广东手机网站制作公司,天元建设集团有限公司烟台招聘,北京外包网站,网络专题策划方案课程链接#xff1a;北京大学陆俊林老师的计算机组成原理课 1. 电子计算机的兴起
原因#xff1a;二战对计算能力的需求世界上第一台通用电子计算机 ENIAC#xff08;Electronic Numerical Integrator And Computer#xff09;#xff1a;时间#xff1a;1946#xff1… 课程链接北京大学陆俊林老师的计算机组成原理课 1. 电子计算机的兴起
原因二战对计算能力的需求世界上第一台通用电子计算机 ENIACElectronic Numerical Integrator And Computer时间1946地点美国宾夕法尼亚大学ABCAtanasoff- Berry-Computer 时间1939地点美国艾奥瓦州立大学存储程序式计算机 EDVACElectronic Discrete Variable Automatic Computer实现存储程序概念大幅提升了任务效率指令和数据采用二进制极大简化了逻辑线路由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备这五个基本部分组成第一台使用的存储程序式计算机 EDSACElectronic Delay Storage Automatic Calculator时间1949年地点英国剑桥大学UNIVACUNIVersal Automatic Computer交付美国人口普查局在准确与爆了美国总统选举结果后一夜成名开启了商用计算机的时代1964大型计算机的经典IBM S/3601964第一台超级计算机CDC66001965小型计算机的经典PDP-81975第一台微型计算机Altair88001977微型计算机经典Apple II1981微型计算机经典IBM PC 5150
2. 冯诺依曼结构的要点
两个重要设计思想1. 存储程序而不是开关连线2. 二进制而不是十进制计算机的五个部分运算器CAcentral arithmetical、控制器CCcentral control、存储器Mmemory、输入设备Iinput、输出设备Ooutput存储程序的概念数据和程序均以二进制代码形式不加区分地存放在存储器中存放位置由存储器的地址指定计算机在工作时能够自动地从存储器中取出指令加以执行冯诺依曼结构的核心冯诺依曼结构的运算器CA和控制器CC合称C相当于现代计算机的CPU冯诺依曼结构的存储器M相当于现代计算机的主存储器主存、内存CPU和主存储器通过系统总线连接主存的组织形式地址是每个存储单元对应的序号内容是存储单元中存放的信息一般一个存储单元就是一个字节即8个二进制位
3. 冯诺依曼的小故事
计算机执行一条指令的主要步骤1. 取指fetch2. 译码decode3. 执行execute4. 回写write-back餐馆厨师做菜的主要步骤1. 取任务单并更新下张任务单的位置2. 分析任务方法、原料位置、成品盛放3. 执行任务取原料按方法做4. 保存结果按要求存放5. 取任务单重复上述过程
4. 计算机结构的简化模型 内部总线用于在CPU内部各个部件之间传递数据例如将数据从R0传送到X
5. 计算机执行指令的过程
取指1. 控制器将指令的地址送往存储器2. 存储器按给定的地址读出指令内容送回控制器具体过程1. PC-指令-MAR 2. MAR-指令-地址总线控制电路-Read-控制总线 3. 地址总线-指令-地址译码器控制总线-Read-控制逻辑 4. 存储器-地址译码器对应的内容指令-MDR 5. 控制逻辑-Ready-控制电路 6. MDR-指令-保存 7. MDR-指令-IR 8. PC更新为下一条指令的地址译码1. 控制器分析指令的操作性质2. 控制器向有关部件发出指令所需的控制信号具体过程1. IR-指令-指令译码假设为AddCPU的R0存储器的[0110] 2. 控制电路-控制信号-存储器对应部件执行1. 控制器从通用寄存器或存储器取出操作数2. 控制器命令运算器对操作数进行指令规定的运算具体过程1. 指令译码-指令-MAR2. 类似于取指中的步骤2-63. MDR-数据-YR0-数据-X 4. ALU-X和Y-Z回写将运算结果写入通用寄存器或存储器具体过程Z-控制电路给出相应信号-R0继续执行下一条指令
6. 计算机输入和输出 7. 冯诺依曼结构和具体实现 基本输入输出系统 BIOSBasic Input Output System是一组固化到计算机内主板上一个 ROM 芯片上的程序它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序还包括开机后自检程序和系统自启动程序。除此以外它还可从 CMOS 中读写系统设置的具体信息。 其主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制。简单来说BIOS 是计算机启动时加载的第一个软件BIOS 的设置直接关系到电脑是否可以正常启动并影响到之后的使用效率。Windows 操作系统也是在 BIOS 的引导下进行工作的。 红色传输压力大的通道绿色传输压力相对较小的通道 计算机性能的增长1946ENIAC每秒5千次定点加法运算2013年天河2号每秒3.3亿亿次浮点运算。若仅用运算次数进行非常粗略的比较这67年里性能增长超过6万亿倍约为2的23次方恰好相当于每18个月翻一番
