计算机系统及硬件基础

计算机系统

1、硬件(主机, 外部设备)
2、软件(系统软件, 应用软件)

中央处理器(CPU)

1、计算机的运算核心和控制中心。功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
2、包括运算器、控制器、高速缓冲存储器以及联系它们的数据控制及状态的总线。
3、中央处理器和内部存储器,以及输入/输出设备合称为电子计算机三大核心部件。

冯.诺伊曼体系结构

1、计算机处理的数据和指令一律用二级制表示。
2、顺序执行程序:计算机运行过程中,把要执行的程序和数据先存入主存储器(内存),执行顺序是自动按顺序从内存中取出指令一条一条的执行,这一概念称作顺序执行。
3、计算机硬件由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。

运算器

1、计算机中执行各种算数与逻辑运算的部件。
2、运算器的操作和操作种类由控制器决定。

控制器

1、计算器的指挥中心,控制和协调整个计算机的动作。

中央处理器组件

1、程序计数器(PC):存储下一条指令的地址。
2、指令寄存器(IR)
3、指令译码器(ID)
4、定时与控制电路(PLA)
5、标志寄存器(FR)
6、堆栈和堆栈指针

寄存器组

1、专用寄存器:由特定的功能和用途。
2、通用寄存器:功能由程序指定决定。

时序和控制方式

1、时序:把cpu执行指令的各个微操作遵循的时间顺序称为时序。
2、控制方式(微过程控制、组合逻辑控制)

组合逻辑控制

1、使用专用的逻辑电路,实现硬件连接法和可编程逻辑阵列两种。
2、硬件连接法:最直接,用较少的组件实现最快的速度。更改时只能重新设计
3、可变成逻辑阵列:采用低成本大规模集成电路方式。
4、劣势:组合控制灵活性差
5、优势:使用电子组件少。

微程序控制

1、微程序 -> 微指令 -> 微操作
2、控制的灵活性好,许多中央处理器都采用微过程控制方法。

输入/输出设备

控制器:数据寄存器 - 状态寄存器 - 控制寄存器 - 控制电路

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