計算機組成

2021-07-05 09:43:11 字數 1241 閱讀 3346

自馮諾依曼於2023年提出」程式儲存思想「的計算機體系結構設計思想,我們到現在每本計算機相關的書籍上都有這樣一段計算機組成的介紹

計算機由運算器+控制器+儲存器+輸入輸出裝置組成,其中運算器+控制器組成cpu(centerial processing unit)。運算器是由邏輯與非門或門組成的vlsi電路,能夠進行各種算術運算和邏輯運算;控制器按照機器指令的要求控制機和指揮整個運算過程;儲存器存放程式指令和資料;輸入裝置輸入指令**和原始資料;輸出裝置顯示或列印計算結果。

馮諾依曼型結果的計算機都是一條位址匯流排和資料(指令)匯流排,也就是我們通用pc的結構。後來的哈弗結構將指令匯流排和資料匯流排分開了,同時也將程式空間和資料空間完全分開,提高了程式執行效率。

馮諾伊曼型的儲存器分為程式儲存區、資料儲存區、棧。程式儲存區存放程式指令,資料儲存區存放資料,cpu通過位址匯流排尋找指令位址,再通過資料匯流排操作該位址單元的資料。

cpu中設有暫存器,與運算器和控制器直接相連,可以存放資料或計算的中間結果,因為不通過位址匯流排和資料匯流排,所以暫存器的資料儲存速度很快,但是暫存器不能無限制的增加,會影響cpu速度。為了解決這個問題,在儲存器中畫出一塊特殊區域:棧。其特點是資料儲存操作都在一端進行,該端稱為棧頂,這樣,棧的訪問不需要計算位址,因此速度快,可以看作暫存器的補充。

cpu的暫存器分為通用暫存器和專用暫存器。通用暫存器一般都有累加器(a)、標誌暫存器(f)等,專用暫存器一般都有程式計數器(pc)、堆疊暫存器(sp)等。

每一條程式指令分為操作碼+運算元,運算元的定址方式分為直接數、暫存器定址、位址定址(又分為好多種),資料儲存區的資料存放方式又可分為大端儲存、小端儲存。程式指令依次存放在儲存器的程式儲存區,pc指標一次提取指令執行。

總之,程式是一組指令!

按 cpu內部的指令集分類,有兩類cpu:

risc(reduced instruction set computer)指令集精簡,每個指令執行執行時間短,完成動作較為簡單,因此執行效率較佳。但要執行複雜指令就要多條指令。

cisc(complex instruction set compter)複雜指令集的每個指令可以執行一些低階硬體操作,指令數目多且複雜,每條指令長度不一,執行複雜指令的時間較長,但可以完成更豐富的指令。

cpu要控制其他部件幹活,需要乙個平台,這個平台就是主機板,主機板上最重要的就是晶元組,晶元組負責將cpu與各個元件聯絡起來。晶元組通常又分為兩個網橋來控制各元件的溝通, 分別是:(1)北橋:負責鏈結速度較快的 cpu、主儲存器和顯示介面卡等元件;(2)南橋:負責連線速度較慢的周邊介面, 包括硬碟、usb、網絡卡等等。

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計算機的組成分為三大類 處理器cpu 主儲存器 輸入輸出子系統。cpu主儲存器 儲存器的層級結構 高速緩衝儲存器 輸入輸出子系統 cpu通過三條匯流排和記憶體以及io裝置進行關聯 個人理解 儲存容量越大自然執行越慢,所以需要使用校的儲存器提高執行速度。但是容量小能夠儲存的資料就越少,這就增加了資料換...

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最近看了兩本書,關注點是計算機組成 計算機是怎樣跑起來的 程式是怎樣跑起來的了解到 計算機 cpu isr io 的構成 彙編 與 二進位制 程式的載入 執行 不表 系統呼叫規則 不表計算機最簡單的計算機包括幾個模組 flash 不是必備單元 cpu從記憶體中取值,取資料,到暫存器,然後解碼,然後執...