文章目录
1. 计算机的发展历程
注意：
- 微型计算机的发展标志是
微处理器（CPU = 运算器 + 控制器）- 系统软件有：
操作系统、数据库管理系统（DBMS）(不是数据库系统DBS)、语言处理系统、分布式软件系统、网络软件系统、标准库程序、服务性程序等。
- 计算机按指令和数据分为以下4类：
单指令流和单数据流（SISD）, 比如传统的冯*诺伊曼体系结构单指令流和多数据流（SIMD），比如阵列处理器系统、向量处理器系统多指令流和单数据流（MISD），这种计算机实际上不存在多指令流和多数据流（MIMD），比如多处理机
2. 计算机硬件的基本组成
2.1 早期冯·诺依曼结构
注意：
- 在计算机系统中，软件和硬件在逻辑上是
等效的（不是等价），但是用硬件直接实现逻辑功能会效率更高，但是相对的成本会增加。
- 冯*诺伊曼结构核心是
存储程序，工作方式是控制流驱动方式。
2.2 现代计算机（微型计算机）结构
现代计算机（微型计算机）结构以存储器为核心，I/O绕过运算器，从而解放运算器的效率。
微型计算机的标志：运算器和控制器在一块电路板上，即CPU
3. 认识各个硬件部件
注意：计算机中的硬件可以分为两类：控制部件、执行部件。
3.1 主存储器的基本组成
其中, MAR是地址寄存器，MDR是数据寄存器。
注意：
MAR和MDR可以不放在主存中，放在CPU中，事实上，现在计算机都将MAR和MDR放在CPU中。当然，放在主存中也是对的。
做题时，若题目CPU，而CPU是现代计算机，所以MAR、MDR放在CPU中是对的。
做题时，若题目更细的运算器或控制器，则指冯*诺伊曼计算机，MAR、MDR放在主存储器中才是对的主存储器是按地址访问，与之对应的是相联寄存器是既可以按地址访问，又可以按内容访问。
CPU是如何对存储器进行读取数据和写入数据：
3.2 运算器的基本组成
注意：运算器中还有
状态寄存器PSW，用来表示每次指令后的状态，是否异常等等。
3.3 控制器的基本组成
3.4 计算机的工作过程
- 计算机的工作步骤
- 把程序和数据加载到主存
- 将源程序转换成可执行文件
- 从可执行文件的首地址开始逐条执行指令
- 取指令：(PC)->MAR->M(MAR)->MDR->IR; PC++
- 分析指令：OP(IR)->CU
- 执行指令（取数/读数）：Ad(IR)->MAR->M(MAR)->MDR->ACC
- 注意：CPU根据
指令周期区分是指令还是数据，如果是指令，再将指令送到IR，IR再对指令进行解析。
3.5 小结
4. 计算机系统的多级层次结构
4.1 计算机系统的层次结构
4.2 三种级别的语言
考点：
- 将高级语言程序翻译成机器语言有两种方式：
编译程序、解释程序。
其中编译程序中会使用到汇编程序翻译程序：编译程序、解释程序的统称。
- 计算机
硬件能够执行的只有机器语言，其他的比如硬件描述语言程序，是设计硬件时用到的。
5. 计算机的性能指标
5.1 存储器的性能指标
考点：计算内存大小
注意：内存是
DRAM, 由电容组成。而存储器、Cache都是SRAM，由触发器组成。
5.2 CPU的性能指标
注意：
CPU时钟周期 = 时钟周期 != CPU周期时钟周期是计算机操作的最小单位时间。- 时钟频率 不会影响 CPI,。CPI与逻辑电路有关，若两个微机片内逻辑相同，则其CPI相同
- 平均CPI要会计算
- IPS与每条指令时间是倒数关系
5.3 计算机整体的性能指标
机器字长：能够同时处理的二进制位数，即数据运算的基本单位长度。通常与CPU中寄存器的位数相等。
如64位微机，64指机器字长。
注意：机器字长、存储字长、指令字长、数据字长 可以都不相等。但是若题目只给出机器字长，则默认其相等。- 数据(通路)带宽/数据字长：数据总线一次所能
并行传送数据的位数。- 主存容量
- 运算速度
- 吞吐量：系统在单位时间内处理请求的数量。数据能多快从内存存入或取出，故取
决于内存。- 响应时间：指用户发送一个请求到系统响应完毕的时间 =
CPU处理时间 + 等待时间- CPU主频和CPU时钟周期
- CPI
- CPU执行时间
考点：
- 能够灵活运用公式：
- 科学计算指浮点计算
- 用户角度，对于计算机关心
吞吐率
- 当今计算机提高性能的主要方式为
并行技术
5.4 小结
6. 知识点补充
1. 指令和数据都已二进制的形式存放在存储器中，CPU是根据指令周期的不同阶段加以区分的。通常在取指令的阶段取出的是指令，在执行指令阶段
取出的是数据。不能说是指令操作码的译码结果，因为是确定取出指令后才将操作码送去译码。
2. 地址寄存器是位于控制器中
3. 操作系统、编译程序、连接程序都是属于系统软件，文本处理程序属于应用软件。
4. 软件和硬件在逻辑上是不等的；软件和硬件的功能在逻辑上是等价的。
5. 寄存器的设置对汇编语言是不透明的。
6. 数据库管理程序是系统软件，数据库系统是组成数据库管理系统的一部分，所有数据库系统不是系统软件。
7. 传统存储器只能按地址寻址，相联存储器既可以按地址，又可以按内容寻址。
8. 计算机硬件能执行的只能是机器语言，其他的都不行，比如硬件描述语言程序也不行。
9. 计算机用二进制的几个原因：
1. 物理器件的性能
2. 二进制简单
3. 制造两个稳态的物理器件较容易
4. 便于用逻辑门电路实现。
10. 系列机的基本特征是指令系统向后兼容。
11.
12. 对程序进行编译优化也能缩短程序执行的时间。因为能得到更优的指令序列。
13. 存储器由触发器组成。
14. 磁盘可以永久的存放数据和程序。
15. 区分几个字长：
1. 存储字长：存储单元的二进制位数
2. 机器字长：CPU能直接处理的二进制的位数，是运算的基本单位。
3. 指令字长：一个指令的位数。
4. 数据字长：数据总线一次并行传送的数据位数。
* 注意：以上都可以不等
16. MFLOAPS是最能体现计算机的整体性能的，因为其进行了百万次运算。
17. 当前设计高性能计算机的主要途径：采用并行处理技术。因为CPU主频、扩大主存容量都是有上限的。
18. 兼容：指计算机软件或者硬件的通用性，通常在同一系列机不同型号间通用。
19. 性能提高50%，指是原来的150%，不能直接除2，而是除1.5
20. 计算机体系结构是计算机由哪些组成，计算机组成原理是计算机的具体实现。
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