计算机组成原理

计算机组成原理，看了近半年，每天10分钟。感觉最大收获是对计算机分层有了清晰的体会。现在用博客的方式来输出结果。

* 什么是分层，当能用自己的语言描述出原来我们基于什么实现功能，现在我们基于什么实现同样的功能。那么原有的方法优点是什么，现在采用新的分层，缺点是什么。 * CPU--总线--MEM，MAR--地址总线--MEM，从抽象到具体的描述流程。即可以从总体概念描述，也可以从组件细节描述。

每篇描述方式是：(1)每个部件由哪几部分组成（2）每个组成部分如何完成一个工作流程

1 概述

计算机是一种机器，人把解决一件事情的一系列步骤告诉计算机，计算机会自动的按顺序读取步骤，解决问题。

1.1 分层

计算机分层，最底层是物理机，包括CPU，IO，存储，总线，分成4个维度。上一层是指令系统。指令系统是对物理计算机的第一次抽象，指令系统代表了这台物理机能做的事情，程序员面向指令系统编程，指令系统是物理机器的输入。

我随后的硬件指物理机，软件指指令系统，操作系统这些之上的虚拟计算机。

1.2 组成

计算机组成原理，主要指CPU，存储，IO，总线这基本物理组件的工作机制。

• 控制器用来接收指令，将指令转化为ALU，存储，IO，总线的工作。
• 运算器用来完成算术运算和逻辑运算。
• 存储器用来存放指令和数据。
• 输入设备用来将信息转换为机器识别的信息形式。
• 输出设备用来将计算结果转换为人类识别的信息形式。

1.3 计算机主要指标

1. 机器字长

指CPU一次能处理数据的位数。如果CPU的字长较短，又要运算位数较多的数据，那么需要经过多次的运算才能完成，会影响机器的运算速度。

2. 存储容量

包括主存容量和辅存容量。

3. 运算速度

单位时间内执行指令的平均条数。

1.4 层次展示

• CPU，存储器，IO，系统总线
• CU，ALU，寄存器，CPU内部总线
• 控制单元寄存器和解码器，排队逻辑，控制存储器