Coursera課程筆記----計算導論與C語言基礎----Week 3

存儲程序式計算機

馮·諾伊曼式計算機

「關於EDVAC的報告草案」

組成：控制器（協調工做）、運算器（算數&邏輯運算）、存儲器（存儲操做信息和中間結果）、輸入設備、輸出設備——他們由總線相連

工做過程：

• 在控制器指揮下，從存儲器上取出指令
• 分析指令，獲得計算命令和待操做的數
• 從存儲器上取出待計算的數放入運算器
• 運算器計算結果
• 輸出到存儲器
• 輸出到存儲器或輸出設備

和實體的對應：

• CPU=運算器+控制器+存儲器中的高速緩存
• 內存條=存儲器中的內存
• 磁盤=存儲器中的外存

存儲器

存儲空間單位：

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

存儲器的種類：

• 寄存器：CPU內部，存放待操做數和結果，一次讀取0.x納秒，¥¥¥¥
• 高速緩存CACHE：CPU內部內高緩，主板上外高緩，分爲多級，做爲數據緩衝區，一次讀區納秒內，¥¥¥
• 內存：存放CPU中的運算數據，存放與硬盤等外部存儲器交換的數據，¥¥
• 外存：¥

CPU讀取數據時：就近原則，儘量減小慢的讀寫操做

局部性原理：時間局部性，空間局部性➡️多級緩存機制加快CPU處理速度

存儲器的原理：

存儲器的類型：

• RAM（Random Access Memory）

  • SRAM（Static RAM）

  • DRAM（Dynamic RAM）存取效率⬆️內存用它

    • 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盤

命令的執行

指令集：

• CPU只能執行指令集裏面有的指令
• 是CPU中用來計算和控制計算機系統的一套指令的集合
• 在CPU設計時就定義好的
• 例：Intel X86指令集，ARM指令集……

指令：

• 最終表現爲二進制碼
• 其長度隨CPU類型不一樣而不一樣
• 包含指令碼（動做）和操做數（對象）

程序的執行

程序代碼➡️（編譯）➡️彙編代碼➡️（轉換）➡️機器碼 把機器碼交給CPU運行～

總結

• 一句程序有可能轉換爲多句指令
• 在控制器的協調下連續、依次執行相應的指令
• 程序執行過程在內存中完成
• 程序執行過程當中，在內存中不一樣區域存放代碼和數據