计算机组成原理:多体并行与系统结构
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更新于2024-08-20
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"各个体并行工作-计算机组成原理第二版___唐朔飞的PPT讲义"
在计算机科学中,计算机组成原理是理解计算机硬件系统运作的基础。唐朔飞的《计算机组成原理》第二版深入浅出地介绍了这一领域的核心概念。本资源主要涵盖了多个章节,包括计算机系统概论、系统总线、存储器、输入输出系统、运算方法、指令系统、CPU结构和功能、控制单元功能以及设计等方面。以下是对这些关键知识点的详细阐述:
1. 计算机系统概论:计算机系统是由硬件和软件两部分组成,其中硬件包括处理器、内存、输入输出设备等,而软件则包括系统软件(如操作系统)和应用软件。计算机的工作基于冯·诺依曼体系结构,该结构强调存储程序的概念,即程序和数据都存储在内存中,由控制器按照指令顺序执行。
2. 系统总线:系统总线是计算机内部各组件间通信的通道,分为数据总线、地址总线和控制总线,它们分别负责传输数据、地址和控制信号。
3. 存储器:存储器分为内存储器(主存)和外存储器。内存储器速度快但容量小,通常采用随机访问存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。外存储器如硬盘、光盘等,容量大但速度慢。地址译码是内存管理的关键,通过地址线确定内存单元的位置。
4. 输入输出系统:输入设备用于将外部数据送入计算机,输出设备则用于将计算机处理的结果展现给用户。I/O系统设计涉及中断、DMA(直接内存访问)等机制,以提高数据传输效率。
5. 运算方法:计算机进行算术和逻辑运算,包括加减乘除、位操作等。乘法指令的实现可能需要多步运算,具体实现取决于计算机的架构。
6. 指令系统:指令集是计算机硬件能够理解和执行的命令集合,包括操作码和地址码,它们定义了计算机能完成的操作。指令的寻址技术多种多样,如直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等。
7. CPU结构和功能:CPU包含运算器和控制器,运算器执行算术和逻辑运算,控制器则负责指令的解码和执行。
8. 控制单元功能与设计:控制单元根据指令产生微操作信号,控制整个计算过程。微程序机器M0的概念揭示了控制单元可以由微指令解释来实现,提高了设计的灵活性。
9. 并行工作:文中提到的“各个体并行工作”可能是指多体系统或多核处理器,它们通过高位交叉地址分配,使得多个处理器或核心能同时处理不同任务,从而提升系统性能。
这些内容构成了计算机组成原理的基础,对于理解计算机如何执行任务、如何优化性能至关重要。通过学习这些知识,我们可以更好地设计、分析和优化计算机系统。
2009-05-12 上传
2008-09-05 上传
2011-09-29 上传
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