2009考研计算机强化班计算机组成原理讲义-杨楠

【计算机组成原理】是计算机科学中的核心科目，主要研究计算机硬件系统的构成和工作原理。在2009年的考研计算机强化班中，该课程旨在帮助考生深入理解计算机系统的内部运作，包括处理器、存储器、输入/输出设备以及它们之间的交互。 1. **计算机系统概述** - **计算机发展史**：从第一台电子计算机ENIAC到现代计算机，经历了电子管、晶体管、集成电路和大规模集成电路四个发展阶段。 - **计算机系统层次结构**：计算机硬件包括运算器、控制器、存储器、输入和输出设备，CPU是运算器和控制器的集成。软件分为系统软件（如操作系统）和应用软件（针对特定用户需求）。 2. **计算机硬件组件** - **运算器**：执行算术和逻辑运算的核心部件。 - **控制器**：负责协调和控制整个计算机系统的操作。 - **存储器**：分为内存和外存，存储指令和数据。 - **输入输出设备**：用于接收用户输入和呈现计算结果。 3. **计算机工作过程** - **指令执行流程**：取指令、指令译码和指令执行三个阶段。程序计数器（PC）跟踪当前要执行的指令地址，并在执行后自动递增。 - **指令存储**：指令按照存储器地址顺序连续存储，通过PC读取。 4. **计算机性能指标** - **吞吐量**：衡量系统处理数据的速度。 - **响应时间**：从请求到完成的时间，影响用户体验。 - **时钟周期**、**主频**和**CPI**：时钟周期是CPU的基本时间单位，主频是其频率，CPI是执行一条指令所需的平均时钟周期数。 - **MIPS**和**MFLOPS**：MIPS是每秒百万条指令，MFLOPS是每秒百万次浮点运算，用于衡量CPU性能。 5. **考查目标** - 理解单处理器计算机系统的组成部分和工作方式。 - 掌握计算机层次化结构，了解硬件与软件的接口，理解指令集架构。 - 应用计算机组成原理分析、解决实际问题，包括简单部件设计。 学习《计算机组成原理》不仅有助于考研，也是深入理解和优化计算机系统的基础，对于计算机科学和技术专业的学生至关重要。通过深入研究，考生可以增强对计算机硬件和软件之间关系的理解，为未来的学习和职业生涯奠定坚实基础。