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第一章计算机系统知识

1.CPU由运算器和控制器组成；控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、状态条件寄存器、时序产生器和微操作信号发生器组成。

a）PC:  pc自动增加一个值，指向下一条要执行的指令，当程序转移时将地址送入PC.

b）IR:用于存放当前要执行的指令。

c）ID:对现行的指令进行分析，确定指令类型、指令要完成的操作和寻址方式。

2.CPU的基本功能：

a）程序控制

b）操作控制

c）时间控制

d）数据处理--CPU的根本任务

3.计算机体系结构和计算机组成的区别：体系结构要解决的问题是计算机系统在总体上、功能上需要解决的问题，而计算机组成要解决的是逻辑上如何具体实现的问题。

4.计算机体系结构分类：

a）Flynn分类：传统的顺序执行的计算机在同一时刻只能执行一条指令（即只有一个控制流）、处理一个数据（即只有一个数据流），因此被称为单指令流单数据流计算机Single Instruction Single Data即SISD计算机）。而对于大多数并行计算机而言，多个处理单元都是根据不同的控制流程执行不同的操作，处理不同的数据，因此，它们被称作是多指令流多数据流计算机，即MIMD（Multiple Instruction Multiple Data）计算机。曾经在很长一段时间内成为超级并行计算机主流的向量计算机除了标量处理单元之外，最重要的是具有能进行向量计算的硬件单元。在执行向量操作时，一条指令可以同时对多个数据（组成一个向量）进行运算，这就是单指令流多数据流（Single Instruction Multiple Data,SIMD）的概念。因此，我们将向量计算机称为SIMD计算机。第四种类型即所谓的多指令流单数据（MultipleInstructionSingleData）计算机。在这种计算机中，各个处理单元组成一个线性阵列，分别执行不同的指令流，而同一个数据流则顺次通过这个阵列中的各个处理单元。这种系统结构只适用于某些特定的算法。相对而言，SIMD和MISD模型更适合于专用计算。在商用并行计算机中，MIMD模型最为通用，SIMD次之，而MISD最少用。

5.输入/输出：直接程序控制、中断方式、直接存储器存取（DMA）。

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