戴志涛《计算机组成原理第七版》第一章 知识点整理期末复习笔记前言最近在学计组教材用的是戴志涛、白中英主编第七版《计算机组成原理》。第一章作为全书的开篇主要帮我们建立计算机整机的宏观认知很多概念看似简单但却是后面学习存储器、CPU、指令系统的基础。上课跟着老师梳理课后整理了这一章的内容一方面方便自己期末复习另一方面分享给同用这本教材的同学。1.1 计算机系统概述计算机系统分为硬件和软件两大组成部分二者缺一不可。硬件是计算机的物理实体是机器运行的物质基础软件是各类程序和数据用来控制硬件完成任务。硬件和软件在逻辑上是等效的某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现设计时需要在速度、成本、灵活性之间做权衡。计算机硬件系统经典五大部件运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。运算器负责算术和逻辑运算控制器指挥核心协调各个部件有序工作存储器存放程序与数据分为主存和辅存输入、输出设备负责计算机和外部环境交换信息。通常我们把运算器和控制器集成在一起叫做中央处理器CPU。软件分为系统软件和应用软件。系统软件管理计算机本身比如操作系统、编译程序、数据库管理系统应用软件面向用户的具体业务例如办公软件、图像处理工具。1.2 计算机的层次结构计算机不是单一的一层而是多层级的结构从底层硬件向上逐层抽象。微指令机器层直接控制硬件电路机器语言层硬件可以直接识别的二进制指令汇编语言层用助记符代替二进制指令需要汇编程序翻译成机器码高级语言层C、Java这类语言需要编译或者解释程序转换应用语言层面向特定领域用户。不同层级对应不同的使用者下层对上层透明上层用户不需要关心底层硬件细节。这部分理解清楚就能明白编程语言和硬件之间的联系。1.3 计算机性能指标这一章计算题和选择题高频考点是复习重点。机器字长CPU一次能够处理的二进制数据位数影响计算精度和寄存器位数常见32位、64位。存储容量主存容量单位B、KB、MB、GB。注意存储单位换算1KB210B1\text{KB}2^{10}\text{B}1KB210B不是十进制1000。运算速度常用指标主频CPU内部时钟的频率主频越高时钟周期越短。CPI执行一条指令所需要的时钟周期数。MIPS每秒执行百万条指令衡量指令执行速度。核心公式CPU执行时间指令数×CPI÷主频CPU执行时间 指令数 \times CPI \div 主频CPU执行时间指令数×CPI÷主频这个公式一定要记牢本章典型计算题。1.4 计算机发展与分类计算机经历电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模/超大规模集成电路四代发展。现代计算机以冯·诺依曼体系为基础核心思想三点采用二进制存储程序程序和数据一起存入存储器由控制器自动依次取出指令执行。计算机可以按用途分为专用机和通用机按规模分为微型机、小型机、大型机、超级计算机。冯诺依曼机是通用计算机的基础模型也是整门课的核心框架。个人小结第一章偏向概念理解没有复杂电路但很多名词很容易记混。最核心就是理解冯·诺依曼体系、五大部件功能以及CPU性能指标计算公式。我一开始容易混淆字长、指令字长、存储字长做题踩过坑这几个概念要区分清楚。这一章是计组的敲门砖后面学习CPU、存储器、总线都建立在本章的整机模型之上。建议看完知识点之后做课后选择题巩固概念尤其是性能指标的计算题多动手算几遍。后续会继续更新第二章的笔记欢迎一起交流学习如果笔记有错误欢迎大家评论指正。
戴志涛《计算机组成原理第七版》第一章 知识点整理期末复习笔记前言最近在学计组教材用的是戴志涛、白中英主编第七版《计算机组成原理》。第一章作为全书的开篇主要帮我们建立计算机整机的宏观认知很多概念看似简单但却是后面学习存储器、CPU、指令系统的基础。上课跟着老师梳理课后整理了这一章的内容一方面方便自己期末复习另一方面分享给同用这本教材的同学。1.1 计算机系统概述计算机系统分为硬件和软件两大组成部分二者缺一不可。硬件是计算机的物理实体是机器运行的物质基础软件是各类程序和数据用来控制硬件完成任务。硬件和软件在逻辑上是等效的某些功能既可以用硬件实现也可以用软件实现设计时需要在速度、成本、灵活性之间做权衡。计算机硬件系统经典五大部件运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。运算器负责算术和逻辑运算控制器指挥核心协调各个部件有序工作存储器存放程序与数据分为主存和辅存输入、输出设备负责计算机和外部环境交换信息。通常我们把运算器和控制器集成在一起叫做中央处理器CPU。软件分为系统软件和应用软件。系统软件管理计算机本身比如操作系统、编译程序、数据库管理系统应用软件面向用户的具体业务例如办公软件、图像处理工具。1.2 计算机的层次结构计算机不是单一的一层而是多层级的结构从底层硬件向上逐层抽象。微指令机器层直接控制硬件电路机器语言层硬件可以直接识别的二进制指令汇编语言层用助记符代替二进制指令需要汇编程序翻译成机器码高级语言层C、Java这类语言需要编译或者解释程序转换应用语言层面向特定领域用户。不同层级对应不同的使用者下层对上层透明上层用户不需要关心底层硬件细节。这部分理解清楚就能明白编程语言和硬件之间的联系。1.3 计算机性能指标这一章计算题和选择题高频考点是复习重点。机器字长CPU一次能够处理的二进制数据位数影响计算精度和寄存器位数常见32位、64位。存储容量主存容量单位B、KB、MB、GB。注意存储单位换算1KB210B1\text{KB}2^{10}\text{B}1KB210B不是十进制1000。运算速度常用指标主频CPU内部时钟的频率主频越高时钟周期越短。CPI执行一条指令所需要的时钟周期数。MIPS每秒执行百万条指令衡量指令执行速度。核心公式CPU执行时间指令数×CPI÷主频CPU执行时间 指令数 \times CPI \div 主频CPU执行时间指令数×CPI÷主频这个公式一定要记牢本章典型计算题。1.4 计算机发展与分类计算机经历电子管、晶体管、中小规模集成电路、大规模/超大规模集成电路四代发展。现代计算机以冯·诺依曼体系为基础核心思想三点采用二进制存储程序程序和数据一起存入存储器由控制器自动依次取出指令执行。计算机可以按用途分为专用机和通用机按规模分为微型机、小型机、大型机、超级计算机。冯诺依曼机是通用计算机的基础模型也是整门课的核心框架。个人小结第一章偏向概念理解没有复杂电路但很多名词很容易记混。最核心就是理解冯·诺依曼体系、五大部件功能以及CPU性能指标计算公式。我一开始容易混淆字长、指令字长、存储字长做题踩过坑这几个概念要区分清楚。这一章是计组的敲门砖后面学习CPU、存储器、总线都建立在本章的整机模型之上。建议看完知识点之后做课后选择题巩固概念尤其是性能指标的计算题多动手算几遍。后续会继续更新第二章的笔记欢迎一起交流学习如果笔记有错误欢迎大家评论指正。
