计算机组成原理笔记

Eirene ·
更新时间:2024-11-14
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一.基本知识 1.1 计算机信息 指令流:从存储器流入控制器,控制计算机 数据流:从输入流入存储器,再流入执行器,运算结果流入存储器或输出设备。 CU:控制部件 PU:执行部件 MM:存储器
单指令单数据 单指令多数据 多指令单数据 多指令多数据
1.2 计算机硬件的主要技术指标 机器字长:CPU一次处理数据位数 存储容量:存储单元个数*存储字长 运算速度:不同的指令运行的时间以及该指令占全部操作的百分比 1.3 计算机硬件
以运算器为中心 以总线为中心
中央处理器(CPU):计算机中的核心部件,它执行程序中的指令。它具有加法、测试和控制其他部件的功能。 主存储器:计算机的一个组成部分,运行态的程序和相关数据置于其中。 控制器:处理器中根据程序的指令指示运算器、存储器和I/O设备做什么的部件。 嵌入式系统:嵌入在其他设备中的计算机,运行设计好的应用程序实现相应功能。 集成电路:在一个芯片中集成几十万到上百万个晶体管的工艺。 操作系统:管理计算机中的资源以便程序在其中运行的程序。 编译器:将高级语言翻译成机器语言的程序。 汇编器:将指令从助记符号的形式翻译成二进制码的程序。 控制器:计算机硬件与其底层软件的特定连接纽带。 1.4 三极管: P极中存在空穴,N极中的电子有靠近P极空穴的趋势,PN结的连通是由N极的电子迁往P极空穴而实现的。下图显示了反向截止的情况。
PN结反向连通示意图 三极管原理图
C极始终有着较大的电压,但是只有B极电压达到一定的值,令BE电势差达到截止电压,才能让导通(部分导通),导通前称为截止状态;但是B极连接在P极上,比较小,大部分电流都经过C,称为放大状态;随着B的电压增大,越来越多的电子被激活,则电流不断扩大,当所有电子都被带动,则B改变也无效,称为饱和状态(完全导通)。
在这里插入图片描述 1.5 卡诺图 行列都只能相差一个变量 画最大的圈,可以透过边界,可以重复,但是必须是2的次方 无关项d,可用可不用(取决于画图)
图1 五变量卡诺图 图2 四变量卡诺图
1.6 输入输出连接: 允许输入相连,但不许输出相连(OC门,三态门除外) 1.7 基本电路部件 加法器
(1)一位全加器:存在两个输入以及进位
(2)四位二进制加法器:通过四个一位加法器组合,但是需要等待前一个阶段的进位
(3)四位超前进位加法器:不使用进位,直接代入,则只需要第一个进位,速度更快
在这里插入图片描述
(4)四位并行进位加法器:通过更加复杂的结构,多输入实现并行
在这里插入图片描述
作者:丶翠釉



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