【1.5计算机组成与体系结构】计算机组成结构

目录

  • 1.计算机的组成结构
  • 2.CPU组成
    • 2.1 运算器
    • 2.2 控制器
  • 3.冯·诺依曼结构与哈佛结构
    • 3.1 冯·诺依曼结构
    • 3.2 哈佛结构

1.计算机的组成结构

主机:主存储器(内存),CPU(运算器/控制器)。
外设:辅助存储器(外存,辅存),IO(输入设备/输出设备)。
总线:数据总线,控制总线,地址或指令总线。

【1.5计算机组成与体系结构】计算机组成结构_第1张图片

2.CPU组成

CPU由运算器,控制器所组成,是中央控制单元的简称。

2.1 运算器

① 算术逻辑单元ALU: 数据的算术运算和逻辑运算。
② 累加寄存器AC: 通用寄存器,为ALU提供一个工作区,用于暂存数据。
③ 数据缓冲寄存器DR: 写内存时,暂存指令或数据。
④ 状态条件寄存器PSW: 存状态标志与控制标志。
(争议:也有将其归为控制器的)

2.2 控制器

① 程序计数器PC: 存储下一条要执行指令的地址。
② 指令寄存器IR:存储即将执行的指令。
③ 指令译码器ID: 对指令中的操作码字段进行分析解释。
④ 时序部件:提供时序控制信号。

例题:
【1.5计算机组成与体系结构】计算机组成结构_第2张图片

选A;计数器会保存下一条执行指令的地址。

3.冯·诺依曼结构与哈佛结构

3.1 冯·诺依曼结构

冯·诺依曼结构也称普林斯顿结构,是一种将程序指令存储器和数据存储器合并在一起的存储器结构。

特点:
1.一般用于PC处理器,如I3,I5,I7处理器。
2.指令与数据存储器合并在一起。
3.指令与数据都通过相同的数据总线传输。

3.2 哈佛结构

哈佛结构是一种将程序指令存储和数据存储分开的存储器结构。哈佛结构是一种并行体系结构,它的主要特点是将程序和数据存储在不同的存储空间中,即程序存储器和数据存储器是两个独立的存储器,每个存储器独立编址、独立访问。

特点:
1.一般用于嵌入式系统处理器 (DSP);数字信号处理(DSP,Digital Signal Processing)
2.指令与数据分开存储,可以并行读取,有较高数据的吞吐率。
3.有4条总线;指令和数据的数据总线与地址总线。

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例题1:
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选B;酷睿i3,i5,i7是属于冯·诺依曼;FPGA属于可编程逻辑器件没有特殊的体系结构分类;GPU(图形处理器)没有所谓的体系结构划分。

例题2:
【1.5计算机组成与体系结构】计算机组成结构_第5张图片

选A;大数据处理要用集群,小型的芯片对运算量较大的系统而言并不是很合适。

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