《计算机导论》知识点整理5-中央处理器cpu、存储器、微型计算机

 

一、CPU的结构以及各组件之间的作用

CPU，又称为中央处理器，是计算机核心的组成部分，主要由运算器、寄存器、控制器等组成。

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运算器，也是ALU，主要是对数据进行运算，包括了逻辑运算，因此又称为逻辑运算器。

 

寄存器，是一种容量小但是数据存储速度快的存储器组，存储CPU运算产生的中间数据和指令。

 

控制器，是负责控制计算机运算的中心，负责执行指令，按照指令指挥其他部件进行运算等操作。

 

二、CPU的性能指标

主频、外频、倍频、工作电压、CPU的逻辑结构、指令综合能力、数据总线宽度、地址总线宽度、高速缓冲存储器的容量。

CPU的工作频率=外频×倍频

 

数据总线宽度决定了计算机一次性处理的数据字节多少;

地址总线宽度决定了计算机一次性获取的地址数值多少。

 

指令的综合能力指的是指令的编写质量，好的操作指令可以大大减少CPU的工作量，从而提升计算机的工作效率。

 

CPU的逻辑结构是指CPU的构造方面是否合理，有多少的寄存器组等等。

 

高速缓存器的内存大小决定了计算机在运算过程中，可以利用寄存器存储运算产生的中间数据的多少和指令条数。

 

三、存储器的概念，分类和性能指标

1.概念

用于存储信息的设备，信息不仅仅是数字，单数存储的形式是一二进制数存储的，在存储器中的信息也是以二进制的方式-“0”和“1”存储信息。

2.分类

两个分类标准: 存储方式、功能与存储速度

 

 

按照存储方式有三种:随机存储器、顺序存储器、只读存储器

 

• 随机存储器，是一种可以按照任意地址存储数据或者可以读取任意地址的数据的存储器。
• 顺序存储器，是一种只能按照地址的顺序依次读取或者存储数据的存储器。
• 只读存储器，是一种只能按照地址读取数据而不能按照地址任意改变地址的数据的存储器，说白了就是只能读数据不能改数据的存储器。

 

按照功能和存储速度:

寄存器型存储器，外存储器，主存储器，高速缓冲存储器

• 寄存器型存储器，容量极小但是速度极快的存储器，用于存储CPU在数据处理过程中产生的中间数据。
• 外存储器，就是外部设备或者能够从外部设备接受的数据的存储器
• 主存储器，取决于计算机的内部的硬件存储设备，也就是常说的“内存”
• 高速缓冲存储器，高速小容量的存储器，主要用于存放CPU近期要执行的指令和数据。一般用于提高计算机的系统处理速度。

 

论速度和功能来说，从优往下，依次是:寄存器型存储器、高速缓冲存储器、主存储器、外存储器。

 

3.性能指标

• 存储容量，存储速度，数据传输效率
• 存储容量，是指存储器能存储多少数据
• 存储速度，包括了数据存入的速度和读取的速度

 

数据传输效率，数据通过数据总线传输的速度。

 

四、微型机的几个概念，主要性能指标

一、概念

微型处理器，微型机，微型机系统

• 微型处理器，类比计算机可以看成“小型的CPU”
• 微型机，理解成套上骨架和外壳同时加上CPU的总体。
• 微型机系统，包括了软件系统和硬件系统。

 

二、性能指标

字长、速度

• 字长，主要表现在能够一次性运算或者存储的数据长度，通常按照 “ 位 ” 来计算。
• 速度，主要在运算速度和数据存储速度。主要受到软硬件设备配置、CPU逻辑结构、存储器部件等的影响。

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