计算机组成原理

一、计算机的工作过程

取指令：

（PC）-->MAR

M（MAR）-->MDR

（MDR）-->（IR）

取指令结束（PC）++

分析指令：

OP（IR）-->CU

执行指令根据不同指令步骤不同

eg：加法指令：

Ad（IR）-->MAR

M（MAR）-->MDR

(MDR)-->ACC

CPU区分指令和数据的依据：指令周期的不同阶段

现代计算机通常将MAR、MDR集成在CPU中

二、计算机层次结构

五层：

M4：高级语言机器（执行高级语言）-- 软件

M3：汇编语言机器（执行汇编语言）-- 软件

M2：操作系统机器（向上提供广义指令）-- 软件

M1：传统机器（执行机器语言指令）-- 硬件

M0：微程序机器（执行微指令）-- 硬件

下层是上层的基础，上层是下层的扩展

三种级别语言：

机器语言：二进制代码

汇编语言：助记符

高级语言：C/C++，Java，Python

编译程序:将高级语言编写的源程序全部语句一次全部翻译成机器语言程序，而后再执行机器语言程序(只需翻译一次) eg:c/c++

汇编程序：将汇编语言翻译成机器语言

解释程序:将源程序的一条 语句翻译成对应于机器语言的语句，并立即执行。紧接着再翻译下一-句(每次执行都要翻译) eg:python,javascript

三、计算机的性能指标

（1）存储器的性能指标

总存量 = 存储单元个数 * 存储字长 bit = 存储单元个数 * 存储字长 /8 Byte

1 B = 8 bit

（2）CPU的性能指标

CPU时钟周期 （单位：微秒，纳秒）

CPU主频（时钟频率）：  = 1 / cpu时钟周期（单位：HZ）

CPI ：执行一条指令所需的时钟周期数（不同指令，CPI不同，有时相同的指令，CPI也可能不同）

执行一条指令的耗时 = CPI * CPU时钟周期

CPU执行时间 = ）CPI * 指令条数） / 主频

IPS ：每秒执行多少条指令

FLOPS ： 每秒执行多少浮点运算

（3）系统整体的性能指标

数据通路带宽：数据总线一次所能并行传送信息的位数

吞吐量：指系统在单位时间内处理请求的数量

响应时间：指用户向计算机发送一个请求，到系统对该请求做出响应并获得他所需的结果所等待的时间