计算机原理与体系结构

一、计算机硬件组成:

计算机由软件和硬件组成,其中软件分系统软件和应用软件。基本硬件主要由控制器、运算器、存储器和输入输出设备构成。

CPU的功能:

程序代码最终都会转成可以由CPU识别的二进制指令,CPU根据这些程序指令操作控制计算机的部件(程序控制、操作控制)。CPU执行每条指令都会有时间控制(时间控制),CPU还要进行数据的数据运算和逻辑运算(数据处理)

  程序控制:根据程序的设计安排指令的执行

  操作控制:通过程序代码(程序指令)设计,由CPU控制操作计算机部件

  时间控制CPU执行每条指令都有时间控制

  数据处理CPU最终都是对数据进行算术运算和逻辑运算

运算器:

执行算术运算、逻辑运算。由算术逻辑单元、累加器、缓冲寄存器、状态条件寄存器四部分组成。

  算术逻辑单元(ALU:进行算术运算和逻辑运算

  累加器(AC:存储计算结果。如果没有累加器那么计算结果就会存回内存,如果这样那么速度将变慢,因为计算逻辑单元从累加器中读取的速度比读取内存中的速度快。

  状态条件寄存器(PSW

  缓冲寄存器(DR:用于暂时存放从内存中一条指令或数据字。作用:作为CPU和内存之间信息传输的中转站;作为CPU和内存、外设之间在操作速度上的缓冲;在单累加器中可以充当操作数寄存器。

控制器:

控制整个CPU的工作。主要包含以下四大部份。指令寄存器(IR)、地址寄存器(DR)、指令译码器()、程序计数器(PC

  指令寄存器(IR:用于存放要被执行的指令

  程序计数器(PC):存放下一条指令的地址

  指令译码器(ID:解析指令,操作部件。指令包括操作数和操作码

  地址寄存器(AR:因为CPU和内存在操作速度上存在差别,所以用地址寄存器来存放地址信息,直到读写操作完成。

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