一 冯诺依曼机器
- 存储型计算机
- 硬件部分被分成五大部件
- 指令和数据同等的位于存储器,可按地址寻访
- 指令和数据按二进制表示
- 指令由操作码和地址码构成
- 以运算器为中心
=>冯诺依曼改进
二 计算机可计算理论
可计算问题:可以用计算机解决的问题 如何解决
上机前的准备 建立数学模型 ,确定计算方法, 编制解题步骤
不可计算问题: 图灵机停机问题
编程举例:
明显左边的指令条数更多 需要的存储更多
把以上动作用指令的方式表示
指令和数据保存在存储器中
三 举例
计算机的基本组成存储器是核心结构，由多个存储单元(存放二进制代码)构成，每个存储单元保存了若干个01的个数，称为存储字
存储字长是存储单元当中二进制代码的位数。存储单元按地址进行寻址.
寄存器MAR保存了存储单元的地址或编号，MDR保存了要送入CPU中的数据或要保存到存储体中的数据。
对存储器的读出和写入用到MAR和MDR
运算器的核心结构是累加器，保存了其中的一个操作数和运算的结果。
四 基本组成
详细版:
主存储器的基本组成
存储体：存储数据，内部是一系列的存储原件，可以存放二进制的0和1
MAR（Memory Address Register）：存储地址寄存器，MAR用于暂存CPU想要访问的内存地址。当CPU需要读取或写入数据时，它会将内存地址放入MAR中。MAR的位数反应存储单元的个数
MDR（Memory Data Register）： 存储数据寄存器，MDR用于暂存从内存读取的数据或待写入内存的数据。它作为一个缓冲区，确保数据在传输过程中的完整性和准确性。MDR的位数等于存储字长
例如如果MAR有4位，则说明共有2^4个存储单元
如果MDR有16位，则说明每个存储单元可以存放16bit
在主存储器中还有一些专业名词，这里也来介绍一下：
存储单元：每个存储单元存储一串二进制代码
存储字：存储单元中的二进制代码的组合
存储字长：存储单元中二进制代码的位数
存储元：存储二进制的电子元件，每一个存储元可以存储1bit\
运算器的基本组成
存储器用来实现算数运算（例如：加减乘除）和逻辑运算（例如：与或非）
ACC：累加器，用于存放操作数，或运算结果。
MQ：乘商寄存器，在乘，除运算的时候，用于存放操作数或运算结果。
X：通用的操作数寄存器，用于存放操作数。
ALU：算数逻辑单元，通过内部复杂的电路实现算术运算。
控制器的基本组成
CU（Control Unit）：控制单元，分析指令，给出控制信号
IR （Instruction Register）：指令寄存器，存放当前执行的指令
PC（Program Counter）：程序计数器，存放下一条指令的地址，有自动+1的功能
那么控制器执行指令的流程位：
PC取一条指令---------> IR分析指令 -------------> CU执行指令
CPU区分指令和数据的依据：指令周期的不同阶段。
计算机核心硬件的组成部分, 存储器是由存储单元，MAR，MDR组成。 运算器是由ACC,MQ,ALU和X组成。控制器是由CU，IP，PC组成。
乘除法存放位置怎么回事 ?
买一台机器-计算机硬件的技术指标
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机器字长 是指CPU一次能够处理的数据的位数,机器字长越长,机器性能越好\
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运算速度
主频
时钟周期
核数
从指令执行的角度衡量计算机的运行速度:
CPI 执行一条指令需要多少时钟周期
IPC 一个时钟周期可以完成多少条指令
MIPS 百万 指令 每秒
每秒执行的指令数越多 说明机器速度越快
=>相同的时间完成了多少算数 FLOPS 每秒浮点运算次数
3.存储容量
存放二进制信息的总位数来衡量
包括主存容量和辅存容量
主存容量: MAR MDR
计算机的发展史
安尼亚克是被称为第一台计算机的机器
IBM 360!!
微处理器
微处理器是指用一片大规模的集成电路组成的处理器，集成了运算器和控制器。
微型计算机是指使用微处理器的集成度相当高的这些大规模集成电路构成的面向个人用户的体积小、重量轻、价格低的计算机。
微处理器芯片的发展从1971年的4004开始，后来逐渐增长到四位、八位、16位、32位，现在是64位。存储芯片的容量也在逐渐提升。intel 8086 2.9w个晶体管 80486 120w个晶体管
摩尔对集成电路中晶体管的数量进行统计 每个新的芯片包含的晶体管数量是前一个的两倍. 摩尔定律, 在价格不变的情况下,每18个月芯片上集成的晶体管数量翻一番，性能相应提高一倍。 摩尔定律对计算机的发展产生了重要影响，但是否能继续延续下去还需要进一步研究和探讨。
注: 缩写
CPU：Central Processing Unit，中央处理机(器)，是计算机硬件的核心部件，主要由运算器和控制器组成。
PC：Program Counter，程序计数器，其功能是存放当前欲执行指令的地址，并可自动计数形成下一条指令地址。
IR：Instruction Register，指令寄存器，其功能是存放当前正在执行的指令。 CU：Control Unit，控制单元(部件)，为控制器的核心部件，其功能是产生微操作命令序列。 ALU：Arithmetic Logic Unit，算术逻辑运算单元，为运算器的核心部件，其功能是进行算术、逻辑运算。
ACC：Accumulator，累加器，是运算器中既能存放运算前的操作数，又能存放运算结果的寄存器。
MAR：Memory Address Register，存储器地址寄存器，在主存中用来存放欲访问的存储单元的地址。
MDR：Memory Data Register，存储器数据缓冲寄存器，在主存中用来存放从某单元读出、或要写入某存储单元的数据。
I/O：Input/Output equipment，输入/输出设备，为输入设备和输出设备的总称，用于计算机内部和外界信息的转换与传送。
MIPS：Million Instruction Per Second，每秒执行百万条指令数，为计算机运算速度指标的一种计量单位。
