王道 第一章 计算机系统概述

这门课学的是逻辑实现，不是具体的机型

主要内容：

• 基本部件的结构和组织方式
• 基本运算的操做原理
• 基本部件和单元的设计思想

运算器：进行算数运算+逻辑运算；一次一般只算两个数字，多个数据计算会拆开，一次运算两个数据

位数多：计算精度越高（小数精确，整数范围大），运算快（一次算64位，在32位机器上要两次，64位机器一次），可是所需的电子器件也多，运算器长度通常是八、1六、3二、64.

通常来说，运算器的字长和寄存器、数据总线大小是同样的。若是字长是32位的机器，寄存器和数据总线也都是32.

字长：字长是一个变化的概念，和字节不同。一个字节是8位二进制。对于64位字长的机器，一个字是64，对于32位字长机器，一个字是32.

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控制器

控制器：发号施令的部件，本质就是执行程序，程序由指令构成，取指令、分析指令（译码）、执行指令。保证指令按照规定序列自动连续执行，对异常状况和请求及时响应和处理。

运算器

对于复杂运算，计算机在运算前必须化成多步简单的加减乘除等基本操做来作。每一个基本操做就叫作一条指令。而解算某一问题的一串指令序列，叫作该问题的计算程序，简称程序。例如求解二元一次方程，解题步骤的每一步，只完成一种基本操做（一条指令），而整个解题步骤就是一个简单的计算程序。

机器语言和汇编语言都是硬件语言，不一样的计算机机器语言和汇编语言是不同的。汇编和机器语言是一一对应的。

控制器依靠存储的程序来控制机器，让机器协调地完成计算任务，这叫程序控制。

控制器反复交替地处在取指周期和执行周期中。每取出一条指令，控制器中的指令计数器就加1，从而为取下一条指令作好准备，这也就是指令为何在存储器中顺序存放的缘由。

指令计数器（PC）不必定是加1，主要是看一条指令占了几个存储单元。若是是一个存储单元，那么下一条指令地址就是加1.若是一条指令占了两个存储单元，那么下一条指令地址就是加2.

性能指标

CPU工做一秒钟，100ms是用来运算，900ms用来输入输出，它的运算利用率是10%，输入输出利用率是90%。

通常来说，总线宽度是和机器字长是吻合的。32位计算机的数据总线宽度通常也是32位。

1G X 16bits，表示2^30个存储单元，一个存储单元里有16位二进制数。

对于容量和速度，K、M、G是不同的。1G在速度上是10的9次方。

这里的MHz和GHz就是10的6次方和10的9次方，

3.6GHz，指的是每秒有 3.6 * 10^9 个时钟周期，每一个时钟周期的时间是1 / (3.6 * 10^9)秒。