冯诺义曼计算机的特点
计算器由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大部件组件
指令和数据以同等地位存放与存储器内，并可按地址寻访
指令由操作码和地址码组成，指令在存储器内按顺序存放
以运算器为中心(现以存储器为中心)
计算机硬件的主要技术指标
机器字长：cpu一次能处理的数据的位数通常与cpu的寄存器位数有关
存储容量：存储容量=存储单元个数*存储字长
主存容量：主存中存放二进制代码的总位数
辅存容量：通常用字节数来表示
运算速度：由主频、主存速度决定，通过吉普森法计算速度
总线的分类：
片内总线
系统总线
数据总线(双向)
地址总线(单向)
控制总线(由入有出)
通信总线
串行通讯
并行通讯
总线的控制
总线判优控制
集中式
链式查询(对电路故障最敏感)
计数器定时查询
独立请求方式(最快)
分布式
总线通讯控制
同步通讯
异步通讯
不互锁方式(最快)
半互锁方式
全互锁方式
半同步通讯
分离式通讯
存储器按作用分类
主存
随机存储器RAM
静态RAM
动态RAM
集中刷新
分散刷新
异步刷新
只读存储器ROM
MROM
PROM 一次性编程
EPROM 可擦除
EEPROM 电可擦除
闪存存储器
辅存：磁盘、磁带、光盘
缓存(cache)
存储容量的扩展
位扩展：增加存储的字长
字扩展：增加存储字的数据
cache主存地址映射
直接映射 M：|标记|cache块号|块内地址| cache：|cache块号|块内地址|
全相连映射 M：|块地址|块内地址| cache：|块号|块内地址|
组相连映射 M：|标记|cache组号|块内地址| cache：|cache组号|组内块号|块内地址|
IO设备与主机交换信息的三种控制方式
程序查询方式、程序中断方式、直接存取方式(DMA,效率最高)
中断服务程序的流程
保护现场、中断服务、恢复现场、中断返回
指令
由操作码(功能)和地址码(动作对象)组成
指令系统
RISC：精简指令系统计算机 CISC：复杂指令系统计算机
cpu的功能
取指令、分析指令、执行指令
cpu中的寄存器
用户可见寄存器
通用寄存器：存放操作数，满足某种寻址方式所需要
数据寄存器：存放操作数
地址寄存器：存放地址，也可用于特殊的寻址方式
条件码寄存器：存放条件码
控制和状态寄存器
MAR：存储器地址寄存器，存放即将访问存储单元的地址
MDR：存储器数据寄存器，存放即将读取的数据
PC：程序计数器，存放现行指令的地址
IR：指令寄存器，存放即将执行的指令
指令微指令与程序微程序
微指令是由同时发出的控制信号的有关信息汇集起来形成的。
将一条指令分成若干条微指令，按次序执行就可以实现指令的功能。
程序由一组指令组成；指令由一个微程序实现；
微程序由一组微指令实现；微指令由一组微操作实现；
完成一条机器指令至少需要3条微指令
存储器
介质：半导体、磁表面、磁芯、光盘
存储方式：随机存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、串行访问存储器
作用：主存、闪存存储器、辅存、缓存(cache)
存储单元
存放一个存储字所有存储元的集合
存储字
存放在一个存储单元中的二进制代码的组合
中断向量地址
中断服务程序入口地址的地址
数的范围
无符号整数：0~2^n-1
无符号小数：0~1-2^-n
原码定点整数：-(2^(n-1)-1)~2^(n-1)-1
原码定点小数：-(1-2^(1-n))~1-2^(1-n)
补码的定点整数：-2^(n-1)~2^(n-1)-1
补码的定点小数：-1~1-2^(1-n)
取值周期
PC->MAR 读M,M->MDR MDR->IR PC+1->PC
执行指令
加法指令：ADD M
IR->MAR 读M->MDR MDR->Y ACC+Y->Z Z->ACC
读指令：LORD 200H
IR->MAR 读M->MDR MDR->ACC
写指令：STORE 200H
IR->MAR ACC->MDR 写MDR->M
直接寻址 ADD R1 R2
R1->Y Y+R2->Z Z->R1
寄存器间接寻址 ADD @R1 R2
R1->MAR 读M->MDR MDR->Y Y+R2->Z Z->MDR 写MDR->M
跳转指令：JMP Disp
Disp->Y Y+PC->Z Z->PC
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