一、计算机系统基础知识
1、计算机基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部件组成
2、中央处理单元（CPU）：由运算器、控制器、寄存器和内部总线等部件被集成
作用：负责获取程序指令、对指令进行译码并加以执行
功能：程序控制、操作控制、时间控制、数据处理
（1）运算器
| 组成 | 作用 |
|---|---|
| 算术逻辑单元（ALU） | 负责处理数据，实现对数据的算术运算和逻辑运算 |
| 累加寄存器（AC） | 为ALU提供一个工作区 |
| 数据缓冲寄存器（DR） | 作为CPU和内存、外部设备之间数据传送的中转站 |
| 状态条件寄存器（PSW） | 保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容 |
（2）控制器
| 组成 | 作用 |
|---|---|
| 指令寄存器（IR） | 暂存 |
| 程序计数器（PC） | 寄存信息和计数 |
| 地址寄存器（AR） | 保存CPU所访问的内存单元的地址 |
| 指令译码器（ID） | 对指令中的操作码字段进行分析解释，识别该指令规定的操作，向操作控制器发出具体的操作信号，控制各部件工作，完成所需功能 |
3、数据表示
各种数值在计算机中表示叫做机器数，特点是采用二进制计数制
4、检验码：检测传送的数据是否出错
常用校验码：奇偶校验码（只能检错）、海明码（纠错加检错）、循环冗余校验码（ CRC）
（1）奇偶码
通过在编码中增加一位校验码来使编码中的1的个数为奇数或者为偶数，从而使码距变为2
（2）海明码是在数据位之间的特定位置上插入k个校验位，通过扩大码距来实现纠错和检错
二、计算机体系结构
1、
计算机体系结构：计算机的概念性结构和功能属性
计算机组织：计算机体系结构的逻辑实现，包括机器内的数据流和控制流的组成以及逻辑设计等
计算机实现：计算机组织的物理实现
2、计算机体系结构分类：单处理系统，并行处理与多处理系统，分布式处理系统。
3、指令系统：一个处理器支持的指令的字节级编码称为其指令体系结构，不同的处理器族支持不同的指令体系结构
（1）指令集的发展:CISC（复杂指令集计算机）：增强原有指令的功能，用更为复杂的新指令取而代之；
（2）RISC（精简指令集计算机）：减少指令总数简化指令功能，优化编译降低复杂度。
（3）指令控制方式：顺序方式，重叠方式，流水方式。
（4）RISC 中的流水线技术：
超流水线技术：以时间换空间
超标量技术：以空间换时间
超长指令字技术：充分发挥软件的作用，而使硬件简化
4、并发性的解决：阵列处理机，并行处理机，多处理机
并行性包括同时性和并发性，同时性是指两个或两个以上的事件在同一个时刻发生，并发性是指两个或者两个以上的事件在同一时间间隔内连续发生
5、存储系统
（1）存储器的层次结构
（2）存储器的分类
按照存储器所处的位置分类
| 内存 | 存放机器当前运行所需要的程序和数据，相对于外存，其特点是容量小、速度快 |
|---|---|
| 外存 | 存放机器在当前不参加运行的大量信息 |
按照构成材料分类：磁存储器、半导体存储器、光存储器
按存储器工作方式分为读写存储器和只读存储器
按访问方式分按地址访问的存储器和按内容访问的存储器
按寻址方式可分为随机存储器、顺序存储器和直接存储器