计算机组成原理（一）

1.了解计算机硬件的发展和软件的发展历程
硬件
  电子管时代1946-1959电子管、声汞延迟线、磁鼓
  晶体管时代1959-1964晶体管、磁芯
  中、小规模集成电路时代1964-1975中、小规模集成电路、半导体存储器
  超、大规模集成电路时代1975-1990超、大规模集成电路、半导体存储器
  超级规模集成电路时代1990至今半导体存储器

软件
  汇编语言阶段20世纪50年代软件基本空白
  程序批处理阶段20世纪60年代编译器、高级语言出现
  分时多用户阶段20世纪70年代推出Unix操作系统
  分布式管理阶段20世纪80年代DOS系统我国完成CCDOS汉字处理系统
  软件重用阶段20世纪90年代面向对象技术得到广泛应用网络技术成熟完善
  Web服务阶段21世纪前10年J2EE编程技术规范推出网格计算技术和web services协议架构
  云计算阶段至今软件即服务SaaS、平台即服务PaaS、基础设施即服务IaaS
  
2.掌握早期冯诺依曼计算机的硬件结构以及现代计算机的硬件结构

3.理解计算机软件的分类、机器语言、汇编程序、高级语言
分类
  系统软件
    操作系统用户与计算机之间的接口提供软件的开发和运行环境
    语言处理程序将其他语言翻译成机器语言两种翻译方式解释和编译
    数据库管理系统
    分布式软件系统
    网络软件系统
    各种服务程序。
  应用软件为用户解决某一问题的程序。
  
4.理解计算机系统的层次结构

5.掌握计算机的几个性能指标主频、CPU时钟周期、CPI、CPU执行时间、运算速度、基本字长、主存容量、主存存取周期等。
  基本字长机器字长参与运算的数的基本位数CPU一次能处理的数据位数。与CPU中寄存器位数有关。是硬件组织的基本单位决定寄存器、ALU、数据总线的位数。字长越长表示范围越大精度越高影响硬件造价影响机器运算速度要保证i位的十进制数精度需要3.3倍j位的二进制数
  主存容量能存储的最大信息量。CPU需要执行的程序和要处理的数据都放在主存计算机的处理能力很大程度上由主存容量大小决定以字节数表示
    MARMAR的位数反应存储单元数量
    MDR反应每个存储单元大小。
  运算速度有描述几种方法。常用每秒平均执行的指令条数(IPS)作为运算速度单位MIPS(每秒百万条指令)MFLOPS(每秒百万个浮点运算)。
    MIPS=指令条数/执行时间10^-6
    MFLOPS=浮点运算次数/执行时间10^-6
    MFLOPS≈3-4MIPS
    加法指令的执行时间为标准计算
    不同指令在程序中出现的频度乘上不同的系数求平均值得到平均运算速度
    具体指明每条指令的执行时间
  主频主频=1/时钟周期单位Hz
  CPU时钟周期CPU中最小的时间单位每个动作至少要1个时钟周期
  CPI执行一条指令所需的时钟周期数
  CPU执行时间运行一个程序所花费的时间。=指令条数*CPI/主频