计算机硬件基础知识

中央处理器:

1、英文名字:center processing unit 简称cpu;中心处理单元。

2、在计算机中和嵌入式系统中,前者是有总线的,是总线把各个设备与cpu连接。而在嵌入式系统中,是直接与cpu的针脚连接的。

3、运算器:英文名字:arithmetic logic unit,alu;有单总线、双总线、三总线的运算器;直接影响的是缓存的配置个数和参数输入输出的方式。

4、控制器:包含的是程序计数器(program counter ,pc)、指令寄存器(instruction register ,ir)、指令译码器(instruction decoder,id)、可编程逻辑阵列(programmable logic array pla)、脉冲源和中断。共同完成。

基本操作方式:

 

  先从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中位置(这个地址存放在程序计数器中) ;把操作码表放到指令寄存器中。

 

  对指令进行译码或测试,并产生相应的操作控制信号,以便启动规定的动作; (指令译码器)

 

  指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。

 

  控制器:根据事先给定的命令发出控制信息,使整个电脑指令执行过程一步一步地进行,是计算机的神经中枢。

计算机的基本原理是存贮程序和程序控制。预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(称为程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数,进行什么操作,然后送到什么地址去等步骤。
  计算机在运行时,先从内存中取出第一条指令,通过控制器的译码,按指令的要求,从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工,然后再按地址把结果送到内存中去。接下来,再取出第二条指令,在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去,直至遇到停止指令。
 

寄存器组:

通用寄存器主要的功能由程序指令决定,放置中间结果比较常见。

控制器是计算机系统的指挥中心,它负责控制和协调整个系统的运行。控制器的基本功能就是负责指令的读出,进行识别和解释,并指挥协调各功能部件执行指令。
   计算机对信息的处理是通过程序的执行而实现的。程序是完成某个确定算法的指令序列,要预先存放在存储器中。控制器的作用是控制程序的执行,它应具有下列功能:
   ① 取指令:根据程序入口地址,从存储器中取出一条指令,并指出下条指令的地址。取出的指令送到指令寄存器,以便分析运行该指令。
   ② 分析指令:分析指令又称为解释指令或指令译码。是对当前取得的指令进行分析,指出它要求完成什么操作,并产生相应的操作控制命令。如果参与操作的数据在存储器中,还要形成操作数地址。
   ③ 执行指令:根据分析指令产生的控制命令和操作数地址,形成相应的操作控制信号序列,通过运算器、存储器、输入/输出设备的执行,实现每条指令的功能。
   计算机不断重复上述三种操作:取指、分析、执行;再取指、再分析、再执行,……,如此循环,直到遇到停机指令或外来干预为止。
   ④ 控制程序和数据的输入与结果的输出:根据程序的安排并通过人的干预,在适当的时候向输入/输出设备发出一些相应的命令来完成输入/输出功能,这实际上也是通过执行程序来完成的。
   ⑤ 对异常情况和某些请求的处理:当机器出现某些异常情况时(如溢出、校验错)或某些外来请求(如中断、DMA等)时,要进行相应的处理。

 

 

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