《计算机组成原理》笔记一
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Q1:现代计算机由哪几部分组成？(顶层抽象)
A:软件 + 硬件。本课程主要讲硬件的设计逻辑。
系统复杂性管理方法
从程序员角度来分层：高级语言—>汇编语言—>操作系统—>机器语言—>微指令系统
其结构的问题：<mark style="box-sizing: border-box; background-color: rgb(255, 255, 0); color: rgb(0, 0, 0); background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">以运算器为核心</mark>，运算器成为性能的瓶颈；不具有层次化特征
改进：
注：主存+CPU构成主机；辅存和输入输出设备构成I/O系统
将图中每个部分进一步细化，再重新组装起来就构成了计算机组成系统。(层次化+模块化)
思考：真正的运算器、控制器、存储器结构都是什么样的？(这正是本课程要学习的)
Q:一个现实中的问题，如何用计算机来解决？
Q:是不是所有的问题都可以用计算的方法来解决？(可计算性理论/算法理论)(e.g.图灵机停机问题)
假设我们面对的是一个可计算问题，如何解决一个问题呢？
我们设定一个可计算的问题，来对计算机组成框图的各个部件进行细化。
指令和数据保存在存储器中，所以存储器是什么样的？如何访问呢？每次访问获得的数据的位数是多少呢？我们先从存储器的结构来看。
类比：
重要概念：
每个存储单元赋予一个地址号，每个存储单元中存放一个存储字；存储单元按地址寻访
解释：计算机中的主存数据寄存器(MDR)，与主存地址寄存器(MAR)帮助完成CPU和主存储器之间的通信：
运算器的功能是什么，如何工作？
运算器结构：
乘法：加法+移位操作 (<u style="box-sizing: border-box;">这里有点不太清楚</u>)
除法：减法+移位操作 (<u style="box-sizing: border-box;">这里有点不太清楚</u>)
<mark style="box-sizing: border-box; background-color: rgb(255, 255, 0); color: rgb(0, 0, 0); background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">(回去看看《编码》、《CSAPP》第二章理解理解，再回过来看看)</mark>
运算器中各种操作都是在控制器的控制下执行的。那么控制器的功能是什么，进而其结构应该是什么样的呢？
功能：
基本结构：
完成一条指令：
结构：
这里要好好理解每一个指令步骤，理解了每一个步骤就相当于理解了这一章。
(1)主机完成一条取数指令的步骤
取数指令的功能：把存储体(主存/内存)中的数存到ACC中
完成一条指令的三个阶段：
（注：指令：操作码+地址码）
<mark style="box-sizing: border-box; background-color: rgb(255, 255, 0); color: rgb(0, 0, 0); background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">取数操作步骤分析</mark>（如图）：
(2)主机完成一条存数操作步骤
存数指令的功能：把存放在ACC中的计算结果存到内存单元M中
<mark style="box-sizing: border-box; background-color: rgb(255, 255, 0); color: rgb(0, 0, 0); background-position: initial initial; background-repeat: initial initial;">存数操作步骤分析</mark>（如图）：
存取数指令已经分析完了，那么加法、乘法、停机、打印等指令在这个模型下怎么执行？(自行思考)
一条指令的执行步骤我们已经知道了，那么一条程序(多条指令的指令集)的执行步骤就是把一条条指令按顺序执行；
这里同样只是分析了取指令的步骤，任何一条指令都可以分为三步执行：取指令—>分析指令—>执行指令。注意PC执行完一条指令之后，就可以+1了，指向下一条指令的地址。
CPU一次能处理数据的位数（如可以对两个8位二进制数进行加法，就是8位），与CPU中的寄存器（ACC,X,MQ）的位数有关。
一般来说，机器字长越长性能越好。
前两个是硬件指标；后四个是从指令执行的角度来衡量的。
存放二进制信息的总位数
