COA计算机组织与结构【2 计算机的顶层视图】

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COA计算机组织与结构【2 计算机的顶层视图】

图片来源：南京大学软件学院COA课程PPT

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文章目录

• 2 计算机的顶层视图
• • CPU
  • 存储器
  • I/O
  • 总线
  • 总结

2 计算机的顶层视图

CPU

利用系统总线把各个部分连接起来

数据和指令存储在一起，存储器只需要按位置寻址，而无需去考虑其中的数据类型

如I/O设备可以使得程序中断，因此CPU可以大胆去做其他的事情，因为I/O设备可以使得其他事情中断，从而继续处理待I/O输入后才发生的事情（如add），这样可以增大CPU的利用率，避免了CPU在等待I/O的过程中空闲

为什么要禁止中断？

存储器

内存（主存）。内存又分为随机读写存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。前者主要用于大容量内存储器和调整缓冲存储器；后者用于存放专用的固定程序，如BIOS

外存（辅存）。外存包括硬盘、磁盘、磁带、光盘和U盘等，特点是容量大、价格低，但存取速度较低。磁盘是最常用的外存，一般分为软磁盘和硬磁盘两类

外存不是冯诺依曼结构中的存储器，而是属于计算机外的

cache在主存和CPU之间，容量小，速度快（接近CPU），把CPU需要在主存中获取的数据先放在cache中，这样CPU需要数据时可以快速提供。从而解决了内存墙的问题

I/O

冯诺依曼结构中的I/O不是I/O设备，如鼠标键盘，而是I/O模块，如USB接口，是帮助计算机系统与外界进行信息交换的

采用缓冲区来解决数据传输速度时快时慢的问题，如数据太少了就先放在缓冲区，等数据量较大时一起输入

总线

问题：计算机部件互连复杂

总结