计算机组成原理

1计算机系统概论

1.1 计算机简介

计算机由“硬件”和“软件”组成。“硬件”是看得见摸得着的各种电子元器件，各类光，电，机设备的实物组成，如主机，外设等等。“软件”是看不见摸不着，由人们事先编制成具有各类特殊功能的信息组成。

计算机的三层结构：高级语言-》汇编语言-》机器语言-》微指令系统。

计算机组成与计算机体系结构的区别？

1.2 计算机的组成

冯诺依曼机的架构：运算器，控制器，存储器，输入输出设备。

运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或

等逻辑操作，以及移位、求补等操作。

控制器是整个CPU的指挥控制中心，由指令寄存器IR(InstructionRegister)、程序计数器PC(ProgramCounter)和操作控制器0C(OperationController)三个部件组成。

2 计算机的发展及应用

2.1计算机的发展

1第一代电子管计算机。2第二代晶体管计算机。3第三代集成电路计算机。4第四代大规模集成电路。5微型计算机。

1970年以后，微机迅速发展，第一大微处理器的制造商Intel的产品有：8080,8088,8086,80286,80386,80486,Pentium(80586),Pentium pro(p6),Pentium II,Pentium III。

2.2计算机的应用

1科学计算和数据处理（科学计算，数据处理，工业控制和实时控制），2网络技术（电子商务，网络教育，敏捷制造），3虚拟实现，4办公自动化和管理信息化，5CAD等，6多媒体技术。

3计算机系统硬件结构

3.1 系统总线

计算机系统的五大部件之间的互联方式有两种，一种是各部件之间通过单独的连线，叫做分散连接；另一种是将各部件连到一组公共信息传输线上，叫做总线连接。早起多用分散连接方式。

3.2总线的分类

按部件的不同分为：片内总线，系统总线，通用总线。

片内总线是指芯片内部的总线，如CPU芯片内部，寄存器和寄存器之间，寄存器与算逻单元ALU之间都有总线连接。

系统总线是指CPU，主存，I/0（通过I/0接口）各大部件之间的信息传输线。按信息传输的不同，又可分为：数据总线，地址总线，控制总线。

通用总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如控制仪表，移动通讯等）之间的通信。

根据总线传输信号的不同，可以把总线分成3类。
数据总线：双向总线；
地址总线。是微处理器向内存、I/O发送命令信号和外界向微处理器传送状态信号等的通道，一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2^n位；
控制总线。是微处理器向内存、I/O传送控制信息的通道。有的是外设到微处理器的信号，如等待信号、中断请求信号等。

3.3总线特性及性能指标

总线性能指标包括：

1总线宽度，是指数据总线的根数，用bit表示，如8位；2标准传输率，用MB/s表示，如总线工作频率是33MHz，总线宽度为32位，则它最大的传输率是132MB/s。

 4 存储器

4.1 概述

按存储介质分类：半导体存储器，磁存储器，光盘存储器。

按存取方式分类：RAM,ROM，串行访问存储器。

按在计算机中的作用分类：主存储器，辅助存储器，缓冲存储器。

4.2 主存储器

4.3高速缓冲存储器（cache)

4.4 辅助存储器

1 磁盘

 详见：http://blog.youkuaiyun.com/evsqiezi/article/details/8067018。