计算机组成原理概要1.docxVIP

知识点总结1.计算机体系结构和计算机组成 ?两个概念的区别：计算机体系结构是哪些对成员可见的系统属性。换句话说， 这些属性直接影响到程序的逻辑执行。计算机组成是实现结构规范的操作单元及其相互连接。计算机体系结构的属性包括指令集、用来表示各种数据类型的比特数、输入输出机制以及内存寻址技术。计算机组成的属性包括哪些对程序员可见的硬件细节，如控制信号、计算机和塞舌的接口以及存储器使用的技术。2.计算机是一个复杂的系统，包含数百万个电子元件，复杂系统的关键是分层性质。层次系统是一系列相互关联的子系统，每个子系统又在结构上分层，直到分成我们所能达到的一些基本子系统的最低级。结构： 部件相互关联的方法功能：作为结构组成部分的各个独立部件的操作。3.计算机的基本功能有：数据处理、数据存储、数据传输和控制。4.计算机中有四种主要的结构组件：中央处理器（Center Processor Unit, CPU): 它控制计算机的操作并且执行数据处理功能，简称处理器。主存储器 （Main Memory)：存储程序和数据输入输出 （Input / Output, I/O)： 在计算机和外部设备之间传输数据系统互连：为CPU、主存储器和I/O之间提供通信机制，也就是总线系统。存储程序控制概念：存储程序控制概念是冯·诺依曼于1945年6月首先提出来的。它可以概括为以下几点：计算机（硬件）是由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5个基本部件组成。计算机内部采用二进制来表示指令和数据。将编号的程序和原始数据事先存入存储器中。把编好的程序和原始数据预先存入计算机的主存储器中，使计算机在工作时能够连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并加以执行， 从而自动完成预定的任务。计算机的硬件组成原始的冯·诺依曼计算机在结构上是以运算器为中心的，而发展到现在，已转向以存储器为中心。通常将运算器和控制器合称为中央处理器（Central Processing Unit, CPU)。中央处理器和主存储器（内存储器）一起组成主机部分。除去主机以外的硬件装置，如输入设备、输出设备和辅助存储器等，称为外围设备或外部设备。CPU 负责与存储器间交换数据，为了这个目的，CPU 一般使用两个内部寄存器，一个是存储器地址寄存器MAR，为下一次读写指定存储器的地址；另一个是存储器数据寄存器MDR, 存放刺耳到内存或从内存接收的数据。类似的， I/O地址寄存器I/O AR指定一个特定的I/O设备；I/O 数据寄存器 I/O DR用于I/O模块与CPU之间数据交换。运算器运算器部件是计算机中进行数据加工的部件，其主要功能包括：执行数值数据的算术加减乘除等运算，执行逻辑数据的与或非等逻辑运算，由一个被称为 ALU （Arithmetic and Logical ?Unit, ALU)的部件完成。暂时存放参加运算的数据和中间结果，由多个通用寄存器来承担运算器通常也是数据传输的通路控制器控制器是计算机中控制执行指令的部件，主要功能是按照人们预先确定的操作步骤，控制整个计算机的各部件有条不紊地自动工作。1.正确执行每条指令（1）首先是取来一条指令，（2）接着分析这条指令，?（3）再按指令格式和功能执行这条指令2.保证指令按规定序列自动连续地执行。3.对各种异常情况和请求及时响应和处理。存储器存储器用来存放程序和数据，是计算机能够实现存储程序控制的基础。由高速缓冲存储器，主存储器，外存储器所组成的多级（层）存储器系统，是计算机中用于存储程序和数据的子系统。这三级存储器所用的存储介质、工作原理和特性各不相同。输入设备?输入设备是向计算机中送入程序和数据的有一定独立功能的设备，通过接口和总线与计算机主机连通，用于人—机交互联系,如计算机键盘和鼠标等。输出设备：输出设备的任务是将计算机的处理结果以数字、字符（汉字）、图形、图像、声音等形式送出计算机。常用的输出设备有打印机、显示器、辅助存储器等。总线：总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，他能分时地发送与接收各部件的信息。?数据线数据线提供系统模块间传送数据的途径。这些线组合在一起成为数据总线。典型的数据总线包含32、64、128或更多的分离导线，这些线的数据称为数据总线的宽度。数据总线的宽度是决定系统总体性能的关键。地址线用于指定数据总线上数据的来源或去向。地址总线的宽度决定了系统能够使用的最大的存储器容量。地址线通常也用于I/O端口的寻址。地址线的高位用于选择总线上指定的模块，低位用于选择模块内具体的存储单元或I/O端口。控制线用来控制对数据线和地址线的存取和使用。控制信号在系统部件之间发送命令和时序信号。时序信号指定了数据和地址信号的有效性，命令信号指定了要执行的操作。?第零级是硬联逻辑级，是计算机的内核，由门、触发器等逻辑电路组成。第一层微