计算机组成原理（唐朔飞）笔记-1.2计算机基本组成中

1.2计算机基本组成中

上篇文章对冯·诺依曼计算机以及现代计算机的硬件结构进行了详细的讲解。今天将对计算机硬件进行更加细致的讲解。

存储器

上篇文章中讲到，冯·诺依曼计算机是具有存储程序功能的计算机，且指令和数据有着同等的地位，都没存放在机器的主存内，那先来看一下存储器的基本组成。

存储器基本结构

主存储器的硬件组成：

1. 主存储器（简称 主存 或 内存）。
2. MAR ： (Memory Address Register)  存储器地址寄存器 - 保存存储单元的地址 或 编号 |  反映存储单元的个数
3. MDR ： (Memory Data Register)        存储器数据寄存器 - 保存存储单元的数据，因此与存储单元的字长一样
4. CPU 若要对存储器进行读写，就必须要用这两个寄存器。

存储体：

存储体由许多存储单元组成，每个存储单元又包含若干个存储元件（或称存储基元、存储元），每个存储元件存着一位二进制代码0或1。可见，一个存储单元可以存储一串二进制代码，称这串二进制代码为一个存储字，这串二进制代码的位数（长度）成为存储字长。

现实举例：

    如果把一个存储体看做一栋大楼，每个存储单元就是大楼的每个房间，每个存储元就是每个房间里的一张床位，床位有人相当于“1”，床位无人相当于“0”，床位的数量相当于存储字长。显然，每个房间都需要一个房间编号，同样可以赋予每个存储单元一个编号（房间门牌号），称为存储单元的地址号（也就是说，要访问存储单元必须要通过存储地址，想进房间就得先知道门牌号，你要进的是哪间房）

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运算器

运算器的基本结构

运算器的最基本功能就是进行加减乘除运算，它的核心就是算术逻辑单元ALU。按上图所示，可以看到运算器的组成有以下几个部件：

1. ALU 算术逻辑单元  - 主要运算功能
2. ACC 累加器
3. MQ 乘商寄存器
4. X 操作数寄存器

除了ALU以外的三个部件，都是寄存器，这三个寄存器在完成不同运算时，所存放的操作数类别也各不相同，下表将列出寄存器存放不同类别操作数的情况：

运算器加减乘除的过程模拟：

运算器加法过程

运算器减法过程

 

运算器乘法过程

运算器除法过程