计算机组成原理知识点（第一章）

第一章 计算机系统概论

1. 计算机的分类

2. 计算机的发展简史

1. 计算机的五代变化：电子管计算机、晶体管计算机、中小规模集成电路计算机、大规模和超大规模集成电路计算机、巨大规模集成电路计算机。
2. 摩尔定律：每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半。（另一种表述方法：每过10年计算机系统性能将会增加100倍，通讯带宽也会提高100倍，而花费的资金不会增加）。
3. 处理机字长：处理及运算器中一次能够完成二进制数运算的位数。
4. 总线宽度：CPU中运算器与存储器之间的数据总线宽度。
5. 存储单元：以8位二进制作为一个存储单元，也就是一个字节。每个单元有一个地址，是一个整数编码，可以表示为二进制整数。
   存储元：以1位二进制数作为一个存储元，若干个存储元组成一个存储单元。
6. 存储器容量：存储器所能存储二进制数据的位数。
   
7. 存储器带宽：单位时间内从存储器读出的二进制数信息量，一般用字节数/秒表示。
8. CPI:表示每条指令周期数，即执行一条指令所需的平均时钟周期数
   CPI = 某程序总的CPU时钟周期数 / 该程序包含的指令条数
9. MIPS：每秒百万指令数，即单位时间内执行的指令数；
   MIPS = 指令数 / (程序执行时间*10^6)
10. FLOPS：每秒百万次浮点操作数，衡量机器浮点操作的性能
    FLOPS = 程序中的浮点数操作次数、程序执行时间(s)

3. 计算机的硬件

1. 计算机系统：
2. 冯诺·依曼机构以运算器为中心，现代微机结构以存储器为中心。
3. 运算器：处理所有的算术及逻辑运算。通常称为ALU(算术逻辑单元)
4. 存储器:
   • 分为内存，外存;
   • 两个与主存相关的寄存器：
     MAR(存储器地址寄存器)：接收由CPU送来的地址信息；
     MDR(存储器数据寄存器)：作为外界与存储器之间的数据通路。
5. 控制器：
   • 功能：根据所要执行指令的功能，按顺序发出各种控制命令，协调计算机 各个部件的工作；
   • 工作周期：
     取值周期：取指令的一段时间；
     执行周期：执行指令的一段时间；
   • 相关概念
     数据字：该字代表要处理的数据；
     指令字：该字为一条指令；
     指令流：取指周期中，从内存读出的信息流；
     数据流：执行周期中，从内存读出的信息流。