笔记1：计算机的基本组成
计算机的基本组成
计算机系统的层次结构
- 逐层抽象，
M0 微指令系统环境, -> M1机器语言 -> M2操作系统 -> M3汇编语言 -> M4 高级语言
计算机体系结构、计算机组成、计算机实现
计算机体系结构和计算机组成研究内容上的区别：
- 计算机体系结构：定义计算机系统的属性概念性的结构与功能特性 （定义属性）
- 计算机组成： 实现计算机体系结构所体现的属性 （逻辑实现）
- 计算机实现： 计算机组成的物理实现（物理实现）
现代计算机硬件框图
系统复杂性管理的方法 （3Y）
- 层次化：将被设计的系统划分为多个模块 或 子模块
- 模块化：明确定义的功能和接口
- 规则化： 定下标准使模块更好得被复用
冯诺依曼计算机的特点：
- 存储程序
- 计算机由五大部件组成
- 控制器
- 存储器
- 运算器
- 输入输出设备
- 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址访问
- 指令和数据用二进制表示
- 指令由操作码和地址码组成
- 以运算器为中心
冯诺依曼计算机硬件框架：
哈佛结构
**是一种将程序指令储存和数据储存分开的存储器结构。**中央处理器首先到程序指令储存器中读取程序指令内容，解码后得到数据地址，再到相应的数据储存器中读取数据，并进行下一步的操作（通常是执行）。程序指令储存和数据储存分开，数据和指令的储存可以同时进行，可以使指令和数据有不同的数据宽度，如Microchip公司的PIC16芯片的程序指令是14位宽度，而数据是8位宽度。
哈佛结构的特点
- 与冯诺依曼结构比较，哈佛结构处理器有两个明显的特点：
- 使用两个独立的存储器模块，分别存储指令和数据，不允许指令和数据护存
- 使用独立的两条总线分别作为cpu与每个存储器之间的专用通信路径，两条总线不关联
哈佛结构示图：
Amdahl定律
- Amdahl定律指出：当对系统中的某个不见进行改进后，所能获得的整个系统的性能提升，仅受限于该部件的执行时间占总执行时间的百分比。
可以用来计算改进计算机系统后的加速比
加速比=系统性能（改进后）系统性能（改进前）=总执行时间（改进后）总执行时间（改进前）加速比 = \frac{系统性能（改进后）}{系统性能（改进前）} = \frac{总执行时间（改进后）}{总执行时间（改进前）}加速比=系统性能（改进前）系统性能（改进后）=总执行时间（改进前）总执行时间（改进后）
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