要了解電腦程式如何執行的,我們需要了解乙個典型系統的硬體組成。如下圖:
匯流排
貫穿整個系統的是一組電子管道,稱作匯流排。它攜帶資訊位元組並負責在各個部件間傳遞。通常匯流排被設計成傳送定長的位元組塊,也就是字。字中的位元組數是乙個基本的系統引數,個個系統中也一樣。有的系統是4個位元組的字長,有8個位元組的字長,也有的小系統是用的1個位元組或者2個位元組的字長。
i/o裝置
i/o裝置是系統與外界的聯絡通道。包括使用者輸入的例如鍵盤和滑鼠,輸出的例如顯示器、印表機、投影儀。以及用於長期儲存資料和程式的磁碟。
每個i/o裝置都是通過乙個控制器或介面卡與i/o匯流排連線起來。控制器和介面卡之間的區別主要在於他們的組成方式。控制器是i/o裝置本身中或是系統的主機板上的晶元組,而介面卡則是一塊插在主機板插槽上的卡。無論如何,他們的功能都是在i/o匯流排和i/o裝置之間傳遞資訊。
主存
主存是乙個臨時儲存裝置,是cpu可直接訪問的儲存空間,在處理器執行程式時,它被用來存放程式和程式處理的資料。主存包括包括隨機儲存器(ram),唯讀儲存器(rom),以及快取記憶體(cache)。。邏輯上說,儲存器是由乙個線性的位元組陣列組成的,每個位元組都有自己唯一的位址(陣列索引),這塊位址是從0開始的。一般來說,組成程式的每條機器指令都由不定量的位元組構成。與程式變數相對應的資料項的大小在同種型別的機器上是根據型別變化的。
處理器
**處理單元(cpu)簡稱處理器,是解釋(或執行)儲存在主存中指令的引擎。處理器的核心是程式計數器(pc)的。在任何乙個時間點上,pc都是指向主存中的某條計算機語言指令。pc中存放的值為該條計算機指令的記憶體位址。
從系統通電到系統斷電,處理器一直在重複執行相同的基本任務:從pc處讀取指令,解釋指令中的位,執行指令指示的簡單操作,然後更新程式計數器指向下一條指令。下一條的意思並不是值與剛剛執行過的指令在記憶體上相鄰。
下面是乙個簡單的例子,說明cpu在指令的要求下可能會執行那些操作:
(1)載入:從主存拷貝乙個位元組或者乙個字到暫存器,覆蓋暫存器原來的內容。暫存器(**處理器內的組成部分。暫存器是有限存貯容量的高速存貯部件,它們可用來暫存 指令、資料和位址。在**處理器的控制部件中,包含的暫存器有指令暫存器(ir)和程式計數器(pc))。
(2)儲存:從暫存器拷貝乙個位元組或者乙個字到主存中的某個位置,覆蓋這個位置上原來的內容。
(3)更新:拷貝兩個暫存器中的內容帶算術邏輯單元(alu),alu將兩個字相加,並將結果存放到乙個暫存器中,覆蓋該暫存器中原有的內容。算數邏輯單元(是**處理器 的執行單元,是所有**處理器的核心組成部分,由"and gate"(與門)和"or gate"(或門)構成的算術邏輯單元,主要功能是進行二位元的算術運算,如加 減乘(不包括整數除法)。)
(4)i/o讀:從乙個i/o裝置拷貝乙個字或者位元組到乙個暫存器。
(5)i/o寫:從乙個暫存器中拷貝乙個字或者位元組到乙個i/o裝置 。
(6)跳**從指令本省中抽取乙個字,並將這個字拷貝到程式計數器,覆蓋程式計數器中原有的值。
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1 匯流排 貫穿整個系統的是一組電子管道,稱為匯流排 bus 它攜帶資訊位元組並負責在各個部件之間傳遞。通常匯流排被設計成傳送定長的位元組快,也就是字 word 字中的位元組數 即字長 是乙個基本的系統引數,各個系統中都不盡相同。現在大多數機器字長要麼是4個位元組即32位,要麼是8個位元組 64位 ...
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1.匯流排 貫穿整個系統的管道,用於在各個元件中傳遞定長的位元組塊 字 字長在不同系統中各不相同,要麼是4個位元組 32位 要麼是8個位元組 64位 2.i o裝置 是系統與外界的連線通道,例如 滑鼠 鍵盤 顯示器 磁碟等等。每個i o裝置連線i o匯流排都需要乙個控制器或者介面卡,用於在i o裝置...