第1章 计算机系统概述
*1.1 计算机发展历程
*1.1.1 计算机硬件的发展
*1.1.2 计算机软件的发展
1.2 计算机系统层次结构
1.2.1 计算机系统的组成
- 计算机系统=硬件+软件
1.2.2 计算机硬件
⚫️冯·诺依曼机基本思想
- 计算机由五大部件组成
- 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:以存储器为中心
⚫️计算机的功能部件
- 存储器:主存储器+辅存储器
- 运算器:累加器ACC+乘商寄存器MQ+操作数寄存器X+变址寄存器IX+基址寄存器BR
- 控制器:程序计数器PC+指令寄存器IR+控制单元
- 输入设备
- 输出设备
1.2.3 计算机软件
1.2.4 计算机系统的层次结构
1.2.5 计算机系统的工作原理
⚫️指令执行过程
- 取指令:(PC)—>MAR;M(MAR)—>MDR;(MDR)—>IR;
取指令结束(PC)+1—>PC - 分析指令:OP(IR)—>CU
- 执行指令:Ad(IR)—>MAR;M(MAR)—>MDR;(MDR)—>ACC
1.3 计算机的性能指标
1.3.1 计算机的主要性能指标
⚫️存储器的性能指标
- MAR位数:存储单元的个数
- MDR位数:存储字长=每个存储单元的大小
- 主存容量=存储单元个数x存储字长
⚫️CPU的性能指标
CPU=运算器+控制器
- CPU主频(时钟频率)=1/CPU时钟周期
- CPI:执行一条指令所需的时钟周期数
- CPU执行时间=CPU时钟周期数/主频=(指令条数x CPI)/主频
- IPS:每秒执行多少条指令=主频/平均CPI
- FLOPS:每秒执行所少次浮点运算;K、M、G、P为数量单位
存储容量:K是210 M是220 D是230 T是240;数据处理速率:K是103 M是106 D是109 T是212
⚫️系统整体的性能指标
- 数据通路宽带、吞吐量、响应时间