1微机原理和嵌入式系统：计算机系统的结构、存储机子系统

计算机分层模型：

最初阶段：两层
1.硬件层：逻辑电路：cpu、存储器
2.软件层：指令系统

第二阶段：微程序设计 & RISC
1.微程序设计：三层 =》简化控制器，可实现复杂指令
一条指令可分解为多个微操作
微操作用微指令实现
多条微指令组成微程序实现指令
微程序存储在ROM中，逐条读出完成微操作、

2.RISC：两层
二八定律：80%时间运行的是不到20%的简单指令；80%的任务是不到20%的电路完成的
所以为了提高性能
1.减少指令数量：一条复杂指令用多个简单指令替代
2.取消微程序，指令功能用硬核实现

第三阶段：操作系统出现

操作系统负责管理硬件资源和用户作业，提供人机交互、多条用户命令和多种子程序调用接口，极大简化操作、管理的复杂性

第四阶段：编程语言（目前）

编程语言发展：
1.与硬件关联的机器指令：开关
2.基于符号的汇编、
3.面向过程的算法
4.面向对象的可视化编程语言

基于冯诺依曼架构的模型机：

cpu=运算器+控制器
存储器

1.以CPU为核心（现代逐渐以存储器为核心）
2.单总线系统：类似快慢车道不分，只有一条车道，所以慢
快：存储器；慢：外设
3.指令和数据使用一条总线（冯诺依曼架构的主要缺陷）

模型机存储器子系统

存储器的组织和地址：
计算机可访问最小存储单元：字节
每个字节有独一无二的地址

字节寻址存储器：按照字节组织存储器，连续地址对应连续字节单元
例如一个字有4字节，则连续字被给到n、n+4、n+8
每个字节一个地址

总线8位，存储器也是8位，则cpu访问存储器时总线一次可以传送一个字节数据

若总线宽度16/32/64位。cpu访问存储器时，希望一次可以传送一个完整的字或一部分，存储器应该如何连接，最大效率提高速度，不造成浪费
：分层

对准存放

一个字平分到各个存储器，到时候一起出

1.八位没有该问题
2.16位起始地址是2的倍数
3.32位起始地址是4的倍数
4.64位是8的倍数

对准存放不是必须的，但若是采用，存取一个字只需要一次总线操作

所以，有些计算机指令系统专门提供了对准存放指令

小端格式和大端格式

假设W由B3B2B1B0组成，B3最高字节，B0是最低字节，则存储W需要四个连续
内存单元

从上往下四个地址：m，m+1，m+2，m+3，m最小是尾部，m+3最大是头部

小端格式：高位高地址，B0123从上往下
大端格式：B3210从上往下

若采用对等存放，则m是整个字的地址

存储器操作

读入（read）和写入（write）

读：
将一个指定存储单元的内容读出并传输到cpu中，之后存储单元的内容保持不变

过程：CPU发送地址信号和读命令，被选中单元中的数据被读出到DB上，CPU采样数据并存入内部寄存器

写：
cpu向指定单元传输数据，并覆盖目的单元原有内容

过程：CPU通过AB，DB和CB分别发送地址、数据和写命令，DB上的数据被写入到选中单元

连续数据读写：只需要在第一次读写时发送地址

存储器的分级：

对存储器的要求：速度快、容量大、成本低

解决办法：分级存储结构

1.外存满足大容量、低成本、非易失
2.DRAM
3.高速缓存：速度快