计算机基本组成

五大构成部件

典型的冯诺依曼计算机组成——运算器为核心

输入设备：程序和数据送至计算机中；

• 将信息转换成机器能识别的形式

运算器：完成各种算术运算、逻辑运算；

存储器：长期记忆程序、数据、结果的能力；

• 存放数据和程序

输出设备：按照要求将处理结果输出给用户；

• 将结果转换成人们熟悉的形式

控制器：根据需要控制程序走向，并能根据指令控制机器的各部件协调操作；

• 指挥/控制程序的运行

一、冯诺依曼计算机特点

• 计算机由五大部件组成

• 指令和数据以同等地位存于存储器，可按地址寻访

• 指令和数据用二进制表示

• 指令由操作码和地址码组

• 存储程序

• 以运算器为中心

现代计算机硬件

• CPU：运算器、控制器

• 主机：CPU、存储器

• 运算器：ALU

• 控制器：CU

• 存储器：主存、辅存

• 输入设备、输出设备：I/O

 

系统复杂性管理的方法

• 层次化：将被设计的系统划分为多个模块或子模块

• 模块化：有明确定义的功能和接口

• 规则型：模块更容易被重用

 

计算机的工作步骤

1. 上机前的准备

   • 建立数学模型

   • 确定计算方法

   • 编制解题程序：程序：运算的全部步骤

     指令：每一个步骤

   • 指令和数据都是保存在存储器中的

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

计算机的基本组成-存储器

（1）存储器鹅基本组成

存储体-存储单元-存储元件

大楼 --- 房间 ---- 元件

存储单元 存放一串二进制代码（存储单元按地址寻访）

存储字 存储单元中二进制代码的组合(也可以是二进制数)

存储字长 存储单元中二进制代码的位数（存储在存储单元的存储字的长度）（可以是8/16/32位等..）

每个存储单元赋予一个地址

 

 

 

 

MAR：存储器地址寄存器（反映存储单元的个数）

MDR：存储器数据寄存器（反映存储字长）每个存储单元保存的01的个数称为存储字长

计算机的基本组成-运算器

 

ACC：累加器

ALU：算术逻辑单元 MQ：寄存器

X：算法的输入

加减乘除运算

 

乘法操作

 

除法操作

 

 

计算机的基本组成-控制器

PC：程序计数器（PC存放着当前欲执行指令的地址，具有计数功能（PC）+1→PC）（为了可以自动连续执行程序）（一般我们的程序都是顺序执行的，除非你用了分支结构、循环或者函数调用、go break continue等语句改变流程，否则都是顺序执行的）

IR：指令寄存器（存放当前欲执行的指令）

CU（控制单元）:操作控制

控制器的功能：

• 解释指令

• 保证指令的按序执行

控制的基本组成

完成一条指令：

• 取指令（从内存单元中提出，送入控制器）

• 分析指令（操作码送至控制单元进行分析）

• 执行指令（由控制单元控制相应执行部件完成这条指令的操作）

取指令：PC存放着当前欲执行指令的地址，具有计数功能（PC）+1→PC

IR：存放当前欲执行的指令

主机完成一条指令的过程

以取数指令为例：

第一步：PC会存者指令的地址 第六步:IR会同时保存指令和指令的地址 第九步：送至ACC

 

存数指令：

 

 

 

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来源： https://www.cnblogs.com/Yang0001/p/15755320.html