计算机组成与系统结构Day01：冯诺依曼系统结构，PC机的结构，计算机层次结构和计算机分类
作者：互联网
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0x00 冯诺依曼体系结构
计算机组成与体系结构必须要自己超前学，原因有两点：1这个门课非常重要，2.每年只有百分50的人跟着学能及格。也就说态度不端正，不努力，不超前学，跟着学很难及格。与其期末的时候突击，不如开学突击。要想开发百万级别的软件，这门课必须学好。因为你对底层比较清楚，你对上层的东西就会有一个融会贯通，一说你就理解了。如果学不好这门课程，以后想要更深入的学其他技术，路是走不通的。想要打通之后的路，就得学好这门课。要成为大牛，不能畏难，不能给自己找借口这门课对你将来的影响比高数还重要，那么就需要拿出比高数更大的努力来学这门课，来研究这门课。
讲完课之后，12个小时内做作业效果是最好的。最好课堂练习可以节约时间，提高效率。
冯诺依曼体系结构：
中央处理器（运算器和控制器）、存储器、IO（输入设备、输出设备）
白色：数据流 黄色：指令流 红色：控制流
运算器就是做两种运算：算数运算和逻辑运算(与或非)
控制器：控制计算机的各个器件如何协作,通过高低电平控制门电路的开与闭。按照时序安排各个器件工作
运算器和控制器组成cpu
存储器：指内存，不包括U盘，磁盘（既是输入设备也是输出设备），冯诺依曼那个时代还没有寄存器，如果要归类，寄存器可以算作存储器，但是寄存器的物理位置在CPU。
磁盘，网卡：既是输入设备也是输出设备
冯诺依曼体系结构的动态解释：
运算器在运算的时候可能出现一些特殊情况，例如出现溢出或者除法分母为0，这时运算器就需要将情况告诉控制器，终止操作。所以运算器和控制器间有数据流动。（数据流）
存储器中有指令和数据，而指令要执行需要调入到控制器（指令流），让控制器去解析，控制器解析后产生控制信号（控制流），告诉各个设备如何协同按照指令工作。
因为数据流和指令流都是二进制信息，只能靠上下文区分。所以统称为数据流。
冯诺依曼体系结构的特点：（和之前计算机相比较的特点）
1.数据和指令都是二进制信息，因为在之前有一些计算机是十进制的。二进制是最好的数据表示形式，因为0和1能和高低电平匹配。即使是图片和视屏这些数据也是二进制存储。
2.存储程序、程序控制：即要想让计算机做某件事情需要写一段程序，将程序存储在计算机上，然后让程序去控制计算机。
因为在之前，计算机是通过成千上百个开关来控制的，不是程序控制的。
之前的计算机不是同样的，不同的计算机有不同的专用用途，例如：算三角函数的不能算弹道的，算弹道的不能算三角函数
存储程序，程序控制 让计算机变成了一种通用的机器。
作业：
课本上的1.5和1.6题，写在A4纸上。
答：由五部分组成，运算器，存储器，控制器，输入设备，输出设备
运算器进行数据的运算，存储存储数据和指令，控制器控制各个器件协调工作，输入设备用于数据和指令输入，输出设备用于数据和指令的输出；
0x01 PC机的结构
AB（Adress Bus）地址总线
DB（Data Bus）数据总线
CD（Controlle Bus）控制总线
ALU：运算器
北桥是一个快速的总线，南桥是一个慢速的总线
CPU和内存以及高档显卡都会连接到北桥，IO，磁盘连接到南桥上。
CPU比内存更快，CPU很快计算了数据，又需要很慢的从内存读取数据，所以在CPU和内存之间加入了高速缓存(cache)
内存和磁盘之间有一个虚拟内存机制。
0x02计算机的层次结构和计算机分类
汇编语句和机器语言是一一对应的，高级语言和机器语言不是一一对应的。
机器语言能很好的对应成高低电平，给硬件体系结构（是对硬件逻辑电路的封装）。
硬件逻辑电路（数电，模电）
Fylnn分类法:按流分类
DS数据流 IS指令流
控制单元CU 运算单元PU 存储单元MM，将IO忽视
首先从MM将指令调入到CU，CU解析指令然后产生控制流，控制PU 做什么样的运算，PU需要从MM中读写数据来进行运算。
- 单指令流单数据流的计算机
- 单指令流多数据流的计算机
- 多指令流多数据流的计算机
作业：课后1.6题
叙述冯诺依曼体系结构的计算机如何工作的。
答：冯诺依曼体系的结构的计算机由五部分组成，输入设备，控制器，运算器，存储器，输出设备。首先输入设备从外界读入数据，然后将数据和指令加载到存储器中，存储器将数据和指令传给运算器，运算器将指令传给控制器进行解析，控制器解析后产生控制流，操控各个组件按照指令运行，运算器在运算过程，可能产生中间数据需要对内存进行读写操作，运算结束后与运算器将结果传给输出设备。
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标签：PC机,控制器,计算机,依曼,系统结构,指令,冯诺,运算器 来源： https://blog.csdn.net/weixin_43415644/article/details/104352632