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计算机系统考研记录(一) 基础知识

概述

1. 计算机、组成、原理

2. 主要内容

• 基本部件的结构和组织方式

• 基本计算的操作原理

• 基本部件和单元的设计思想

计算机系统简介

1. 计算机组成：硬件和软件 (选择题)

• 系统软件：语言处理程序、操作系统、数据库管理系统、网络软件

• 应用软件

计算机发展历程 (选择题)

1. 硬件发展：逻辑元件 电子管ENIAC->晶体管FORTRAN(计算语言)->中小规模集成电路->大规模集成电路(微处理器)

2. 语言

• 机器语言

• 汇编语言：助记符 汇编器

• 高级语言：编译器

机器字长：计算机一次整数运算所能处理的二进制位数

1. 摩尔定律：18个月，晶体管增加

2. 半导体存储器 1970仙童公司

分类

1. 模拟计算机

2. 数字计算机：离散

• 通用计算机

• 专用计算机

3. 指令和数据流

• 单指令流 多数据流：冯诺依曼体系结构

• ==多指令单数据==不存在

发展方向：两极分化

1. 微型化

2. 巨型化

CPU

运算器

1. 组成：MQ、ACC、ALU(算数逻辑单元)、X、PSW

控制器

1. 组成：CU(指令单元)、IR(存放当前执行的指令)、PC(存放指令地址)

工作过程

• 取数指令

1. (PC)->MAR

2. M(MAR)->MDR

3. (MDR)->IR

4. 取指令结束

5. OP(IP)->CU

6. 分析指令结束

7. Ad(IR)->MAR

8. M(MAR)->MDR

9. (MDR)->ACC

10. 执行指令结束

数据和指令都存储在MDR中，如何区分？

指令周期的不同阶段。取指令阶段取的是指令，取数阶段为数据

层次结构

• 微指令

• 高级语言机器 汇编语言机器 操作系统机器 机器语言的机器 微程序机器

冯 诺伊曼计算机

存储程序 2. 特点： - 计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备5大部件组成 - 指令和数据以同等地位存于存储器内，并可按地址寻访 - 指令和数据军用二进制代码表示 - 指令由操作码和地址码组组成，操作码用来标识操作的性质，地址码用来表示操作数据在存储器中的位置 - 指令在存储器内按顺序存放。通常，指令是顺序执行的，在特定条件下，可根据计算结果或根据设定的条件改变执行顺序 - 早期的冯诺依曼机以运算器为中心，输入/输出设备通过运算器与存储器传送数据

现代计算机(以存储器为核心)

1. 组成

• 主机： CPU(运算器、控制器)，主存储器

• 外设：I/O设备(输入设备、输出设备)、辅助存储器

主存储器

1. 组成：存储体，MAR(地址寄存器)，MDR(数据寄存器)

2. 时序控制逻辑：控制存储器、被存储器的步骤

3. 存储元(结构：开关器件、电容)

4. 存储单元、存储字、存储字长

5. 译码器 驱动器

6. n位地址 -> 2^n个存储单元

总容量 = 存储单元个数 * 存储字长

MAR和MDR在CPU中

作者：战场小包
链接：https://juejin.cn/post/7027755210516742152