计算机组成原理(概念).doc

《计算机组成原理》涉及了计算机硬件的基本构造和工作原理，是理解计算机系统运行机制的关键。文档中提到了几个重要的知识点： 1. **诺依曼计算机的特点**：诺依曼计算机模型，也称为冯·诺依曼体系结构，是现代计算机的基础。它包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分。数据和指令都存储在内存中，可以按地址访问，且都是二进制表示。指令由操作码和地址码组成，操作码指示操作类型，地址码指示操作数的位置。指令按顺序存储并执行，以运算器为中心。 2. **CPU及相关组件**： - CPU（中央处理器）由运算器和控制器构成，负责处理计算和控制任务。 - PC（程序计数器）存储当前指令地址，并自动递增以指向下一条指令。 - IR（指令寄存器）存放当前正在执行的指令。 - CU（控制单元）产生微操作命令序列，是控制器的核心。 - ALU（算术逻辑单元）执行算术和逻辑运算。 - ACC（累加器）用于暂存操作数和运算结果。 - MQ（乘商寄存器）在乘法和除法运算中存储乘数或商。 - X（操作数寄存器）作为工作寄存器之一，存放操作数。 - 其他寄存器如MAR（存储器地址寄存器）和MDR（存储器数据寄存器）则参与内存访问。 3. **总线和其特性**：总线是连接计算机各部件的信息传输线，允许多个部件共享。其特点是分时传输，即同一时刻只能有一路信息传递。为了减轻总线负载，部件需通过三态驱动缓冲电路连接。 4. **总线分类与系统总线**：总线按照数据传输方式分为并行和串行，使用范围分为计算机总线、测控总线和网络通信总线。系统总线连接CPU、主存和I/O设备，分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线双向传输，地址总线单向，控制总线也单向。这些总线的位宽与机器字长、存储字长和存储单元数量有关。 5. **存储器类型**：主存、辅存、Cache、RAM（随机存取存储器）、SRAM（静态RAM）、DRAM（动态RAM）、ROM（只读存储器）、PROM（可编程只读存储器）、EPROM（可擦除可编程只读存储器）、EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）、CD-ROM、Flash Memory等。存储器的层次结构主要体现在Cache-主存和主存-辅存之间，目的是提高访问速度和存储容量，通过缓存技术来减少主存访问延迟。 计算机管理这些层次主要依赖于硬件和软件的协同，比如Cache的替换策略（如LRU、LFU等），以及虚拟内存技术，将不常用的数据从主存移至辅存，以优化性能。此外，操作系统也会通过页表等机制来管理和调度不同层次的存储资源。