计算机的基本结构及工作原理

计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分组成,也称计算机的5大部件,对于PC来说,中央处理器CPU包括运算器和控制器的功能。微型机目前多采用总线结构,对于外部设备,通过总线连接相应的接口电路,然后再与该设备相连。

计算机中的存储单位有位、字节等。位也称比特,是最小的信息单位,用0或1表示的一个二进制数位。字节也称拜特,是数据存储的基本单位。在PC中,一个字节由8个二进制位构成,从最小的00000000到最大的11111111,即一个字节可以有256个值,也可以表示8个二进制位构成的其他信息。一个字节可以存放一个半角英文字符的编码(ASSCII),两个字节可以存放一个汉字编码。

计算机开机后,CPU首先执行固化在只读存储器(ROM)中的一小部分操作系统程序,这部分程序称为基本输入输出程序(BIOS),它启动操作系统的装载过程,先把一部分操作系统从磁盘中读入内存,然后再由读入的这部分操作系统装载其他的操作系统程序。装载操作系统的过程称为自荐或引导。操作系统被装载到内存后,计算机才能接收用户的命令,执行其他程序,直到用户关机。

计算机指令是控制计算机操作的二进制代码,它规定了计算机能完成的某一项操作。一条指令通常包括操作码和操作数两个部分,操作码指出操作的类型或性质,操作数指出操作对象的内容或所在的单元地址。

用户根据解决某一问题的步骤,选用一条条指令进行有序排列,计算及执行这一指令序列便可完成预定的任务。这一指令序列就称为程序。

计算机执行指令一般分为两个阶段:首先将要执行的指令从内存中取出送入CPU,然后由CPU对指令进行分析译码,判断该指令要完成的操作,向各部件发出完成该操作的控制信号,完成该指令的功能。

当一条指令执行完后就处理下一条指令,一般将第一阶段称为取指周期,第二阶段称为执行周期。

计算机在运行时,CPU从内存中读出一条指令到CPU内执行,指令执行完,再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令,执行指令,这就是程序的执行过程。

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