Coursera课程笔记----计算导论与C语言基础----Week 3

2024-08-31 12:26:45

存储程序式计算机

冯·诺伊曼式计算机

“关于EDVAC的报告草案”

组成：控制器（协调工作）、运算器（算数&逻辑运算）、存储器（存储操作信息和中间结果）、输入设备、输出设备——他们由总线相连

工作过程：

在控制器指挥下，从存储器上取出指令
分析指令，得到计算命令和待操作的数
从存储器上取出待计算的数放入运算器
运算器计算结果
输出到存储器
输出到存储器或输出设备

和实体的对应：

CPU=运算器+控制器+存储器中的高速缓存
内存条=存储器中的内存
磁盘=存储器中的外存

存储器

存储空间单位：

8b（bit）=1B（Byte）
1KB=1024Byte
MB，GB，TB，PB……

存储器的种类：

寄存器：CPU内部，存放待操作数和结果，一次读取0.x纳秒，¥¥¥¥
高速缓存CACHE：CPU内部内高缓，主板上外高缓，分为多级，作为数据缓冲区，一次读区纳秒内，¥¥¥
内存：存放CPU中的运算数据，存放与硬盘等外部存储器交换的数据，¥¥
外存：¥

CPU读取数据时：就近原则，尽可能减少慢的读写操作

局部性原理：时间局部性，空间局部性➡️多级缓存机制加快CPU处理速度

存储器的原理：

存储器的类型：

RAM（Random Access Memory）
- SRAM（Static RAM）
- DRAM（Dynamic RAM）存取效率⬆️内存用它
  - EDO DRAM（Extended Data Out DRAM）
  - SDRAM（Synchronous DRAM）
  - DDR（Double Data Rate SDRAM）
ROM（Read Only Memory）
- ROM（掩膜ROM）
- PROM（Programmable ROM）
- EPROM（Erasable PROM）
- EEPROM（Electrically EPROM）
- Flash EPROM U盘

命令的执行

指令集：

CPU只能执行指令集里面有的指令
是CPU中用来计算和控制计算机系统的一套指令的集合
在CPU设计时就定义好的
例：Intel X86指令集，ARM指令集……

指令：

最终表现为二进制码
其长度随CPU类型不同而不同
包含指令码（动作）和操作数（对象）

程序的执行

程序代码➡️（编译）➡️汇编代码➡️（转换）➡️机器码把机器码交给CPU运行～

总结

一句程序有可能转换为多句指令
在控制器的协调下连续、依次执行相应的指令
程序执行过程在内存中完成
程序执行过程中，在内存中不同区域存放代码和数据

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