現代計算機樣式千奇百怪,常見的有我們的筆記本,台式電腦,也有各種伺服器、手機、攝像頭等都屬於計算機範疇。計算機包含我們看得見摸得著的計算機實體,稱為計算機硬體,如cpu、記憶體、各種掛接裝置等;還有我們看不見摸不著的軟體,它支援著硬體按照我們的預想在操作,包括系統軟體和應用軟體;
計算機硬體樣式千奇百怪,究其根本,可以知道計算機主要由五部分組成:運算器、儲存器、控制器、輸入裝置、輸出裝置;
運算器:用來完成算術運算和邏輯運算,並將運算的中間結果暫存在運算器內;儲存器:用來存放資料和程式;
控制器:用來控制、指揮程式和資料的輸入、執行以及處理運算結果;
輸入裝置:將人們熟悉的資訊形式轉換為機器能識別的資訊形式,如鍵盤、滑鼠等;
輸出裝置:將機器運算結果轉換為人們熟悉的資訊形式,如印表機輸出、顯示器輸出等;
計算機之父馮·諾依曼總結計算機的幾個特點:
(1)計算機由運算器、儲存器、控制器、輸入裝置、輸出裝置五大部件組成;
(2)指令和資料以同等地位存放於儲存器內,並可按位址尋訪;
(3)指令和資料均用二進位制表示;
(4)指令由操作碼和位址碼組成,操作碼用來表示操作的性質,位址碼用來表示運算元在儲存器中的位置;
(5)指令在儲存器內按順序存放;
儲存體:由許多儲存單元組成,每個儲存單元又包含若干個儲存元件,每個儲存元件能寄存一位二進位制**0/1;儲存單元能夠存放的二進位制**位數稱為儲存字長;
mdr:儲存器資料暫存器,用來存放從儲存體某單元取出的**或者準備往某儲存單元存入的**,其位數與儲存字長相等;
主存的工作方式是按儲存單元的位址號來實現對儲存字各位的存和取,稱為按位址存放方式。通過mar定位到欲訪問的記憶體位址,然後進行寫入和讀出;
運算器至少包含3個暫存器和乙個算術邏輯單元(alu)。其中acc為累加器,mq為乘商暫存器,x為運算元暫存器。在完成不同運算時,這三個暫存器所存放的運算元類別也各不相同;
控制器是計算機的神經中樞,它指揮各部件自動、協調工作。具體包括:首先要命令儲存器讀出一條指令,稱為取指過程;然後,它對這條指令進行分析,指出該指令要完成什麼樣的操作,並按定址特徵指明運算元的位址,稱為分析過程;最後根據運算元所在的位址以及指令的操作碼完成某種操作,稱為執行過程;
i/o子系統包括各種i/o裝置及相應的介面。每一種i/o裝置都由i/o介面與主機聯絡,它接收cu發出的各種控制命令,並完成相應的操作;
第2步:主儲存體根據mar找到相應的儲存指令;
第3步:將儲存指令放入儲存器資料暫存器mdr中;
第4步:將儲存指令從mdr送入到指令暫存器ir中;
第5步:控制單元cu分析儲存指令中的操作碼;
第8步:將資料放入mdr中;
第9步:將資料放入運算器中的累加器acc中;
機器字長:指cpu一次能處理資料的位數,通常與cpu的暫存器位數有關;
儲存容量:包括主存容量和輔存容量;
運算速度
計算機組成原理
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