计算机系统基础袁春凤（2）1。2计算机系统的基本组成和功能总线（数据传送）：数据（MDR），地址（MAR）和控制线 存储器(数据存储）：存储阵列，地址译码器，读写控制单路 运算器（数据运算）：ALU，

第一台通用电子计算机的单程
1946年，第一台通用电子计算机ENIAC诞生了
由电子真空管组成的
美国宾夕法尼亚大学研制
用于解决复杂弹道计算问题
5000次加法/s
平方，立方，sin,cos等
用于十进制表示信息并且运算
采用手动编程，通过设置开关和插拔电缆来实现的
Electronic Numerical Integrator And Computer
电子数字积分计算机

存储程序通用电子计算机的方案
现代计算机的原型
1946年,普林斯段研究院开始设计存储程序的计算机，被称为IAS计算机
1951年才完成的，并不是第一台存储程序的计算机，1949年由英国剑桥大学完成的EDSAC是第一台
在那个报告当中提出的计算机结构称为冯诺依曼结构
冯诺依曼结构最重要的思想是存储程序（Stored-program):）
工作范式：
任何呀计算机完成的工作都要先被编写成程序，然后将程序和原始的数据送到主存并启动执行，一旦程序被启动，计算机应该能够在不需要操作人员干预的下，自动完成逐条取出指令和执行指令的任务
IAS计算机是现代计算机的原型机
应该有一个主存，用来存放程序还有数据
应该有一个自动逐条取出指令的部件
还应该有具体的执行指令（即运算）的部件
程序应该由指令构成的
指令描述如何对数据进行处理
应该有将程序和原始数据输入计算机的部件
应该有将程序输出计算机的部件


早期，部件之间用分散的方式相连
现在，部件之间大多用总线方式相连
冯诺依曼结构的主要思想
1.计算机是由运算器，控制器，存储器，输入设备和输出设备五个部件组成的
2.各个部件的功能
存储器不仅能够存放数据，还能够存放指令，形式上两者没有区别，但是计算机还能够区分是数据还是指令
控制器应该能够自动取出指令来执行
运算器应该能够进行假、减、乘、除四种基本运算，并且还能够进行一些逻辑与少奶奶和附加运算
操作人员可以通过输入设备，输出设备和主机进行通信
内部以二进制表示指令和数据，每条指令由操作码和地址码两部分组成的，操作码指出操作类型，地址码指出操作数的地址，由一串指令组成的程序
4.采用存储程序工作方式

CPU：中央处理器，
PC程序计数器
MAR：存储器地址寄存器
ALU：算术逻辑部件
IR：指令寄存器
MDR：存储器数据寄存器
GPRS：t通用寄存器组（由若干个通用寄存器组成的，早期就是累加器）

计算机是如何工作的？
原数据还有指令都按序放在CPU外的存储器里面，每个存储都有存储单元的地址
根据PC取指令
智力姨妈
取操作
指令执行
回写结果
修改PC的值
执行下一条指令


计算机是如何工作的？
程序是由指令组成的
程序在执行之前
数据和指令事先存放在存储器当中，每条指令和每个数据都有地址，指令按照顺序存放，指令由OP和ADDR字段组成的，程序起始地址置PC
开始执行程序
1.根据PC取指令
2.指令译码
3.取操作数
4.指令执行
5.回写结果
6.回写结果
7.修改PC的值

指令和数据
程序启动之前指令和数据都存放在存储器当中，形式上没有差别
都是0/1序列
采用存储程序的工作方式
程序由指令组成的，程序被启动以后，计算机能够自动取出一条一条指令执行，在执行的过程当中不需要人的干预
指令执行过程当中，指令和数据被从存储器取到CPU，存放在CPU内的寄存器，指令在IR，数据在GPR当中，

指令当中需要给出的信息：
操作性质（操作码)
源操作数1或者和源操作数2（立即数，寄存器编号，存储地址）
目的操作数的地址：（寄存器编号，存储地址）
存储地址的描述与操作数的数据结构有关

计算机的基本组成与基本功能

什么是计算机？
计算机是一种能够对数据化信息进行自动，高速算术和逻辑运算的处理装置
计算机的基本部件自己功能
控制器（控制）：对于指令译码生成的控制信息
总线（数据传送）：数据（MDR），地址（MAR）和控制线
存储器(数据存储）：存储阵列，地址译码器，读写控制单路
运算器（数据运算）：ALU，GPRS，标志寄存器等
计算机实现的所有的任务都是通过指令一条一条完成的