内存1)功能：解决生成存储信息的方法。2)配置(主存储):存储库：存储信息的实体。寻址系统：地址代码解码，选择存储设备。读/写线路和数据寄存器：读/写操作已完成，临时读/写数据。控制行：创建读/写计时并控制读/写操作。3 .输入/输出设备1)功能：转换信息。输入：原始信息、代码、提供给主机、输出

7、：结果处理、人可以接受的格式和输出、(代码)、I/O设备主要解决信息转换方法。存储主要解决了基于地址查找要访问的存储单元的方法。1.3.2硬件系统结构1。基于总线的系统结构总线：多部件分时可共享信息传输线集。总线、总线、功能中总线外部总线本地总线系统总线、信息地址总线数据总线控制总线、定时同步总线异步总线、格式并行总线串行总线、方向单向总线双向总线、(1)使用通道或IOP的大型系统结构(1)包含通道的系统、I/O控制器、主机、I/O、通道、(2)包含IOP的系统、和建模器系统结构，系统总线，系统总线，CPU，M，公共接口，接口，接口，I/O，I/O，建立总线概念，多系统结构、特性：由多处理器C

8、PU组成，根据处理器间连接的健壮性，分为：紧凑耦合系统松散耦合系统，41/50，紧密耦合多系统，特性：多(CPU LM)组，通过系统总线配置多系统和共享全局M，42/50，松散耦合多系统，特性：多节点，由通信接口CAS组成，1.3.3软件系统，软件类别：系统程序和应用程序。系统程序：负责系统调度管理，提供操作和开发环境，以及各种服务，确保系统运行良好。，应用程序：使用计算机解决应用程序问题的程序，如工程、数据处理、自动控制、企业管理、信息检索、科学计算程序等。1.3.4硬，软件系统的层次结构，计算机系统是多层次结构，参见其层次结构图，教材。第四节计算机系统性能指标，1 .默认长度表示操作数的默

9、认位数。影响计算精度，命令功能。2.存储容量(1)默认存储容量是指存储单元数的位数。确定地址位数。表示寻址单位。即，字数(基于文字地址)或字节数(基于字节地址)，(2)外部存储容量通常以字节数表示。外部存储容量与地址代码位数无关。3 .运算速度(1)定点/浮点4运算时间(2)平均每秒执行指令带(MIPS)MIPS=程序中指令/程序执行时间，(3)每秒执行的浮点指令数(MFLOPS)MFLOPS=程序中包含的浮点(5)CPI每个命令时钟周期数。CPI=程序所需的时钟周期数程序中包含的命令数、总线位数总线时钟频率8总线周期时钟数、总线带宽=，4。数据速率，(B/S)，即在单位时间内传输的数据量，注意：计算总线的带宽时，通常还需要考虑编码方案、单双工模式和通道中的路径数等因素。5 .周边组态(1)硬体系统组态(2)系统软体组态，意外电脑时脉速度为500MHz，CPI为5。外围设备的带宽为0.5MB/s，中断32位传输，中断服务程序包含18个命令，服务中断的额外开销等于2个命令时间。(1)在中断模式下，CPU用于外围设备I