1. 内容安排
1.1 概论
1.2 计算机系统的硬件结构
- 存储器,
- I/O 输入与输出;
- 系统总线;
- CPU
1.3 第三篇 CPU
中央处理器中,所包含的内容:
- ALU, CU
- CPU 内部互连
- 寄存器
1.4 CU
CU : control unit 控制单元
- 排队逻辑,
- 寄存器和解码器;
- 控制存储器
2. 计算机系统简介
计算机系统:
2.1 硬件
硬件: 计算机的实体, 如主机, 外设等;
2.2 软件
软件: 由具有各类特殊功能的信息(程序) 组成。
- 系统软件: 用来管理整个计算机系统
- 语言处理程序
- 操作系统
- 服务性程序: 数学计算库
MPI服务程序:并行计算 , 超算发挥性能, 并行多个程序,不同的处理器运行程序, 多个程序之间是为了完成同一个任务, 所以进程之间需要通信,完成数据的传输, 相互的协调。
- 数据库管理系统
- 网络软件
- 应用软件: 按任务需要编制的各种程序。
2.3 简单的层次结构
硬件进行相对的封装, 对软件提供了相应的接口,
比如提供了硬件对应的指令集;
系统软件 应用 硬件提供的接口。
-
物理抽象: 电子设备, 依靠电子的移动来工作, 依据量子机制以及 麦克斯韦方程来描述电子的移动;
-
电子元件层: 系统的工作依据电子元件层, 利用电子在不同物质中的移动特征来构建电子元件, 这些电子元件体现出的特征, 可以使用连接点,或着是管脚,所对应的电流或者电压的特征进行描述。
-
模拟电路层: 使用电子元件层的接口, 构建出, 放大器,滤波器等模拟电路部件, 这些部件构建在连续的电压下;
-
数字电路层: 使用模拟电路元件,构建与门, 非门
-
逻辑层: 主要部件的逻辑实现, 主要部件之间的连接,来实现datapath, 和 控制;
-
微体系结构层:
2.4 汇编语言
在硬件机器中, 外层有一层软件, 该层软件的作用: 由汇编语言
到机器语言的翻译,
2.5 机器语言指令
- 将机器语言指令从存储器中 取出,
- 将该指令的地址传送给存储器,
- 告诉存储器进行读操作,
- 该指令取出后, 送给控制器进行译码, 译码的结果在控制操作数
微指令的执行顺序, 控制操作之间的先后顺序,
3. 计算机的基本组成
计算机 硬件系统的逻辑实现
,
即使用数字电路的知识, 数字逻辑的知识,
- 门(men)电路
- 触发器
计算机体系结构:
有无乘法指令: 程序员所见到的计算机系统的属性, 概念性的结构 与 功能特性;
( 指令系统, 数据类型, 寻址技术 , I/O 机理)
计算机组成: 实现计算机体系结构所体现的属性。
如何 实现乘法指令。
(具体指令的实现)
4 计算机硬件的主要技术指标
基本运算的操作原理
加减乘除;