计算机组成原理 绪论

主要内容：
计算机组成角度
1、计算机由几部分组成
2、各部分的组成功能及原理
3、各部分间的关系
4、整机是如何工作的
信息流角度
1、数据流（0，1）
2、控制流（如何流入及如何的流出）
发展方向
1、巨型机：速度快、容量大、功能强的巨型计算机
2、微型机
3、网络化：点—线—面
4、智能化
特点
1、运算速度快
2、计算精度高
a)字长加长
b)浮点运算
3、记忆和逻辑判断能力
a)内外存（记忆）
b)布尔代数（逻辑判断能力）
4、通用性强
5、自动连续运算：存储程序原理
指令：规定操作基本类型和操作数地址的一组字符串。

程序：指令的有序组合（指令和数据的组合）
存储程序原理使计算机具有自动连续运算的功能。

二进制原理：指令和数据都以二进制的形式顺序存放在存储器中。

程序控制原理：机器自动顺序取出每条指令进行分析，执行其规定的操作。

第一台存储程序的机器：
EDSAC
如例子：
计算机计算2 + 1 = ?
第一步：利用二进制原理，把指令和数据都以二进制的形式顺序都存放在存储器中。

如下图：
其中：右边取数2…………..停机是指令，而数2、数1是数据，就是指令和数据都存储在存储中。

第二步：利用程序控制原理。

机器先得知第一条指令在哪里。

那首指令的地址放在程序计算器PC + 1里，程序计算器会自动加+1，取出第一条指令然后，会分析指令，然后再执行指令。

如第一条指令，取数2，先得知这条指令的地址，然后根据这个地址取出取数2这条指令，然后分析指令，得到是“从存储器取出数2，暂存”，然后执行指令，首先去存储器中取出数2，然后再暂时存放起来。

程序计算器PC自动加1，到第二指令，依次类推。

直到取出最后一条指令，并且执行最后一条指令为止。

而以上的过程正好符合了程序控制原理：机器自动顺序取出每条指令进行分析，执行其规定的操作。

问题：当最后一条指令执行完后，PC会指向那里？
答：会指向最后一条指令的下一个单元。

如下图。

总结：先把操作指令及数据有序地以二进制形式存放到存储中，然后把指令的首地址告诉程序计数器PC,然后计算机会自动根据指令地址取出指令、分析指令、执行指令，完成操作。

计算机的基本结构，如下图
解释：
首先，从输入设备把指令和数据都存放到存储器中；
其次，把指令的首地址告诉程序计数器PC；
第三，控制器根据地址去存储器中取指令；
第四，存储器把指令发给控制器；
第五，控制器分析指令；
第六，控制器执行指令，向运算器发布控制指令；
第七，运算器根据控制器分析的指令而发布的指令去存储器中取数，且有反馈信息；
第八，运算器运算完后，把结果发给存储器；
第九，控制器通过取得指令，然后分析指令，执行指令，向存储器发布命令，把结果发往输出设备，输出结果；
第十，控制器控制五大部件，当执行停机指令时，会同时向五大部件发布命令，都停机，同时接收反馈结果。

基本结构总结：
1、组成关系角度：就是五大部件的相互联系。

2、信息流角度：只有两种信息流，即数据流和控制流。

各大部件的作用，如下图：
总结技术：
总线：计算机多个功能部件间进行信息传递的公共通道。

注意：一、多个功能部件间；二、公共通道；
如果只是两个功能部件之间的相通，则不能为公共通道，不是总线。

分类总结：如果输入设备往存储器输入数据，则经过数据总线；而控制器往存储器取指令，则经过地址总线；控制器执行指令的时候往运算器发布控制命令的时候，而经过控制总线。

第一问题：
因为外设经常与存储器打交道。

单总线结构：
面向存储器的双总线结构
计算机系统，如下图：
计算机的主要性能指标
解释：寄存器存储着数据，因此，寄存器是多少位，则总线也应该是多少位。

字长决定了寄存器、运算器、数据总线的位数。

两个问题：
1、计算机的基本组成结构？
2、程序的运行原理的基本过程，即存储程序原理。