Computer Organization

计算机组成原理

包括计算机组成原理和计算机体系结构。

学习资料

计算机的三个根本性原则:

  1. 计算机是执行输入、运算、输出的机器

  2. 程序是指令和数据的集合

  3. 计算机的处理方式有时与人们的思维习惯不同

Issues

  • 冯 - 诺依曼机和图灵机的联系和区别 ?

    • 图灵机是一种思想模型(计算机的基本理论基础),是一种有穷的、构造性的问题的问题求解思路,图灵认为凡是能用算法解决的问题也一定能用图灵机解决;

    • 冯诺依曼提出了“存储程序”的计算机设计思想,并“参照”图灵模型设计了历史上第一台电子计算机,即冯诺依曼机。

冯 - 诺依曼体系结构

我们现在使用的计算机绝大部分都遵循冯 - 诺依曼的体系结构的思想,也就是说我们使用的计算机都是冯 - 诺依曼机,冯 - 诺依曼机体系结构是我们遵循的一个通用的计算机抽象,它更偏向于物理实现的角度做抽象。

冯 - 诺依曼机是一个存储程序计算机,也就是一种可编程的可存储的计算机。

  1. 计算机是由各种门电路组合而成的,然后通过组装出一个固定的电路板,来完成一个特定的计算程序。一旦需要修改功能,就要重新组装电路,这种方式是不可编程的;而可编程意味着完成一个特定的计算程序,不需要重新组装电路,可以通过外部输入特定的指令和数据来完成想要的计算,带来的结果是质的飞跃

  2. 存储计算机指程序本身是存储在计算机的内存里,可以通过加载不同的程序来解决不同的问题

任何一台计算机的任何一个部件都可以归到运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备中,而所有的现代计算机也都是基于这个基础架构来设计开发的。

而所有的计算机程序,也都可以抽象为从输入设备读取输入信息,通过运算器和控制器来执行存储在存储器里的程序,最终把结果输出到输出设备中。而我们所有撰写的无论高级还是低级语言的程序,也都是基于这样一个抽象框架来进行运作的。

冯 - 诺依曼体系结构示意图

冯 - 诺依曼提出了两个重要思想:程序应该被存储起来,然后再去使用,而不是使用开关的方式进行连接;计算机的实现应该使用二进制而不是十进制,十进制会使得计算机的内部实现异常复杂

计算机的性能和功耗

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