计算机的层次结构 链接到标题
软硬件实现 链接到标题
语言功能 链接到标题
计算机体系结构、 组成与实现 链接到标题
计算机体系结构 链接到标题
也就是所谓的指令，比如x86、arm
计算机组成 链接到标题
偏重于物理机器的逻辑设计…… 也包括怎么样选择，比如乘法指令是用专门的乘法器实现，还是经加法器用重复相加以及移位操作实现，这个选择的过程就是不同的计算机组成了。
计算机实现 链接到标题
更加底层的物理，比如集成电路的设计。
计算机的体系结构 链接到标题
冯诺依曼计算机体系结构 链接到标题
分类 链接到标题
第一代 链接到标题
用十进制，靠插线进行，程序不储存，需要手动执行，也就谈不上体系结构了。
第二代 链接到标题
二进制，有储存程序，是线代计算机体系结构的基础
组成部分 链接到标题
- 五大部分
- 运算器
- 控制器
- 存储器
- 输入设备
- 输出设备
- 以存储器为中心
信息表示:二进制 链接到标题
并且储存在同一类存储器中
工作原理：储存程序和指令驱动 链接到标题
- 编译链接形成的可执行程序(包括指令和数据，储存在输入设备中)
- 程序开始运行前，需要加载到存储器
- 控制器在不需要人工干预的情况下自动一次从存储器中取出指令并加以分析、执行
C语言设计的计算机部件 链接到标题
相当于一个理解
- 输入设备(
scanf函数) - 输出设备(
printf函数) - 运算器(c=a+b)
- 存储器(存储a,b,c这些量)
基本架构 链接到标题
(可以看那个经典的流程图) 并且注意下面三个点
- 计算机以存储器为中心
- 实线表示数据线，虚线表示控制信息(指令)
- 无总线！仅通过芯片链接，运算器与存储器就相当于是CPU了
总线模型机体系结构 链接到标题
分类 链接到标题
总线子系统(其实也就是总线) 链接到标题
链接下面子系统的公共通道。分为下面几种
- 地址总线(由CPU单向发出)
- 控制总线
- 数据总线
CPU子系统 链接到标题
是在CPU内部的，传输速度很快，但是存储空间很小
- 运算器：完成基本逻辑UN算
- 控制器：取指令、分析指令、执行指令
- 寄存器阵列(组):包括
- 通用寄存器、
- 程序计数器(PC):存储下一条要执行的指令的地址,也就是所谓的计数。
- 堆栈指针SP
- 地址和数据缓冲器:
存储器子系统 链接到标题
与总线相呼应，控制电路发送“读或写”操作，地址发送地址数据，表示数据要去哪里，而数据就是数据。
输入输出子系统 链接到标题
模型机指令系统 链接到标题
指令包含操作码和操作数两部分，比如对于复制命令
cp file1.txt /home/user/documents/
中cp就是操作码，后面的两个文件地址就是操作数。
同时，操作数还可以有不同方式给出，比如
- 像上面那样直接给出
- 调用计算机中已经储存的变量
- 类似于指针，即给地址，让地址指向地址
- 指针的指针……的指针的指针…………(反复套娃)
模型机工作过程 链接到标题
- 取指令(以及数据)
- 分析指令
- 执行指令
- 然后，再循环……
计算机(微处理器)体系结构的改进 链接到标题
早期计算机缺点 链接到标题
- 指令功能越来越复杂，硬件成本高
- 存储器读取速度远远低于CPU的处理速度
- 低速和高速输入输出设备之间的矛盾
CPU指令集设计 链接到标题
CISC 链接到标题
即complex instruction set computer,复杂指令集计算机，相当于将指令包装成硬件(软件硬化)，缺点就是随着指令越来越多越来越复杂，速度也就越来越慢
RISC 链接到标题
reduced instruction set computer,精简指令集计算机。
- 尽量减少指令的种类
- 并尽量保证每一个指令的运行时间都大致相同(硬件软化) 1
存储器分层子系统 链接到标题
从上到下四个部分：寄存器组(CPU内)、高速缓冲存储器(cache)、主存储器(内部存储器)、辅助存储器(外部存储器)。 越前面的速度越快，但价格也高，因此容量也小。
并行技术 链接到标题
同一时间内进行多种运算或操作，包括同时性和并发性。
(指令并行技术)流水线工作方式 链接到标题
参考图2-17
(指令并行技术)超标量技术 链接到标题
是有多个处理器的情况下流水线工作方式的加强版。
其他并行技术 链接到标题
多级系统、多核
计算机性能评测 链接到标题
字长 链接到标题
计算机一次能够处理的最大数据位数
访存空间 链接到标题
CPU能够直接访问的存储空间，由CPU的地址总线决定，
系统响应时间 链接到标题
包括CPU的处理时间(最快)和I/O系统(最慢)的响应时间
运算速度 链接到标题
用MIPS(每秒百万条指令)或MFLOPS来描述
$$ MIPS=\frac{f}{CP1} $$ $$ T(s)=\frac{IC\times CP1}{f} $$ 其中
- f：时钟频率，CPU的基本工作频率
- IC：指令数目，运行程序的指令总数
- CPI(cycle per instruction)：指令执行的平均周期数，可从运行大量程序的数据中统计。