计算机组成原理——第一章 计算机系统概述

考纲内容：

一、计算机系统层次结构

（1）计算机系统基本组成

（2）计算机硬件基本组成

（3）计算机软硬件的关系

（4）计算机系统的工作原理

        ①“存储程序”方式

        ②高级语言程序与机器语言程序的转换

        ③程序和指令的执行过程

二、计算机性能指标

        吞吐量；响应时间；CPU时钟周期；主频；CPI；CPU执行时间；

        MIPS；MFLOPS；GFLOPS；TFLOPS；PFLOPS；EFLOPS；ZFLOPS；

一、计算机系统层次结构

1.1  计算机软件的基本组成

① 系统软件：一组保证计算机系统高效、正确运行的基本软件。

     例：操作系统（OS）、数据库管理系统（DBMS）、语言处理系统、分布式软件系统、网络软件系统、标准库程序、服务性程序；

② 应用软件：用户为解决某个应用领域中各类问题而编制的程序。

     例：各类科学计算类程序、工程设计类程序。抖音、王者、迅雷等等。

1.2  计算机硬件的基本组成

1.2.1 各硬件的组成和功能

① 输入设备：

     将程序和数据以机器能识别和接受的信息形式输入计算机；

② 输出设备：

     将计算机处理的结果以人们能接受的形式或其他系统所要求的信息形式输出；

③ 存 储 器：

     计算机的存储中心，分为主存和辅存；主存储器中包含有MAR、MDR和存储体；

     CPU直接访问的存储器是主存储器，辅存中的信息必须调入主存中才能被CPU直接访问；

④ 运 算 器：

     计算机的执行部件，用于进行算数运算与逻辑运算；

⑤ 控 制 器：

     计算机的指挥中心，由程序计数器（PC），指令寄存器（IR），控制单元（CU）。

1.2.2 硬件的两大部分

（1）I/O设备（外设）=  输入设备 + 输出设备 + 辅助存储器（辅存） ；

（2）主机 = 主存储器（主存） + 运算器 + 控制器 ；

     ① 主    存 = 存储体 + MAR + MDR ；

     ② 运算器 = ACC + MQ + X + ALU ;

     ③ 控制器 = CU + IR + PC ；

1.3 主机各部分的基本组成及工作原理

1.3.1 主存储器

主存 = 存储体 + MAR + MDR ；

（1）存储体：存放二进制信息，由存储单元组成。

       ① 存储单元：由存储元件组成，每个存储单元存放一串二进制代码；

       ② 存 储 字 ：存储单元中二进制代码的组成；

       ③ 存储字长：存储单元中二进制代码的位数；

       ④ 存储元件（存储元）：每个存储元存储一个二进制信息 “0”或“1”；

（2）MAR：存储器地址寄存器

       ① 存放访存地址，经过地址译码后找到所选的存储单元。

       ② MAR的存储位数反映存储单元的个数：4位——有2^4个存储单元；

（3）MDR