本课程来自中国大学慕课网的 计算机组成原理

冯诺依曼计算机的核心是存储程序，即把需要执行的程序先存储到计算机里，然后计算机自动抽出指令执行。 冯诺依曼计算机的组成：

与冯诺依曼计算机基本一样，多出来的就是寄存器，减少调用存储器带来的时延。 计算机结构： 程序执行前：数据和指令都存在存储器中，指令包括OP(操作码)和ADDR（数据地址）字段组成。首个指令的地址交给PC寄存器。 程序执行：

机器语言：只有0和1的指令，十分不灵活，阅读也困难，但是机器唯一认识的语言。 汇编语言：用助记符和标号表示指令，与机器语言一一对应。可以进行的操作有：把存储器的数据装入寄存器，把寄存器的数据存入存储器，对操作数加减乘除，或者符合一定条件就跳转。

汇编语言比机器语言更容易理解和编写，但是机器不认识，所以需要通过汇编程序转换成机器语言。但是汇编语言还有两大问题，一是一条指令只对应一个操作，即汇编语言是面向操作的，所以编写复杂的程序时会非常长；第二是汇编语言不可移植，一个汇编程序只对应一台电脑，十分不方便。为了解决这俩两个问题，我们把汇编语言向上抽象得到了高级语言。 高级语言：是面向算法的语言，一条指令可能包含几十个，上百个操作。分为面向对象和面向过程两种。 高级语言机器也无法直接理解，所以需要把高级语言转换成机器语言，有两种方式：

程序的运行过程：

一个程序执行时的数据流动过程：

高级语言程序开发和执行需要的支撑：

语言发展的过程是一个不断抽象的过程，因此不断有新的层次出现。

高级语言程序需要转换为机器语言程序才能运行，转换是靠语言处理系统，转换的过程是在操作系统的提供的界面和内核上进行的。转换成机器语言后，再通过ISA（指令集体系结构）来调用硬件。 整个计算机的抽象层次： 上层是底层的抽象，底层为上次提供支持。程序运行的结果不光和算法以及编程语言有关，也和底层的实现息息相关。

ISA是一种规约，规定了软件如何使用硬件。不同的ISA规定的使用硬件的方式，如寄存器和操作是不同的。但是同一种ISA的硬件实现可以不同。

计算机性能评价的两个指标：执行时间和吞吐量。执行时间是指完成一个任务需要的时间，吞吐量是其倒数，即单位时间内完成的任务数。 用户感受到的执行时间：

CPU时间通常由基准程序进行评测，但有时候不准，所以要通过加权平均或算数平均的方式来得出评价结果。