成績 = 實驗10% + 第一階段20% + 第二階段25% + 期末考45% （3.5學分）
教材：唐朔飛《計算機組成原理》
64學時：理論56 & 實驗8 （學時） ，408考研核心課
課程設計（2周）單獨學分
注意：本節複習先參考這個鏈接！！！
1、課程介紹
計算機專業核心課程，是軟件和硬件之間的一座橋樑，實現硬件邏輯。
數字計算機，其中的硬件系統的組成。CPU、內存等。例如：CPU如何實現的？？內部構造？內存如何讀寫？？光盤存儲信息的原理？
課程內容：
2、計算機系統概論
嵌入式設備：如 車載GPS
軟件分爲系統軟件和應用軟件。系統軟件就是操作系統（如安卓）、語言處理程序、服務型程序、數據庫管理系統等。
計算機的層次結構——
計算機所能運行的只是機器語言！
編譯過程——
具體的過程：
區分這兩個概念——
3、計算機的基本組成
-
馮·諾依曼計算機的特點
（1）指令和數據均用二進制數表示。
（2）指令和數據以同等地位（不加區分）存放於存儲器內，並按地址訪問。
（3）指令由操作碼和地址碼組成，操作碼錶示操作的性質，地址碼錶示操作數存放的位置。
（4）指令在存儲器內按順序存放。
（5）計算機由運算器、存儲器、控制器、輸入設備和輸出設備五大部件組成。
注：馮·諾依曼計算機的核心思想是“存儲程序”，即按需要編出程序，順序存放在存儲器內，運行時順序執行完成。注意：以此概念爲基礎的各類計算機均可稱爲馮·諾依曼計算機。 -
計算機的硬件組成框圖及各部件功能
（1）運算器：實現算術和邏輯運算，運算的結果暫存在CPU內。（寄存器或暫存器）
（2）存儲器：存放數據和程序代碼。
（3）控制器：控制各部件協調工作。
（4）輸入設備：把外界的信息形式（包括人們熟悉的信息形式）轉換爲計算機能識別的信息形式。
（5）輸出設備：把計算機的運算結果轉換爲外界的信息形式。 -
計算機的工作步驟
建立數學模型->確定計算方法（如sin x）->編制解題程序（指令：每一個步驟） -
存儲器的基本組成（功能：存放數據和程序代碼）
包括：存儲體M
MAR（MemoryAddress Register）存儲器地址寄存器
MDR（Memory DataRegister）存儲器數據寄存器
![在這裏插入圖片描述]()
先給地址（放入MAR中），地址選中存儲體中唯一的一個存儲單元，選中的存儲單元與MDR進行數據交換（讀出或寫入）。 -
控制器的基本組成（功能：讀取指令、控制指令的執行、處理異常）
包括：CU（Control Unit）控制單元
PC（Program Counter）程序計數器，存放欲執行指令的地址
IR（Instruction Register）指令寄存器，存放當前欲執行的指令
取指令->分析指令->執行指令
![在這裏插入圖片描述]()
PC指向存放指令的存儲單元，取出的指令放入IR中，經指令譯碼器譯碼，CU發出相應的微操作，完成一條指令的執行。由於指令順序存放，地址連續，所以當前指令處理完後，只需PC加“1”，即可找到下一條指令。
譯碼器=編譯器，見百度百科。
4、計算機硬件的主要性能指標
- 機器字長：指CPU一次能處理的二進制數的最大位數（機器字長對應彙編語言中通用寄存器的最大位數）。
- 運算速度
①主頻 8位 16位 32位 64位
②吉普森法（公式）
③MIPS：每秒執行百萬條指令
④CPI ：執行一條指令所需時鐘週期數
⑤FLOPS：每秒浮點運算次數 - 存儲容量（指存儲器能存儲的二進制數的總位數）
主存容量=存儲單元個數×存儲字長。如：1K×8，則代表存儲單元爲1K個（即1024），每個存儲單元存放8位二進制數。
常用存儲個數：1K（1024個，即210）、1M（1024個K，即220）、1G（1024個M，即230）、1T（1024個G，即240）、1P（1024個T，即250）、1E（1024個P，即260）
5、補充
軟硬件的相互轉化：
將程序固化在ROM中而組成的部件稱爲固件。固件是一種具有軟件特性的硬件，它具有硬件的快速性特點，又有軟件的靈活性特點。是軟件和硬件相互轉化的典型事例。由於集成電路和軟件硬件化的趨勢，計算機的軟硬件變得模糊了。任何指令的執行或者操作，可以由軟件實現或硬件實現。