计算机系统基础(一)

计算机组成

计算机系统->
硬件系统->主机-外部设备

软件系统->
系统软件(操作系统,语言处理系统,网络通讯管理系统)
/应用软件

CPU功能
1/程序控制功能,通过执行指令来控制程序的执行顺序
2/操作控制。
3/时间控制。
4/数据处理。

运算器,也成为算术逻辑单位ALU
Arithmeticand Logic Unit
主要功能是在控制器的控制下完成各种算数运算和逻辑运算。


运算器
组成包含如下
1算术逻辑单元ALU:数据的算术运算和逻辑运算。
2累加寄存器AC:通用寄存器,为ALU提供一个工作区,用来暂存数据
(可以用于传送和暂存数据,也可以参与算术逻辑运算,并保存结果)
3数据缓冲寄存器DR:写内存时,暂存指令或数据(data register)
4状态条件寄存器PSW:存状态标志与控制标志。
(用于存放状态与控制标识,如终端标志,溢出标志)

控制器。是分析和执行指令的部件,也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件,所依据的是机器指令,控制器的组成包含:
1程序计算器PC procedure calculator(用于存放下一条指令,所在的单元的地址,当执行一条指令时,首先需要根据PC中存放的指令地址,将指令由内存取到指令寄存器中,将程序计算器PC中的内容送到地址总线上,此过程叫做取指令;PC中的地址或自动加1或由转移指针,给出下一条指令的地址,此后经过分析指令,执行指令,完成第一条指令的执行,后根据PC取出第二条指令的地址,如簇循环)
2指令寄存器IR (instruct register)(用来存放从内存中读取的指令)
3指令译码器ID (instruct)()
4地址寄存器AR (address register)
5时序部件:提供时序控制信号。

计算机系统结构分类
输入设备-》
存储器-》运算器
存储器-》控制器
存储器-》输出设备

计算机系统结构的分类
Flynn分类
定义如下
1指令流:机器执行的指令序列
2数据流:指令流调用的数据序列,包括输入数据和中间结果,但不包含输出数据。
单指令流单数据流SISD,传统顺序执行的单处理器计算机
单指令流多数据流SIMD,并行处理器
多指令流单数据流,MISD,这类系统实际很少见到。
多指令流多数据流,MIMD,指能实现作业,任务,智力哦那个等全面并行的多机流


指令系统
复杂指令系统CISC的特点
1指令数量众多,打开指令100-250条
2指令使用频率相差悬殊,简单指令,站总指令20%,频率80%,复杂指令很少使用。
3支持很多种寻址方式,支持的寻址方式通常5-20种,
4变长的指令,指令长度不固定,变成的指令增加指令译码电路的复杂性。
5指令可以多主存单元的数据直接进行处理。但速度慢
6以微程序控制为主,CISC的指令复杂, 难以用影布线逻辑(组合逻辑)电路实现,采用微程序控制。

RISC精简指令系统的特点
1指令数量少
2指令寻址方式少
3指令长度固定
4以硬件布线逻辑控制为主
5单周期指令执行,流水线技术。
6优化的编译器,有效的支持高级语言
7CPU中的通用寄存器数量多,减少访存次数。

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转载自www.cnblogs.com/gsy2012/p/12296185.html