组成计算机的5个经典部件:输入、输出、存储器、数据通路(在计算机中也称运算器)和控制器。最后两个部件合称为处理器。计算机中任何部件都能归于这五种之一。
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(处理器从存储器中得到指令和数据,输入部件将数据写入存储器,输出部件从内存中读出数据,控制器向数据通路、存储器、输入和输出部件发出命令信号)
软硬件抽象:无论软件还是硬件都可以抽象分成多个层次,每个较低的层次都把细节对上层隐藏起来。抽象层次中的一个关键接口是指令集体系结构——硬件和底层软件之间的接口。这一抽象接口使得同一软件可以由成本不同、性能不同的硬件来完成。(自我解读:就是说接口是硬件的抽象,底层软件只需要关心对接口的调用就可以达到调用硬件的目的,不同的硬件有相同的接口,所以不同的软件或者app可以调用相同的接口实现功能,即使硬件不同)
计算机性能测试:执行时间是唯一有效且不可推翻的性能度量方法。人们曾经提出很多其他度量方法,但均以失败告终。
耗能和频率的关系
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发展:(能耗=功耗*时间)当今处理器的关键硬件技术是硅。计算机的能耗大多发生在晶体管的开关上,而能耗又和电压有关,所以降低能耗的最有效方式就是降低电压,但是当硅制晶体管的电压继续下降会使晶体管泄露电流过大。那么当功耗中很大一部分是由于泄露造成的,这就是功耗墙。 另辟蹊径:单处理器——多处理器。可以在电流电压频率不变的情况下多处理一些任务。
硬件设计三条基本原则:
1.简单源于规整:
例:算数运算有且仅有3个操作数:两个进行运算的数和一个用于保存的数。
add a, b, c, d
add a, b, c
add a, a, d
2.越小越快
例:寄存器由计算器直接构建,且只有32个,寄存器的大小是32位也就是1字,算数指令的3个操作数必须从寄存器中获取。
3.优秀的设计需要适宜的折中方案
**当今计算机基于以下两个重要准则构建 **:
1.指令用数的形式表示
2.和数据一样,程序存储在存储器中,并且可以读写。
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