计算机组成原理（1)

计算机组成原理
第一章 概论

1.世界上第一台电子数字计算机是ENIAC（1946）

2.电子计算机的发展

第一代 1946-1959 电子管计算机（电子管为基础器件、延迟线作为存储器）

第二代 1959-1964 晶体管计算机 （晶体管成为基础器件 磁芯存储器为存储器）

第三代 1964-1975 小中规模集成电路（SSI  MSI）计算机（小中规模集成电路为基础器件）

第四代 1975-1990 大、超大规模集成电路计算机 （大、超大规模集成电路为基础器件 半导体存储器为存储器）

第五代 第六代 单片集成电路问世

3.存储程序的概念

(1)计算机（硬件）是有控制器(CC)、运算器（CA）、存储器（M）、输入设备、输出设备组成。

（2）计算机内部用二进制来表示指令和数据。

（3）将编好的程序和原始数据是事先存入存储器中，然后再启动计算机工作。

（注意：冯·诺依曼型计算机与ENIAC的区别：ENIAC不是存储程序的计算机，他的存储容量极小，只有存20个字长为10位的十进制数，程序不能实现存入存储器。）

4.总线（Bus)

总线概念：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送路线，它能分时地发送与接收各部件的信息。

特点：分时，共享

分类：地址总线（单向）、数据总线（双向）、控制总线

总线电路：三态门（0，1，浮空）

5.通道：承担I/O操作管理的主要部件，能使CPU数据处理和与外部设备交换信息两项操作同时进行。

主机1——n通道1——n设备控制器1——n外部设备

6.冯·诺依曼结构VS哈佛结构

冯·诺依曼结构：程序指令存储器与数据存储器放在同一存储器不同物理位置

哈佛结构：程序指令存储器与数据存储器放在不同存储器

7.计算机系统

分类：包括软件系统（程序、文件）和硬件系统（硬件实体）

软件和硬件在逻辑上是等价的

Ps:固件：具有软件功能的硬件

8.系列机与软件兼容

系列机：厂家相同系统相同但是组成不同实现不同的一系列不同型号的机器。

软件兼容：向上-向下(机器档次）向前-向后（投入市场时间）

保证向后兼容，力争向上兼容

9.实际机器与虚拟机器

实际机器：3-6级

虚拟机器：0-2级

虚拟计算机：是以软件或者软件为主实现的机器

10.计算机的工作过程和主要性能指标

1）机器字长：参与运算的数的基本位数，由加法器、寄存器、数据总线的位数决定。

2）数据通路宽度：数据总线一次所能并行传送信息的位数，通常为外部数据总线宽度。

3）主存储量：一个主存储器所能存储的全部信息量称为主存容量{字节数：每1024为1K,2^10=1K,2^20=M;2^30=1G,2^40=1T;字数*字长

4）运算速度：

A：吞吐量与响应时间：吞吐量是单位时间处理请求的数量；响应时间：系统对请求做出响应的时间

B:主频：CPU中最小的时间元素；是CPU时钟周期（CPI）的倒数

C：MIPS=指令条数/（执行时间*10^6)=主频/CPI

D:MFLOPS=浮点操作次数/（执行时间*10^6)