計算機系統概論

1.1：基本結構

從頂層看來，一台計算機由處理器，儲存器和輸入輸出裝置組成，每類部件有乙個或者多個模組，這些部件以某種方式進行互聯，計算機有四種主要的結構化部件：

1：處理器（processor），控制計算機的操作，執行資料處理功能，當只有乙個處理器時候，它通常指cpu

2：記憶體（main memory）:儲存資料和程式，此類儲存器通常是易失性的；當計算機關機時，儲存器的內容會丟失

3：輸入輸出裝置：在計算機和外部資料之間進行移動資料，外部環境由各種外部裝置組成，包括硬碟，通訊裝置和終端

4：系統匯流排：為處理器，輸入/輸出裝置，記憶體提供通訊的裝置如下圖：

處理器的功能是和儲存器交換資料，為此它通常使用兩個部件：

1：儲存器位址暫存器（mar memory address register）:儲存器位址暫存器確定下一次讀寫的儲存器位址；

2：儲存器緩衝暫存器（mbr memory buffer register):儲存器緩衝暫存器儲存寫入儲存器的資料或者從儲存器中讀取的資料

同理i/o位址暫存器確定乙個特定的i/o裝置，i/o緩衝暫存器用於在輸出模組和處理器之間交換資料

記憶體模組由順序編號的位址定義，每個單元包含乙個二進位制數，可以理解為乙個指令和資料。

輸入輸出模組是在外部裝置與處理器和儲存器之間傳送資料，輸入輸出模組包含記憶體緩衝區，用於臨時儲存資料，直到他們被傳送出去，這就對應各種程式語言在輸入模組的時候可以一次讀取很多資料即使鍵盤停止輸入了,其實是把輸入的內容儲存到了記憶體緩衝區中了

1.2：處理器暫存器

處理器裡面有一組暫存器；用於儲存資料，它的訪問速度比記憶體等其他儲存裝置都要快速，但是比記憶體的容量小它們的功能有以下兩項：

1.2.1：使用者可見暫存器

資料暫存器：資料存放的暫存器分為浮點數暫存器，對整數運算使用其他暫存器

1.2.2：控制和狀態暫存器（指令執行所必須的）

指令暫存器：包含最近取得指令內容(使用者看不見)

所用的處理器設計還包含狀態字暫存器：通常稱為狀態字（program status word，psw）,它包含狀態資訊，psw通常包含條件碼和其他狀態資訊，如中斷允許/禁止位和核心/使用者態位

下面來看看3 + 2的簡單執行過程：

1：首先處理器從儲存器中取出指令：分為指令階段和執行階段

2:ir 中的前四位表示要ac（累加器）：從儲存器中300中取出指令，它的指令意思是從位址940中取乙個值放到ac中去，

3：接著pc加一讀到了指令位址為941，從位址為941中讀取值2將其和儲存在ac中的3相加然後將相加的結果放到ac中去

如圖：

4：接著pc增一，讀取2941指令位址，將ac中的內容儲存到941的儲存單元

執行上述過程總共需要三個指令週期，每乙個指令週期包含取指階段和執行階段

1.4 計算機系統簡述計算機的定義計算機是這樣一種機制，同時在做兩方面的事情既控制著資訊處理過程，同時也是資訊處理過程的具體執行者算什麼怎麼算。計算機的其他部件可以讓使用者使用起來更加方面，如印表機滑鼠等，本書重點介紹的是cpu。1.5 兩個非常重要的思想所有的計算機，只要給予足夠的記憶...

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