內(nèi)容要點：馮·諾伊曼結(jié)構(gòu)，計算機執(zhí)行指令的過程

馮-諾依曼結(jié)構(gòu)的要點

1. 計算機應(yīng)由運算器，控制器，存儲器，輸入設(shè)備和輸出設(shè)備共5個部分組成

   1. 運算器（CA）：central arithmetical

   2. 控制器（CC）：central control

      CA+CC =>CPU

      地址總線，數(shù)據(jù)總線，控制總線

   3. 存儲器（M）：memory

      => 主存，顯卡 北橋

      （現(xiàn)在多數(shù)PC將主存控制器和PCIe顯卡都移到了CPU，取消了北橋）

   4. 輸入設(shè)備（I）：input

   5. 輸出設(shè)備（O）：output

      => I/O 南橋

      => 外部記錄介質(zhì)（R）BIOS芯片：basic input/output system

2. 數(shù)據(jù)和程序均以二進制代碼形式不加區(qū)別地存放在存儲器中，存放位置由存儲器的地址指定

3. 計算機在工作時能夠自動得從存儲器中取出指令加以執(zhí)行

4. ......

主存的組織形式

計算機執(zhí)行指令的主要步驟

• 第一步：取指（Fetch）

  • 控制器（CC）將指令的地址送到存儲器（M）
  • 存儲器按給定的地址讀出指令內(nèi)容，送回控制器

• 第二步：譯碼（Decode）

  • 控制器分析指令的操作性質(zhì)
  • 控制器向有關(guān)部件發(fā)出指令所需的控制信號

• 第三步：執(zhí)行（Execute）

  • 控制器從通用寄存器（Register）或存儲器中取出操作數(shù)
  • 控制器命令運算器（CA，比如ALU）對操作數(shù)進行指令規(guī)定運算

• 第四步：回寫（Write-back）

  • 將運算結(jié)果寫入通用寄存器或存儲器

系統(tǒng)芯片（System-on-a-Chip，SoC）：

• 將計算機或其他電子系統(tǒng)集成為單一芯片的集成電路

• 在智能手機、平板電腦等移動計算設(shè)備上得到廣泛應(yīng)用

Quiz

• 在指令的取指階段，CPU中的MDR的內(nèi)容會送到哪里？
  • IR
• 執(zhí)行一條指令的全過程中，指令的編碼會出現(xiàn)在CPU中的哪些部件？
  • MDR，IR
• 現(xiàn)代計算機主存儲器一般是以什么單位來進行劃分的？
  • 字節(jié)（Byte）
• Intel4004：
  • 晶體管數(shù)量為2250，10微米制造工藝
  • 面積為4.2mm*3.2mm
  • 字節(jié)為4位，主頻740KHz
  • 1971年誕生，世界上第一個商業(yè)微處理器