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计算机组成原理

冯·诺依曼计算机

特点:

• 计算机由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组成
• 指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访
• 指令和数据均用二进制表示
• 指令由操作码和地址码组成，操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置
• 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，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序。
• 机器以运算器为中心，输入输出设备与存储器间的数据传送通过运算器完成

硬件框图

现在多数以存储器为中心的计算机。

计算机的工作步骤

上机前的准备

• 建立数学模型：这一步，说建立模型可能抽象了，有点难理解，其实说白了就是在找规律，并且用数学表达式，表达出这个规律。

• 确定计算方法：经过上一步的模型确定，其实同时也会确定好计算方法，因为一个用数学表达式表达出来的模型，必然有确定的运算法则。

• 编制解题程序：这里就比较重点了，所以截了一个例子如下：

计算机的工作过程

• 主存储器
• 运算器
• 控制器
• I/O

计算机硬件的主要技术指标

机器字长

机器字长是指CPU一次能处理数据的位数，通常与CPU的寄存器位数有关。

存储容量

存储器的容量应该包含主容量和辅容量。

• 主容量：主存中存放二进制代码的总位数。即存储容量 = 存储单元个数*存储字长。
• 辅容量：通常用字节数来表示。

运行速度

计算机的运行速度，相关的因素有很多，如：

• 机器的主频（CPU的主频）
• 执行什么样的操作
• 主存本身的速度（其实就是硬盘的读写速度）

衡量运算速度的方法：

• 普通法（不合理）
• 吉普森法
  样的操作
• 主存本身的速度（其实就是硬盘的读写速度）

衡量运算速度的方法：

• 普通法（不合理）
• 吉普森法
• FLOPS