B站：计算机组成原理（哈工大）Ⅰ —— 计算机基本组成

一、计算机系统的层次接口

帮助理解：例如: 汇编语言的MOV AH,0 INT 21H可以退出到dos系统

实际上软件硬件分界线并不是特别清晰，因为某些软件功能可以使用硬件取实现，比如固话；某些硬件功能也可以使用软件去编程替代；总得来说，硬件功能运行速度快，但不够灵活，不易被修改，而软件功能比较灵活，，可以通过编程修改，但运行速度慢。

二、计算机的基本组成

1、冯·诺依曼计算机有五大部件组成，重点存储程序

2.编程举例

计算 ax^2 + bx + c

• 方法一：
  1. 取x 至运算器中
     （确切的应该是运算器的ACC累加器中：也是一个寄存器）
  2. 乘以x 在运算器中
  3. 乘以a 在运算器中
  4. 存 ax^2 至存储器中
  5. 取b 至运算器中
  6. 乘以x 在运算器中
  7. 加ax^2 在运算器中
  8. 加c 在运算器中
• 方法二：ax^2 + bx + c = (ax + b) x + c
  1. 取x 至运算器中
  2. 乘以a 在运算器中
  3. 加b 在运算器中
  4. 乘以x 在运算器中
  5. 加 c 在运算中
     

3.计算机的解题过程

(1) 存储器

MAR: memory address register 存储地址寄存器——反映存储单元的个数
MDR: memory data register 存储数据寄存器——反映存储字长（存储单元中二进制代码的位数）

便于理解（比喻）：

• 存储体 相当于 大楼
• 存储单元 相当于房间 （存放一串二进制代码）
• 存储元件（0/1） 相当于 床位（无人/有人）

(2) 运算器

MQ 乘商寄存器
X 操作数寄存器
ACC 累加器寄存器
ALU 算术逻辑单元

(3) 控制器

完成一条指令

• 取指令 PC： 保存要执行的这条指令的地址，执行下一条PC+1 → PC
• 分析指令 IR：存放当前欲执行的指令
• 执行指令CU ：控制信号发出的地方
  
• 取指令 ：
  1. 从PC把地址送到MAR，MAR送到存储体，在控制器的控制下，存储体把指定存储单元中保存的取数指令取出送入MDR；
  2. 从MDR取出来的指令送入IR（因为IR是存放当前执行指令的）
  3. IR将指令送入CU控制单元，去执行，发出取数指令
• 取数指令：把保存在内存单元中的数据取到ACC
  1. IR中保存要执行的指令，同时也保存这条指令操作数的地址，取出地址码，送入MAR，MAR送到存储体
  2. 存储体中取到指定地址的操作数送入MDR，MDR送至ACC
  
• 存数指令：把ACC中数送到存储体
  1. 取地址 类似 上方1.2.3，到CU发出存数指令
  2. 存数指令：IR保存了指令中操作数的地址，送到MAR, 告诉存储体有一个数据要存进来，要存储的地址是多少？
  3. 把ACC中的数送到MDR，在控制器的控制下，把MDR中的数存入存储体中

补充：
机器字长：CPU一次能处理数据的位数，与CPU中的寄存器位数有关
CPI：cycle per Instruction执行一条指令所需时钟周期数:
MIPS：每秒执行百万条指令
FLOPS：每秒浮点运算次数