目錄

一、計算機發展歷程(不考了)

二、計算機硬件的基本組成 3

1.五個部分

（1）輸入設備

（2）控制器

（3）運算器

（4）（主）存儲器

（5）輸出設備

2.馮諾依曼機

3.現代計算機

1.主存

2.運算器

3.控制器

4.工作過程

?編輯

?編輯

?編輯

四、計算機系統的層次結構 6

五、計算機軟件 5

1.兩類軟件

2.三個級別的語言

3.軟件和硬件邏輯功能的等價性

4.指令集體系結構(ISA)

六、計算機系統的工作原理 7

1.存儲程序

2.翻譯的四個過程(以C語言文件為eg)

3.指令執行過程的描述

七、計算機的性能指標

1.主存儲器

2.CPU

（1）時鐘周期

（2）主頻

（3）CPI(Cycle Per Instruction)

（4）CPU執行時間

（5）IPS(Instruction Per Second)

（6）FLOPS

3.else

（1）數據通路寬度

（2）吞吐量

（3）響應時間

（4）基準程序

4.常用數量單位

（1）存儲單位：kMGTPEZ = (10^3)^i? i表示第幾位

（2）速度、頻率：KMGT = (2^10)^i??i表示第幾位

---

一、計算機發展歷程(不考了)

了解即可

二、計算機硬件的基本組成 3

1.五個部分

（1）輸入設備

（2）控制器

（3）運算器

（4）（主）存儲器

dis 主存 vs 輔存。

主存就是內存，輔存指硬盤，so輔存不存在于主機內

（5）輸出設備

2.馮諾依曼機

以運算器為核心，首次提出"存儲程序"思想

3.現代計算機

以存儲器為中心，cpu = 運算器+控制器

三、各部分硬件 4

1.主存

存儲體、MAR、MDR

2.運算器

ALU、X、ACC、MQ

3.控制器

CU、IR、PC

4.工作過程

eg：int a = 2 b = 3 c = 1 y = 0

mian{ y = a * b + c;}

對應底層計算機的各步驟

逐步解析：

step1：

初始的時候PC = 0

#1：(PC)->MAR （PC告訴MAR我要取0號地址） (MAR) = 0?

ATTN:此時PC++? ，PC=? 1

#3：M(MAR)->MDR ，MDR = 000001 0000000101(取指令)

#4：（MDR）->IR，(IR) = 000001 0000000101,將當前要執行的指令給到IR

#5：OP(IR)->(CU),CU =?? 000001（操作碼）,CU分析操作碼是要進行"取數"操作

#6：Ad(IR)->(MAR),MAR = 0000000101 = 5?,到5去取data?

#8：M(MAR)->(MDR) =? 2 （a）

#9：M(MDR) ->ACC = 2 (ACC) = 2

[Summary]#1~#4取指令，#5分析指令，#6~#9取數操作(執行指令)

step2: 初始PC = 1,ACC =2

#1~#4相同，都是取指令

#5：CU分析是"乘法"指令

#8：M(MAR) ->?MDR =? b = 3

?#9:M(MDR)->(MQ ) = b = 3

#10: (ACC)->(X) = a = 2

#11 : CU ->ALU 告訴ALU進行乘法，并存到ACC中

[Summary]?

step3:初始PC = 2，ACC = 6

#1~#4相同

#5：CU分析是"加法"操作

#6~#8取c = 1

#9:（MDR） -> (X )? = c = 1

#10:CU->ALU 告訴ALU執行加法操作,ALU將X與ACC相加并放入ACC中

step4：PC =3，ACC = 7

#1~#4相同，取指令

#5 CU分析，是寫操作

#8 :(IR)->MAR = 8 告訴MAR要進行操作的地址

#7: （ACC）->MDR?= 7? 將ACC中的值移動到MDR中

#8: MAR告訴主存我要對8號地址值進行修改

#9：MDR寫入8號主存 y =7

step5:初始：PC = 4

#1~#4相同

#5： CU分析是"停機"操作 ，接下來就是OS的事了，OS進行中斷or系統調用進行停機

四、計算機系統的層次結構 6

五、計算機軟件 5

1.兩類軟件

系統軟件+應用軟件

2.三個級別的語言

高級語言、匯編語言、機器語言

dis：翻譯 vs 解釋

解釋是一條一條指令進行機器語言轉換，且邊編譯邊執行，速度慢

翻譯是把整個文件全部編譯為二進制文件

3.軟件和硬件邏輯功能的等價性

同一個功能既能用硬件完成，也能用軟件完成，在邏輯上完成的功能相同

4.指令集體系結構(ISA)

因為硬件軟件完成各有利弊，ISA總結了什么用硬件完成，什么用軟件完成最優，且包含實現功能的步驟以及實現的功能

六、計算機系統的工作原理 7

1.存儲程序

在程序運行之前，將全部指令的data放入主存

2.翻譯的四個過程(以C語言文件為eg)

預處理、編譯、匯編、鏈接

3.指令執行過程的描述

eg:看前面的eg

七、計算機的性能指標

目錄

一、計算機發展歷程(不考了)

二、計算機硬件的基本組成 3

1.五個部分

（1）輸入設備

（2）控制器

（3）運算器

（4）（主）存儲器

（5）輸出設備

2.馮諾依曼機

3.現代計算機

1.主存

2.運算器

3.控制器

4.工作過程

?編輯

?編輯

?編輯

四、計算機系統的層次結構 6

五、計算機軟件 5

1.兩類軟件

2.三個級別的語言

3.軟件和硬件邏輯功能的等價性

4.指令集體系結構(ISA)

六、計算機系統的工作原理 7

1.存儲程序

2.翻譯的四個過程(以C語言文件為eg)

3.指令執行過程的描述

七、計算機的性能指標

1.主存儲器

2.CPU

（1）時鐘周期

（2）主頻

（3）CPI(Cycle Per Instruction)

（4）CPU執行時間

（5）IPS(Instruction Per Second)

（6）FLOPS

3.else

（1）數據通路寬度

（2）吞吐量

（3）響應時間

（4）基準程序

4.常用數量單位

（1）存儲單位：kMGTPEZ = (10^3)^i? i表示第幾位

（2）速度、頻率：KMGT = (2^10)^i??i表示第幾位

---

1.主存儲器

MAR的位數反應存儲單位的數量

MDR反應存儲單元的大小

存儲容量? = (2^MDR )* MAR bit?

2.CPU

（1）時鐘周期

指令執行的min單位，所有指令執行時間都是時鐘周期的整數倍

（2）主頻

單位時間內有多少個時鐘周期??

主頻 = 1 / 時鐘周期

（3）CPI(Cycle Per Instruction)

1條指令需要多少個時鐘周期

（4）CPU執行時間

n * CPI * 時鐘周期(n表示指令條數)

（5）IPS(Instruction Per Second)

每秒執行多少條指令

IPS = 主頻 / CPI

推導:

1 / 1條指令執行的時間?= 1/ CPI * 周期?

（6）FLOPS

單位時間執行浮點數運算的次數

3.else

（1）數據通路寬度

數據總線一次傳輸data的位數

（2）吞吐量

單位時間響應的次數

（3）響應時間

從發出請求到回應花費的時間

（4）基準程序

測試計算機計算性能的app or 程序

4.常用數量單位

（1）存儲單位：kMGTPEZ = (10^3)^i? i表示第幾位

1kb = 10^3b 1Mb = 10^6b ```

（2）速度、頻率：KMGT = (2^10)^i??i表示第幾位

1Kb/s?= 2^10b/s?1Mb/s?= 2^20b/s

dis : 字節 1B (Byte) = 8b(bit) 比特