计算机组成原理

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整理不易；

信号传播：

电：高低电压；

光纤：光是一直存在的，只不过1的光更亮一些，0的光更暗一些，也就是所谓的波长的不同。当然光纤也完全可以通过光的有无来传递二进制信息，只不过由于技术上的最好的可行性，使用了现在的方法。

cpu针脚（就是线路进行高低电位传输）

高低电位：高电位表示1，低电位表示0；

计算机系统

操作系统（软件）

硬件发展

电子管，晶体管，集成电路，大规模集成电路（光刻机）

如何通俗理解电子管、晶体管和集成电路

电子管和晶体管的功能相似，电子管比晶体管早出现很多年，但电子管体积大，功耗大后来被晶体管替代。

在数电领域，电子管和晶体管通俗理解就是可以控制的开关，所以可以实现逻辑运算。

在模电领域，电子管和晶体管通俗理解就是放大信号，输入一个微弱的信号可以输出一个放大了很多倍的信号。

集成电路的通俗理解就是一个有黑色壳封装的硅片上面有几十亿个晶体管可以实现各种逻辑运算。

模电和数电

模电是模拟电路。

数电是数字电路。

数字电路：是以模拟电路为基础的，

模电：其基础是电流和电压。在一个周期内模拟电路的电流和电压是持续不变的。

数字电路：中它的电流和电压是脉动变化的。

模拟电路和数字电路它们同样是信号变化的载体，模拟电路在电路中对信号的放大和削减是通过元器件的放大特性（如三极管）来实现操作的，而数字电路是对信号的传输是通过开关特性来实现操作的。 两者的区别：

在模拟电路中， 电压。电流。频率，周期的变化是互相制约的，而数字电路中电路中电压。电流。频率。周期的变化是离散的。 模拟电路可以在大电流高电压下工作，而数字电路只是在小电压，小电流底功耗下工作，完成或产生稳定的控制信号。 摸拟电路是为数字电路供给电源而又完成执行机构的执行。

而数字电路是通过它特有的逻辑运算来完成整个电路的操作过程，所以在维修中清楚了数字电路和模拟电路的界限，就可以得心应手，方便多了。

晶体管

采用焊接模式，一个焊点有问题，全部不能用。

光刻机

它采用类似照片冲印的技术，把掩膜版上的精细图形通过光线的曝光印制到硅片上

生产集成电路的简要步骤：

• 利用模版去除晶元表面的保护膜。
• 将晶圆浸泡在腐化剂中，失去保护膜的部分被腐蚀掉后形成电路。
• 用纯水洗净残留在晶圆表面的杂质。

其中曝光机就是利用紫外线通过模版去除晶圆表面的保护膜的设备。

一片晶圆可以制作数十个集成电路，根据模版曝光机分为两种：

• 模版和晶圆大小一样，模版不动。
• 模版和集成电路大小一样，模版随曝光机聚焦部分移动。

其中模版随曝光机移动的方式，模版相对曝光机中心位置不变，始终利用聚焦镜头中心部分能得到更高的精度。成为的主流 [1] 。

为什么采用硅作芯片

（1）硅元素的含量巨大，地球元素中仅次于氧元素（地球元素含量排行：氧>硅>铝>铁>钙>钠>钾……）。

（2）硅元素提纯技术成熟，制作成本低，最初晶体管使用锗作为芯片材料，是因为当初硅元素的提纯技术不成熟，如今硅的提纯可以达到99.999999999%。

（3）硅元素的性质稳定，包括化学性质和物质性质，比如锗做成晶体管，当温度达到75℃以上时，其导电率有较大变化，而且做成PN结后锗的反向漏电流比硅大，这对芯片的稳定性非常不利。

（4）硅本身是无毒无害的物质，我们常见的很多石头都含有二氧化硅（SiO2）。

硬件发展（仙童半导体公司）

计算机发展历程

冯诺伊曼机

电子计算机必须由运算器、控制器、存贮器、输入设备和输出设备等五大部分构成的基本结构形式；

现代计算机虽然结构更加复杂，计算能力更加强大，但仍然是基于这一原理设计的，也是冯诺依曼机。

冯诺伊曼机：以运算器为中心

现在计算机结构：以存储器为中心

cpu：运算器+控制器

计算机硬件基本构成

主存储器基本组成

1B=8b