菜鸟浅谈计算机中CPU、内存、硬盘和指令之间的关系

计算机中CPU、内存、硬盘和指令之间的关系

一、想要描述这几者之间的关系，首先介绍下计算机的主要组成结构，计算机主要包括：控制器、运算器、存储器（内存）、输入设备、输出设备五部分组成。

1．CPU

（1）其中CPU的两个主要组成是控制器和运算器，当然新型的CPU也集成了高速缓存和浮点处理器等部件。控制器是整个系统的指挥中心，控制运算器，存储器和输入输出设备的工作情况，它主要包括程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器（ID）、时序发生器和操作控制器。

——来源于上海交大网络教育精品资源共享课

（2）运算器，顾名思义，完成运算功能，接收控制器指令，完成对操作数的处理功能（算数运算和逻辑运算）。主要由算术逻辑单元（ALU）、累加寄存器（AC）、数据寄存器（DR）和程序状态字寄存器（PSW）组成。

——引自上海交大网络教育精品资源共享课

2.存储设备用于存储，其特点差异较大，读取/存储有快有慢、容量有大有小、价格有贵有贱。（图来源于深入理解计算机系统-第二版）

3．输入设备常见的有键盘和鼠标等

4．输出设备常见的是打印机、显示器等

5．指令：

计算机指令由操作码和操作数组成，操作码表达的是计算机要完成的操作，操作数指要进行运算的数据及其所在的地址，以二进制形式存储在存储器中。高级语言（如C语言）编写的程序最终通过编译器的编译生成也是可执行的二进制文件。

二、指令被计算机CPU读取并执行的简单流程

当准备要执行存储在存储器中的程序时（二进制文件）、CPU通知要把指令加载到内存中（这是传统的读取方式、现在采用的DMA技术-直接存储器读取技术），等待加载结束，通知CPU加载完毕，然后CPU将指令读取到寄存器中，接着将对指令进行译码，识别出指令要完成的操作，紧接着就是对指令的操作数进行相应的操作。总结起来就是1取码，2译码，3执行。（图来源于深入理解计算机系统-第二版）

（PS:菜鸟初次写，望指正，感激不尽！）