——————学习哈工大慕课课程——————
1.1计算机系统简介
-
计算机组成原理这门课程的地位：
-
课程结构：
Core：cpu核心
Rmax：系统实测LINPACK峰值 （Maximal LINPACK performance achieved linpack）
Rpeak：系统理论峰值 （Theoretical peak performance 理论最大性能）
FLOPS（Floating-point Operations Per Second）, 即每秒所执行的浮点运算次数，用来衡量机器浮点操作的性能(常作为GPU性能参数)，这个量经常使用在那些需要大量浮点运算的科学运算中。有时也会被记为flop/s。
一个 MFLOPS (megaFLOPS) 等于每秒1百万 (=10^6) 次的浮点运算，
一个 GFLOPS (gigaFLOPS) 等于每秒10亿 (=10^9) 次的浮点运算，
一个 TFLOPS (teraFLOPS) 等于每秒1万亿 (=10^12) 次的浮点运算，
一个 PFLOPS (petaFLOPS) 等于每秒1千万亿 (=10^15) 次的浮点运算。
1.2计算机的基本组成
- 运算器：完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存在运算器内。
- 存储器：存放数据和程序。
- 控制器：用来控制、指挥程序和数据的输入、运行以及处理运算结果。
- 输入设备：将人们熟悉的信息形式转换为机器能识别的信息形式，常见的有键盘、鼠标等。
- 输出设备：将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式，如打印机输出、显示器输出等。
-
计算机的工作步骤：
指令和数据都是保存在存储器中的。
-
存储器的基本组成：
-
运算器的基本组成：
运算器的核心是算术逻辑单元ALU，还最少包含3个寄存器（现代计算机内部往往设有通用寄存器组）：
- ACC（accumulator）累加器
- X寄存器
- MQ（multiplier-quotient register）乘商寄存器
ACC和X作为运算的输入，ACC也会保存运算的结果。
累加寄存器AC，用来暂时存放ALU运算的结果信息。
指令：操作码【机器要执行加减乘除等操作】+地址码【参与运算的数在存储器内的位置】
加法操作：被加数放在ACC中，加数放在X中，由ALU完成加法操作并将结果送入ACC中
从主存中取出一个存放在M地址号单元内的加数[M]，送至运算器的X寄存器中，由ALU完成被加数[ACC]和加数[X]相加的操作，并将结果（和）保存在ACC中。
减法操作：被减数放在ACC中，减数放在X中，由ALU完成减法操作并将结果送入ACC中。
从主存中取出一个存放在M地址号单元内的减数[M]，并送至X寄存器中，由ALU完成 被减数[ACC]-减数[X]，并将结果（差）保存在ACC中。
乘法操作：
从主存中取出一个存放在M地址号单元内的乘数[M]，并送至乘商寄存器MQ，把被乘数送入X寄存器中，并将ACC清零，然后将[X]和[MQ]相乘，结果（积）的高位保留在ACC中，低位保留在MQ中。
除法操作：
从主存中取出一个存放在M地址号单元内的除数[M]，并送至X寄存器中，然后[ACC]除以[X]，结果（商）暂留于MQ，[ACC]中为余数R。
-
控制器的基本组成：
- 程序计数器PC（program counter）
- 指令寄存器IR（instruction register）
- 控制单元CU
