计算机组成原理(笔记)——计算机常见的硬件介绍

计算机硬件介绍

  • 运算器
  • 存储器
  • 控制器
  • 适配器和I/O设备
  • 总结

在这里只对计算机的一些常见的硬件进行简单的介绍,以便于之后的复习

运算器

能够进行算数运算和逻辑运算的部件,现在一般都在CPU内部,在运算器中,进行的是二进制运算,运算的长度一般是字节的整数倍,也会有半字节

1字节(B/b) = 6bit

存储器

功能:保存和记忆数据以及相关操作步骤,存储形式是二进制数据

  • 存储的不仅是数据,还有执行的程序也是存储在存储器中的
  • 存储位元:存放一个二进制数的单元,通常是一个触发器或者晶体管
  • 存储单元:由多个存储位元构成,通常8个存储位元组合成一个存储单元,因此一个存储单元通常是一字节,此外,存储单元都有自己的编号,也就是地址
  • 存储容量:存储单元的数目
  • 内存储器:简称内存或主存,是一种半导体存储器
  • 外存储器:拥有比内存更大的空间,但存储介质是磁盘或光盘

控制器

控制器,读取内存中的程序,然后执行,起到一个发号施令的作用,控制整个计算机运行

  • 指令:计算机执行的每一个基本操作
  • 计算程序:它是由多个指令的序列构成的,简称程序

指令的形式:操作码 + 地址码(二进制码)

  • 操作码:需要执行的操作的编号
  • 地址码:通常是操作数的来源或目的地址
  • 存储程序:将程序存放到存储器的过程
  • 程序控制:控制器依据存储的程序控制计算机完成人物
  • 冯·诺依曼计算机设计思想:存储程序并按照地址顺序执行程序
  • 冯·诺依曼结构:指令和数据都存储在同一存储器中
  • 哈弗结构:指令于程序分别存在不同存储器中
  • 指令系统:计算机中所有基本指令构成的就是指令系统

控制器:按照计算机程序所排列的指令序列,先从存储器中取出一条指令放到控制器中,分析该指令的操作码和地址码,然后执行指令,以此类推,不断取指令,执行指令

  • 指令周期:取指周期 + 执行周期
    • 取指周期:去除一条指令需要的CPU周期数
    • 执行周期:执行该指令需要的CPU周期数

CPU周期也叫及机器周期,通常包括了四个时钟周期,也就是四个T周期

指令流与数据流

  • 一个以上的字节称为一个‘字’,字长是不定的
  • 数据字表示该字是处理的数据,指令字表示该字是指令
  • 数据流:执行周期中从内存读出的信息流
  • 指令流:取指周期中从内存读出的信息流

这也是CPU区分指令和数据的方式

适配器和I/O设备

输入/输出设备,也叫I/O设备,是将数据输入到计算机和从计算机中输出的设备
适配器:作为外围设备与主机的一个转换器,通过它来让外围设备与主机相连

总结

上述是对一些硬件的简单介绍,重点是存储器、控制器,而运算器重点是它的运算机制,在以后的笔记中会有介绍

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