计算机组成原理

1.2计算机系统的组成

        软件

        硬件（特别的，一些固化的软件称固件）

1.2.1计算机硬件系统

冯诺伊曼提出二进制“0”“1”

                提出存储程序和程序控制

——>硬件系统：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备

               中央处理器CPU：运算器+控制器

                主机：CPU+存储器

细点

①存储器：存程序和代码

        外存：CPU不可直接读

        主存（内存）储器：CPU可直接读取

②运算器：进行算术运算和逻辑运算

        算术运算：加减乘除

        逻辑运算：与或非、移位

一次能处理的二进制位数称为机器字长，寄存器、累加器和存储单元的长度一般等于机器字长

③控制器：整个计算机的指挥中心

        读取内存的信息—（解释）—>一系列命令—（发）—>各个功能部件

计算机的两股信息

        控制流信息：即操作命令，分散向各功能部件

        数据流信息：受控制流信息的控制，在不同部件流动，并在流动时被对应部件加工处理

控制流信息的发源地是控制器，产生依据主要在3个方面

①存放在指令寄存器中的机器指令。这是计算机操作的主要依据。

②状态寄存器，存放着计算机运行的状态信息。计算机运行会根据不同部件的状态判断下一步是顺序执行程序还是按分支转移执行指令。

③时序电路。产生各类时序信号让控制器的操作命令被有序的发送出去。

④输入设备：将信息输入计算机的外部设备，人们熟悉的信息形式转换为计算机能接收并识别的信息形式。

输入信息：数字、字母、符号、文字、图形、图像、声音等，送进计算机后只有二进制一种形式。

输入设备：键盘、鼠标、A/D转换器等

        输入设备和主机之间用接口连接。

        ①输入设备多是机电设备，传输数据的速度远低于主机，需要接口进行数据缓冲。

        ②输入设备和主机之间的信息格式不同。输入数据—>ASCII码—（字长处理）—>主机

⑤输出设备：将计算机运算的结果转换成人们或其他设备能够接收和识别的信息形式。

输入信息：        

        输入设备和输出设备一样需要通过接口与主机连接。

输出设备：打印机、显示器、D/A

外存储器是计算机重要的外部设备，既可以是输入设备、也可以是输出设备，且常作为辅存。

外存储器：磁盘、光盘、磁带机。

需要用接口与主机连接

⑥系统互连（总线）：计算机各硬件以某种形式有组织的连接，以实现数据流信息和控制流信息在不同部件之间的流动、以及数据的加工处理。

总显示连接多个设备、部件的公共信息通路。现代计算机多采用总线（Bus）互连。CPU连接计算机中各主要部件的总线称为系统总线。

1.2.2计算机软件系统

功能划分：系统软件、应用软件

①操作系统：管理计算机中各种资源、自动调度用户作业、处理各种中断的软件。

UNIX、Windows、Linux、Android、iOs、鸿蒙