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计算机组成原理(二)

程序员文章站 2022-07-05 20:01:01
...

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

计算机组成原理(二)
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

计算机组成原理(二)
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。

计算机组成原理(二)

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)

09 c6 af 58
af 58 09 c6
c6 af 58 09
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