阿里P9大佬带你了解计算机组成原理计算机系统概述

　　计算机系统概述1.计算机硬件的基本构成
　　＂存储程序＂的概念是指将指令以二进制代码的形式事先输入计算机的主存储器，然后按其在存储器中的地址执行程序的第一条指令，以后就按该程序的规定顺序执行其他指令，直至程序执行结束。
　　早期冯·诺依曼计算机的特点计算机由五大部件组成指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址寻访指令和数据用二进制表示指令由操作码和地址码组成存储程序以运算器为中心
　　现代计算机则是以存储器为中心的结构存储器
　　存储器是计算机的存储部件，用来存放程序和数据，存储器分为主存和辅存。CPU能直接访问的存储器是主存
　　存储单元：每个存储单元存放一串二进制代码
　　存储字(word)：存储单元中二进制代码的组合
　　存储字长：存储单元中二进制代码的位数
　　存储元：即存储二进制的电子元件，每个存储元可存1bit
　　地址寄存器(Memory Address Register,MAR)，有效访存地址
　　数据寄存器(Memory Data Register,MDR)，用于暂存从存储器读写信息
　　MAR的位数放映存储单元的个数，例：MAR=4位：共有个存储单元
　　MDR的位数=存储字长，例：MDR=16位，1个字=16bit运算器
　　用于实现算术运算，逻辑运算，包括
　　ACC： 累加器，用于存放操作数，或运算结果。
　　MQ： 乘商寄存器，在乘、除运算时，用于存放操作数或运算结果。
　　X： 通用的操作数寄存器，用于存放操作数
　　ALU： 算术逻辑单元，通过内部复杂的电路实现算数运算、逻辑运算控制器
　　CU：控制单元，分析指令，给出控制信号
　　IR：指令寄存器，存放当前执行的指令
　　PC：程序计数器，存放下一条指令地址，有自动加1功能1.1.2 计算机软件的分类
　　系统软件：保证计算机系统高校、正确运行的基础软件，通常作为系统资源提供给用户使用，主要有操作系统(OS)，数据库管理系统(DBMS)，语言处理程序，分布式软件系统，网络软件系统，标准库程序，服务性程序等
　　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
　　数据库管理系统(DBMS)是系统软件，数据库系统(DBS)是应用软件
　　翻译程序：把高级程序语言源程序翻译成机器语言程序的软件，包括编译程序和解释程序
　　编译程序：将高级语言编写的源程序全部语句一次全部翻译成机器语言程序，而后再执行机器语言程序（只需翻译一次）
　　解释程序：将源程序的一条语句翻译成对应于机器语言的语句，并立即执行。紧接着再翻译下一句（每次执行都要翻译）
　　汇编程序：将汇编语言源程序翻译成机器语言程序1.1.3 计算机系统的多级层次结构1.2 计算机性能指标1.2.1 存储器的性能指标
　　总容量=存储单元个数 存储字长bit=存储单元个数 存储字长/8 Byte
　　Eg：MAR为32位，MDR为8位，总容量= 232 * 8 bit = 4GB1.2.2 CPU的性能指标
　　CPU主频：CPU内数字脉冲信号振荡的频率。
　　CPI（Clock cycle Per Instruction）：执行一条指令所需的时钟周期数Eg：某CPU主频为1000Hz，某程序包含100条指令，平均来看指令的CPI=3。该程序在该CPU上执行需要多久？
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　　IPS（Instructions Per Second ）：每秒执行多少条指令
　　FLOPS（Floating-point Operations Per Second）：每秒执行多少次浮点运算1.2.3 系统整体的性能指标
　　数据通路带宽：数据总线一次所能并行传送信息的位数（各硬件部件通过数据总线传输数据）
　　吞吐量：指系统在单位时间内处理请求的数量。它取决于信息能多快地输入内存，CPU能多快地取指令，数据能多快地从内存取出或存入，以及所得结果能多快地从内存送给一台外部设备。这些步骤中的每一步都关系到主存，因此，系统吞吐量主要取决于主存的存取周期。
　　响应时间：指从用户向计算机发送一个请求，到系统对该请求做出响应并获得它所需要的结果的等待时间。通常包括CPU时间（运行一个程序所花费的时间）与等待时间（用于磁盘访问、存储器访问、I/O操作、操作系统开销等时间）。