计算机组成原理（二）

计算机是什么？

• 一种高速运行的电子设备
• 用于进行数据的算术或逻辑运算
• 可接受输入信息
• 根据用户要求对信息进行加工 （存储程序）
• 输出结果

（电子设备，完成算术或逻辑运算，通过存储程序式方式使它成为通用计算机）

1.计算机基础理论

计算机的基础理论已经超过50年了。

• Turing
• shannon
• von Nemumann

组成计算机的关键部件也没有大的改变。

• CPU
  Data Path
  Controler
• Memory
• I/O

1.1Von Nemumann计算机

存储程序，二进制，体系结构

Von Nemumann机IAS

现代计算机结构的鼻祖：

• 五大功能部件
• 将程序与数据统一表示，存储器有4096个字，每个字40位
• 采用二进制数据，简化存储器
• 只提供整数运算

1.2.现代计算机

• CPU
  Data Path
  Controler
• Memory
• I/O

体系结构（新的发展）
PIPELINE,层次存储系统，并行。

2.计算机运行机制

Data Path：完成算术和逻辑运算，通常包括其中的寄存器。
Control：CPU的组成部件，它根据程序指令来指挥datapath，memory以及I/O运行共同完成程序功能。
Memory：存放运行时程序以及其所需要的数据的场合。
input：信息进入计算机的设备，如键盘，鼠标等。
output：将计算机结果展示给用户的设备，如显示器，磁盘，打印机，喇叭等。

3.图灵机

1937年，Alan Turing 提出一种“通用”计算机的概念，他可以执行任何一个描述好的程序（算法）。实现需要的功能，形成可计算性概念的基础。
存储程序的思想，使计算机从专用走向通用。正是这一创新，开创了计算机的新时代。
50年代，turing提出了“智能”计算机的概念。

图灵机的特点
通用计算机：并不保存所有问题的结果。
存储程序式计算机：问题的求解程序或过程给出，程序或过程可以通过语言描述。
有限速度：计算机执行程序的时间是有限的。
有限空间：计算机程序的存放空间和数据存放空间也是有限的。
奠定了现代计算机的理论基础。

4.计算机的层次结构

高级语言------汇编语言------机器语言------计算机组成和实现------计算机结构------计算机系统。

tmp=v[k];
v[k]=v[k+1];
v[k+1]=tmp;

lw $t0,0($2)
lw $t1,4($2)
sw $t1,0($2)
sw $t0,4($2)

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