计算机组成原理

计算机基本组成

现代计算机硬件

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存储器基本组成

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控制器基本组成

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完成一条指令的过程

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计算机硬件的主要技术指标

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

运算速度

  • 主频
  • 核数，每个核支持的线程数
  • 吉普森法
  • CPI 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

存储容量

总线

总线是连接各个部件的信息传输线， 是 各个部件共享的传输介质

并行和串行

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总线的性能指标

  • 总线宽度 ：数据线 的根数
  • 标准传输率，每秒传输的最大字节数（MBps）
  • 时钟同步/异步
  • 总线复用：地址线 与 数据线 复用
  • 信号线数
  • 总线控制方式
  • 其他指标

总线标准

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总线结构

单总线结构

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双总线结构

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三总线结构

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四总线结构

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总线控制

链式查询方式

一个一个问，需要就给占用总线

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计数器定时查询方式

内部有个计数器，从计数器开始的位置往后一个一个问

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独立请求方式

IO接口发送请求，通过排队

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总线通信的四种方式

  • 同步通信：由 统一时标 控制数据传送
  • 异步通信：采用 应答方式 ，没有公共时钟标准
    • image-20250330111643627
  • 半同步通信：同步、异步结合
  • 分离式通信：充分 挖掘 系统 总线每个瞬间 的 潜力

存储器

按在计算机中的作用分类

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大端和小端

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半导体存储芯片

片选线：控制是不是要读取当前芯片

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译码

线选法
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重合法
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随机存取存储器

SRAM静态RAM

触发器：

它是一种具有记忆功能的时序逻辑电路，广泛应用于寄存器、计数器、时序控制电路等领域。

存储能力：可以存储1位二进制数据（0或1）。

时序逻辑：输出不仅取决于当前输入，还与过去的状态有关。

同步/异步：可以按时钟信号同步更新状态，也可以在输入信号变化时异步更新。

Q 的基本含义

  • Q = 1：表示触发器当前存储的状态为 “1”（高电平）。
  • Q = 0：表示触发器当前存储的状态为 “0”（低电平）。
  • Q̅（Q反）：通常表示 Q 的反相输出，Q̅ = NOT(Q)。
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