計算機組成與設計1

2021-08-17 02:36:44 字數 1529 閱讀 5406

第一講:

1 計算機的總體層次結構

硬體——>指令系統——>軟體(系統軟體(作業系統、彙編器、編譯器),應用軟體)

2 計算機程式執行過程

高階語言程式首先預處理,然後通過編譯器生成組合語言程式,組合語言程式經過彙編器生成可重定位的目標檔案,可重定位的目標檔案通過鏈結器連線到一起形成可執行的目標檔案。

第二講:

3 馮諾依曼體系結構

輸入裝置、輸出裝置、控制器、運算器、儲存器。

對於控制器依據指令來進一步控制其他操作;運算器通過指令,根據位址取資料,根據位址存資料;儲存器,存放程式執行所需要的程式**和資料。其中控制器與運算器(也稱資料通路包括alu和registers)又稱處理器。

4 處理器的主要功能:執行程式。控制器:對指令進行解碼,產生控制資訊;資料通路:alu用來執行算術運算和邏輯運算,registers用來儲存臨時的指令和資料。

5 層次化結構的儲存器:

registers——>cache——>mm(主存)——>外存(磁碟)。其中cache和mm合稱為記憶體。這種層次化的結構是為了加快計算機的工作效率。快取記憶體用來儲存當前用到的指令附近的指令;mm儲存的範圍更大一些。而程式一般就是放在磁碟中,呼叫不丟失。

6 輸入輸出系統

輸入輸出系統包括了輸入輸出裝置和輸入輸出控制。 

7 作業系統

(1)作業系統的功能:為應用程式提供簡單一致的機制來控制複雜的低階硬體裝置;防止硬體被 失控的應用程式濫用。

(2)作業系統提供的基本抽象概念:

1)程序:是對乙個正在執行程式的抽象

3)檔案:是對io裝置的抽象,系統中對所有的io都是通過os提供的系統函式呼叫來訪問檔案實現的。

(3)計算機系統提供了不同層次的抽象表示,隱藏實際實現的複雜性,對更高層面的開發者也更加友好。

(4)虛擬機器是對整個計算機(包括作業系統、處理器和程式)的抽象。

(5)上下文切換:os實現交替指令執行的機制稱之為上下文切換,它是指把正在執行的程序換下,換乙個新程序到處理器執行。上下文切換時,必須儲存換下的程序的上下文,同時恢復所換程序的上下文。

第三講:

8 計算機的體系結構

體系結構=指令集合+計算機組成

在設計具體計算機時,首先要考慮計算機的指令集,然後去實現每個指令的功能(計算機硬體)

9 計算機指令集

指令格式、操作碼集合(指令的功能)、定址方式(資料/指令的訪問)、異常條件與處理。

10 計算機的組成

五大功能部件的能力和工作特性、互相連線的方式、部件之間的資訊流動方式、部件之間的資訊流動的控制邏輯和控制方法

為應用程式提供

簡單一

致的機制來控制

複雜的低階硬

件裝置為應用程式提供

簡單一

致的機制來控制

複雜的低階硬

件裝置為應用程式提供

簡單一

致的機制來控制

複雜的低階硬

件裝置

計算機組成與設計2

1機器指令 計算機設計者賦予計算機實現某種基本操作的命令。2指令系統 一台計算機所有及其指令的集合,就像是乙個單詞表一樣。指令集是計算機硬體與計算機軟體的介面,從硬體設計者而言,is向cpu提出了要求 從系統程式設計師角度而言,通過is來使用硬體資源。可見,指令集的好壞決定了計算機的走向。3指令系統...

《數字邏輯設計與計算機組成》一 1 3 計算機組成

邏輯設計要解決的是關於電路描述 綜合 最小化和 的相關問題,而計算機組成則研究電路部件及其物理關係,這些部件構成處理核心 cpu 處理器 儲存器 i o裝置控制器和介面,這些模組相互連線就構成計算機。例如,圖1 1中的暫存器檔案 加法器 乘法器和選擇器組成乙個資料通路。控制單元和資料通路 通過一系列...

計算機組成原理 1

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