【计算机组成原理】第一章：计算机系统概述（上）

1、计算机硬件识别数据

• 计算机如何识别并且处理数据？
• 通过高低电平来处理0-1数据。低电平表示二进制的0，高电平表示1。类似五个手指比喻成计算机接口的话，那么五个手指同时接收到的高低电平，就代表了接收到的二进制数据，如10001，或者00010等等。
• 所以本质上，是通过电信号传递数据（计算机硬件识别处理数据的原理），即计算机针脚都是用来处理电信号的。如下图所示。

• 通过主板上的印刷电路板，就可以传递很多二进制信息，一个二进制数位，就是一个bit比特。（即有很多条电路）

2、计算机硬件的基本组成介绍

2.1 冯诺依曼器

冯诺依曼首次提出的“存储程序”的概念：将指令以二进制代码的形式事先输入计算机的主存储器，然后按其在存储器中的首地址执行程序的第一条指令，以后就按照该程序的规定顺序执行其他指令。直至程序执行结束即可。

输入设备就是将信息转换成机器能识别的形式。

控制器从存储器中获得指令之后，开始进行操作，比如说控制运算器进行运算等等。

2.2 冯诺依曼机的特点

1、计算机由五大部分组成：输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器。

2、指令和数据以同等地位存储于 存储器，可以按地址寻访。

3、指令与数据都可以用二进制表示。

4、指令由操作码和地址码组成。操作码：加减乘除。地址码就是地址。

5、存储程序。

6、以运算器为中心。（但是这也就意味着会造成一定的效率降低。所以可以改进一些成为现代计算机的结构，即其实很多东西不需要全部经手运算器，运算器没有必要作为中心。）

现代计算机：以存储器为中心的。

而控制器和运算器一般都被集成在CPU里面。所以CPU=运算器+控制器。

主存就是内存，而辅助存储就是机械硬盘等等。例如手机APP都是放在辅存，只有运行之后才会在主存里面。

3、认识各个硬件部件

3.1 主存储器

用于存放数据的叫做“存储体”，存储体就是一系列存储元件构成的。

还有两个很重要的寄存器：MAR 与 MDR。 MAR：Memory Address Register。 存储地址寄存器。 MDR：Memory Data Register。 存储数据寄存器。œ

如果CPU想要什么数据，他会告诉MAR地址（取件号），这样就可以从存储体中拿出给CPU，先把数据写到MDR中，然后给CPU拿走。同时CPU可以写入数据，只需要告诉MAR我想要写入的地址，然后写入的具体数据放入到MDR中，然后cpu通过控制总线告诉主存储器我要执行的操作是写操作即可。主存储器根据上述CPU的三个信息就可以进行存储数据了。

存储体：会被分成一个个的存储单元。

存储元：存储二进制的电子元件，每个存储元可存1bit。

一个字节（byte）= 8bit。 1B = 1个字。1b = 1 bit。