🍃冯诺依曼体系
冯诺伊曼体系认为，指令只是一种特殊一些的数据
并且冯诺依曼体系将计算机系统分为处理器（CPU）+ 存储器 + 输入设备 + 输出设备
处理器：运算器 + 控制器
存储器：内存
输入设备：外部数据（物理数据）进入到存储器
输出设备：存储器内的数据出来到外部世界
🍃程序 = 指令 + 数据
指令表现为一种特殊的数据，需要存储在内存中，是一组预规定的动作，利用编码表规定
数据同样需要存储在内存中
opcode编码：给CPU支持的所有动作都编码一个唯一的数据
🍃广义数据在内存中的存储问题
🍀非数的数据在内存中的存储
要在计算机中进行 “非数数据” 的存储，要把非数数据转换成数类型的数据
字符串：unicode 编码
图像：RGB 编码
声音：波形编码
🍀数类型的数据在内存中的存储
数类型可分为整数，小数
有限范围内的整数表示：正码、反码、补码 -> 整型数
有限范围内的小数表示：IE标准-> 浮点数
🍃演示一个8位加法器的过程
🍀逻辑上的电子二级开关
🍀组建与门、或门、非门、异或门
或门
非门
异或门
🍀利用与或非 + 异或门构建 8 位加法器
二进制相加
在每一位上
0 + 0 = 0
0 + 1 = 1
1 + 0 = 1
1 + 1 = 0
半加器：进行两个一位（bit）数的相加
全加器：进行三个一位（bit）数的加法
8位加法器 = 7 个全加器 + 1 个 半加器
🍃CPU的基本工作原理
🍀组成
逻辑算术运算器：与、或、非、加、减、乘、除、取余
控制器：分析指令并发出相应的控制信号
寄存器：临时存储数据的存储单元（每一个都只能保存一个整型数，但是寄存器个数不止一个）
现代的高级 CPU 为了提升性能，一般都带有缓存（CPU 缓存） Level1缓存 / Level2缓存 / Level3缓存
🍀ALU
CPU是计算机的核心，ALU是CPU的核心
三个输入：
A：要参与运算的第一个数
B：要参与运算的第二个数
C：本次运算的操作码 opcode
🍀程序
所有程序的执行，本质上都是计算 + 读取 + 存入
读取：内存 -> 寄存器
存入：寄存器 -> 内存
🍀控制单元CU
CU 可以驱动 ALU 进行具体的计算工作，即ALU 工作时的 opcode 就是 CU 提供的
🍀指令
所谓指令，即指导 CPU 进行工作的命令，主要由操作码和被操作数组成
其中被操作数用来表示要做的动作，被操作数是本条指令要操作的数据，可能是内存地址，也可能是寄存器编号
指令本身也是一个数字，用二进制的形式保存在内存的某个区域
🍀CPU 的基本工作流程
提码阶段
CU 根据 PC 寄存器的值，去内存的相应位置，把数据（指令）读取到 IR 寄存器中，正常情况下，PC 寄存器的值自动加 1
解码阶段
CU 按照预先设定的指令集解读指令数据（opcode + 操作数）
执行阶段
LOAD 指令由 CU 执行，CU 将在指令中得到的内存地址处的数据读取到寄存器 A 中
由于硬件中 PC 在自动加 1 ，所以我们的代码变成的指令才能顺序的往下执行
代码中的一条语句。很可能需要多条指令才能完成
语句是一组指令的封装抽象
变量是一段内存空间的封装抽象
PC寄存器中的值在这个指令周期中很关键，可以控制执行哪里的指令
🍀分支语句是怎么来的
CPU 中往往会提供一些指令，这些指令可以去修改 PC 的值
例如：
if（a > b）{
…甲
} else {
… 乙
}
此语句在内存中的执行流
- 把a变量的值加载到寄存器中;
- 把b变量的值加载到寄存器中;
- 计算a-b的结果
- 判断a- b的结果是不是负数或者0,如果是负数或者0,修改PC的值变成乙所在的地址
🍀指令周期
CPU 的运算快慢，就是看 CPU 执行指令周期的频率
CPU 的主频可以粗略地看作：每秒钟 CPU 能执行多少个指令周期
🍀CPU的中断模式
正常模式下，CPU 可以顺序执行，可以分支执行，但现实中，很多时候，需要暂时中断 CPU 的当前执行流，先让 CPU 去做点其他工作，再回过头来继续原来的执行流
CPU硬件中提供了一种 机制(中断) 让CPU停下
保存当前的PC的值到内存的某个位置
修改PC的值,让执行其他执行流
其他执行流执行结束之后,通过将刚才保存的PC值恢复到PC寄存器
继续原来的执行流
中断经常用作:
IO设备的处理
当有外部数据到达Input设备时，触发某个中断
让当前正在执行的执行流暂停,切换到Input驱动对应的执行流
把Input设备中读取到的数据，放到内存的某个位置
恢复之前的执行流
操作系统中用来作进程调度(线程调度)
