20210221電腦科學速成課40集(1 10)

2021-10-19 17:25:49 字數 1147 閱讀 1874

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計算機早期歷史:算盤、機械計算機、負責計算的人(computer)

電子計算機:紙帶打孔計算機(ibm)、電子管計算機、電晶體計算機

布林邏輯和邏輯門:not、and、or、xor(兩個輸入相同輸出0,不同輸出1)

二進位制:也曾有過3進製、5進製,2進製優勢是只檢測高低電平不易被干擾,穩定

算術邏輯單元:alu。半加器輸入a、b,輸出sum和進製carry。全加器輸入a、b、進製c,輸出sum和carry。

暫存器&記憶體:sr鎖存器、減少輸入輸出針腳採用矩陣排列、定址。隨機訪問儲存ram。

**處理器cpu:instructions指令。指令包含操作碼(前幾位)和位址碼(後幾位)。指令位址暫存器instruction address register用來追蹤程式執行到了**,通常接入時鐘訊號,來儲存當前指令的記憶體位址。指令暫存器instruction register,儲存當前指令。啟動計算機,cpu開始執行時,所有暫存器從0000 0000開始。第一階段,取指令階段,首先將指令位址暫存器連線ram,指令位址暫存器的值為0,因此返回ram中位址0的資料,該資料(如0010 1110)會複製到指令暫存器,這樣就拿到指令了。第二階段,解碼階段decode phase,前四位0010是load_a指令,該指令的意思是將ram中某位址的值放入暫存器a,後四位1110是ram位址,解碼階段指令暫存器要通過邏輯電路確定0010指令是0010指令。第三階段,執行階段execute phase,用檢查是否是load_a指令的電路可以開啟ram「允許讀取線」,拿到ram中1110位址的值,假設ram位址1110的值是0000 0011,同時「檢查是否是load_a指令的電路」啟用暫存器a的「允許寫入線」,這樣就把ram中位址1110的值0000 0011寫入暫存器a中了。第四階段,指令執行完成,指令位址暫存器根據時鐘訊號+1,執行階段結束,關掉所有線路,去拿下一條指令。cpu包含暫存器單元(資料暫存器)、控制單元(指令暫存器、指令位址暫存器)、算術單元、邏輯運算單元。cpu控制電路是指令集的例項化。簡單來說,控制單元讀取ram中控制指令,利用其電路實現對ram、cpu暫存器讀取、寫入的控制(允許讀取、允許寫入)以及位址(暫存器位址、ram位址)、資料(暫存器、ram相應位址中的值)的傳輸,以及對alu算術單元運算的控制。超頻,就是提高時鐘頻率,但會帶來功耗增加。降頻也很必要,減少功耗。

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