[計算機概論] 第四講、Data Manipulation (1)

reference

[計算機概論] 第四講、Data Manipulation (1)

臺大科學教育發展中心CASE

課後感想

我們可以使用高階語言，是件幸福的事

 

簡記課程內容

Computer Architecture

CPU

Registers

Memory

Bus
Motherboard

Machine Instructions

Data transfer

• 主記憶體與 CPU，皆通過 registers 暫存器
• LOAD
• STORE
• 週邊裝置：滑鼠、Mass storage, 鍵盤

Arithmetic/Logic

• AND, OR, ADD, SUB, etc
• SHIFT, ROTATE

Control

• JUMP, HALT

CPU 現在分兩類

CISC

• x86, x86-64 intel 的 CPU

RISC

嵌入是系統如手機

CPU 組成

機械指令 156C

組合語言 LOAD, 5, 6C

高階語言 c = a + b: a 的 pointer 在 6C

Compile 編譯

把高階語言轉成機械指令

不完整，還有 Link

完整流程：

C/C++ ---compile----> object (c out)

還缺 library (函式庫)

人家寫好可以執行的東西

object + library = exe (可執行檔)

這個過程叫 Link

Program Execution

CPU 執行指令的過程

Instruction register (IR): 執行指令 2 bytes

program counter(PC): cell 記憶體位置 1 bytes

Machine Cycle

1. fetch：根據 PC 從 main memory 拿資料到 IR
2. decode：根據執行指令，知道要幹嘛
3. execute：執行

clock 時脈: 1 秒鐘可以執行多少個 cycle (3 * 10^9)

 Shift/Rotation

• Logic shift
• Arithmetic shift
• Rotation

會比 + - 運算快，因為電腦 2 進位，shift 通常是 * 2 或 / 2

Controller

CPU 跟 MM 透過 bus 溝通

周邊系統存取也透過 bus

CPU 再跟某裝置溝通，無法同時跟別人溝通

為了避免同時，因此需要 Controller (小型 CPU )

buffer 可暫存並整理資料，待適當時機再跟 CPU 溝通