计算机系统结构解析：从存数指令到软硬件交互

"该资源是关于计算机系统结构的课件，特别关注了存数指令的执行过程，并介绍了计算机系统的基本组成、硬件技术指标、软件分类、计算机解题过程以及计算机系统的层次结构。" 在计算机科学中，计算机系统结构是理解和设计计算机硬件与软件交互的关键领域。课件以“以存数指令为例”为切入点，展示了主机执行一条指令的基本步骤，这些步骤包括：(1)程序计数器(PC)提供下一条指令的地址，(2)将该地址送至存储器地址寄存器(MAR)，(3)从主存储器读取指令到数据寄存器(MDR)，(4)指令被送入指令寄存器(IR)，(5)控制器解析并产生必要的控制信号，(6)运算器执行操作，(7)可能涉及到累加器(ACC)、多路选择器(X)和其他寄存器，以及(8)最终结果可能写回存储器。 课件还提到了计算机组成原理，涵盖了多个章节，包括计算机的发展和应用、系统总线、存储器、输入输出系统、计算机的运算方法、指令系统、CPU结构和功能、控制单元的功能以及设计。这些章节详细阐述了计算机各组成部分的作用和相互作用。 在软件部分，讲解了计算机的软硬件概念，强调了计算机性能取决于软硬件的综合效果。软件分为系统软件和应用软件，其中系统软件包括操作系统、服务性程序、数据库管理系统和网络软件，而应用软件则满足特定任务需求，如语言处理程序。此外，课件还介绍了计算机的解题过程，包括编译程序和解释程序的工作方式，以及它们在翻译高级语言程序到机器语言程序中的差异。 计算机系统的层次结构图描绘了从高级语言到实际机器的抽象级别，包括虚拟机器M3、M2、M1，以及微程序机器M0。这个层次结构表明了软件如何通过不同级别的抽象与硬件交互，其中，微指令解释机器指令，硬件直接执行微指令。 随着技术进步，软件和硬件的界限变得模糊，一些原本由软件完成的功能可能会被硬件集成，如大规模和超大规模集成电路技术的应用。不过，该课件主要关注传统的机器M1和微程序机器M0的结构原理和设计思想。 这个课件为学习者提供了全面的计算机系统结构基础，涵盖了从硬件到软件的各个层面，对于理解计算机如何执行指令和处理信息至关重要。