2.馮諾依曼計算機的工作原理

*存儲系統構建與快速訪問

存儲程序：將程序存放在計算機的存儲器中

*指令系統、控制器設計等

程序控制：按指令地址訪問存儲器并取出指令，經譯碼依次產生指令執行所需的控制信號，實現對計算的控制，完成指令的功能。

3.馮諾依曼計算機的組成（硬件+軟件）

1）硬件系統（總體圖）

主機：CPU（運算器+控制器）、內存

外設：輸入設備、輸出設備、外存儲器

總線：地址線、數據線、控制線

1）硬件系統–運算器

算數運算：加減乘除等

邏輯運算：與、或、非、移位等

基本結構：ALU（算數邏輯單元）、寄存器、連接通路

1）硬件系統–控制器

基本功能：產生指令執行過程所需要的所有控制信號，控制相關功能部件執行相應操作。

控制信號的形式：電平信號、脈沖信號

產生控制信號的依據：指令、狀態、時許

控制信號的產生方式：微程序、硬布線

1）硬件系統–存儲器

功能：存儲原程序、原數據、運算中間結果

工作模式：讀/寫

工作原理：按地址訪問，讀/寫數據

比如：1K=1024byte=2¹⁰ byte 　　地址線為10

1）硬件設備–輸入/輸出設備

輸入設備：向計算機輸入數據（鍵盤、鼠標、網卡、掃描儀等）

輸出設備：輸出處理結果（顯示器、聲卡、網卡、打印機等）

2）軟件系統

對軟件的理解：

*可運行的思想和內容的數字化

　　思想：算法、規律、方法—程序表達

　　內容：圖形、圖像、數據、聲音、文字等被處理的對象

*軟件的表現形式：程序和數據（以二進制表示的信息）

*軟件的核心：算法

2）軟件系統

分類：

*系統軟件：如操作系統、網絡系統和編譯系統

*支持軟件：開發工具、界面工具等

*應用軟件：字處理軟件、游戲軟件等

3）硬件與軟件系統間的關系

*相互依存

　　硬件是軟件運行的基礎，軟件的正常運行是硬件發揮作用的重要途經。計算機系統必須要匹配完善的軟件系統才能正常工作，且應充分發揮其硬件的功能

*邏輯等效性

　　某些功能既可由硬件實現，也可由軟件來實現

*協同發展

　　軟件隨硬件技術的迅速發展而發展，而軟件的不斷發展與完善又促進硬件的更新，兩者密切得交織發展，缺一不可。

4.計算機得層次結構

應用程序–》高級語言–》匯編語言–》操作系統–》指令集架構層–》微代碼層–》硬件邏輯層

學習計算機原理處于　　指令集架構層　　階段

不同用戶處在不同層次

不同層次具有不同屬性

不同層次使用不同工具

不同層次代碼效率不同

透明性概念：

*本來存在得事物或屬性，從某個角度去看，卻好像不存在

*如硬件得特性對C語言程序設計者而言就具有透明性

系統觀：

*當硬件結構發生變化時要想到可能對軟件產生的影響

*不同類型的軟件對硬件有不同的要求

*編程的CPU硬件相關性，編程應查閱對應CPU的編程手冊。

軟/硬件的分界線

*分界線就是　　指令集架構層

*分界線即軟、硬件的接口，是指令操作硬件的入口

*指令格式及指令的設計與硬件關聯！

例題：

解：訪問1GB的空間需要30根地址線，256GB就是256 x 1GB，256需要8根地址線，所以加一起就是38根。

總結

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