計算機組成概要

計算機系統的組成

硬體：計算機實體，如主機、外設

軟體：由具有各類特殊功能的資訊（程式）組成

軟體層級結構

（軟體）高階語言：虛擬機器m4 -------> 用編譯程式翻譯成組合語言程式

（軟體）組合語言：虛擬機器m3 -------> 用匯程式設計序翻譯成機器語言程式

（軟體）作業系統：虛擬機器m2 -------> 用機器語言解釋作業系統

（硬體）機器語言：實際機器m1 -------> 用微指令解釋機器指令

（硬體）微指令系統：微程式機器m0 -------> 由硬體直接執行微指令

硬體主機：運算器（alu）、控制器（cu）、儲存器（主存、輔存）

i/o裝置：輸入裝置、輸出裝置

指令儲存器

儲存體儲存體 - 儲存單元 - 儲存元件（0/1）===>（大樓）- （房間）-（床位）（無人/有人）

儲存單元：存放一串二進位制**

儲存字：儲存單元中二進位制**的組合

儲存字長：儲存單元中二進位制**的位數

每乙個儲存單元賦予乙個位址，儲存單元按位址定址

mar

儲存器位址暫存器，反映儲存單元的個數

mdr儲存器資料暫存器，反映儲存字長

運算器

計算執行過程

+ 加法： 加 m
初態 acc 被加數
[m] -----> x
[acc] + [x] -----> acc]
+ 減法： 減 m
初態 acc 被減數
[m] -----> x
[acc] - [x] -----> acc
+ 乘法： 乘m
初態 acc 被乘數
[m] -----> mq
[acc] -----> x
0 -----> acc
[x] x [mq] -----> acc // mq
備註：第一步與第二步可以同時進行，但必須在第
三、四步前執行。該順序有控制器來進行控制
+ 除法： 除m
初態 acc 被除數
[m] -----> x
[acc] ÷ [x] -----> mq
餘數 -----> acc

控制器

功能：

順序及功能

取指令（pc）-> 分析指令（ir）-> 執行指令（cu）

ir：存放當前要執行的指令

執行過程

取指令：pc -> mar -> m -> ir , (pc) + 1 -> pc

分析指令：op(ir) -> cu

執行指令：ad(ir) -> mar -> m -> mdr -> acc

附錄

cpu——central processing unit，**處理機(器)； ir——instruction register，指令暫存器，存放當前正在執行的指令的暫存器; cu——control unit，控制單元(部件)，控制器中產生微操作命令序列的部件，為控制器的核心部件; alu——arithmetic logic unit，算術邏輯運算單元，運算器中完成算術邏輯運算的邏輯部件; acc——accumulator，累加器，運算器中運算前存放運算元、運算後存放運算結果的暫存器; mq——multiplier-quotient register，乘商暫存器，乘法運算時存放乘數、除法時存放商的暫存器； x——此字母沒有專指的縮寫含義，可以用作任一部件名，在此表示運算元暫存器，即運算器中工作暫存器之一，用來存放運算元; mar——memory address register，儲存器位址暫存器，記憶體中用來存放欲訪問儲存單元位址的暫存器; mdr——memory data register，儲存器資料緩衝暫存器，主存中用來存放從某單元讀出、或寫入某儲存單元資料的暫存器; i/o——input/output equipment，輸入/輸出裝置，為輸入裝置和輸出裝置的總稱，用於計算機內部和外界資訊的轉換與傳送; mips——million instruction per second，每秒執行百萬條指令數，為計算機運算速度指標的一種計量單位

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