王道计组——计算机硬件部件以及工作过程

——本节内容为Bilibili王道考研《计算机组成原理》P5视频内容笔记。


目录

一、主存储器

1.组成

(1)存储体

(2)MAR存储地址寄存器

(3)MDR存储数据寄存器

2.具体操作过程

(1)读取数据

 (2)写入数据

 3.存储体组成详解

二、运算器

1.图示

2.功能

3.组成

4.存放作用

三、控制器

1.图示

2.组成

3.具体操作过程

四、计算机工作过程

1.举例

2.步骤

(1)执行主存地址为0的指令

 (2)执行主存地址为1的指令

(3)执行主存地址为2的指令

(4)执行主存地址为3的指令

(5)执行主存地址为4的指令

3.总结


一、主存储器

1.组成

(1)存储体

        ①主存储器里用于存放数据的东西叫做存储体;

        ②存储体由一系列的存储元件构成;

        ③可存放二进制0/1

(2)MAR存储地址寄存器

        存储指令或数据的地址

(3)MDR存储数据寄存器

        指令或数据的暂存地;

2.具体操作过程

(1)读取数据

 (2)写入数据

 3.存储体组成详解

(1)数据在存储体内按地址存储

(2)存储体会被分成一个个的存储单元——每个存储单元存放一串二进制代码; 

        ①由于MAR会指明数据地址(以二进制存储),即本次要访问哪一个存储单元,所以MAR寄存器的位数就反映了存储单元的个数;(举例:MAR=4位,即4个二进制位,所以总共有2^{4}=16个存储单元)

        ②从存储单元中取出来的数据要暂存在MDR中,所以MDR寄存器的位数应该和存储单元的位数保持一致,即MDR位数=存储字长;(举例:MDR=16位,即16个二进制位,所以每个存储单元可以放16bit;换句话说,这个主存储器中,一个存储字word=16bit)

        ③混淆点:1字节(Byte)=8bit;1B=1字节,1b=1个bit;

(3)存储单元中存放的二进制代码叫做存储字(word)——存储单元中二进制代码的组合;

(4)每一个存储字包含多少个二进制位称为存储字长——存储单元中二进制代码的位数;

        ①通常每个存储单元可以存放的二进制位为整数倍的8bit(8、16、32、64);

(5)每一个存储单元对应一个地址信息(MAR里要指明的信息),地址从0开始;

(6)存储元:即存储二进制的电子元件(电容),每个存储元可存1bit。

         ①由多个存储元和相应的线路构成存储单元;


二、运算器

1.图示

2.功能

        用于实现算术运算(如:加减乘除)以及逻辑运算(如:与或非);

3.组成

(1)ACC(Accumulator):累加器,用于存放操作数或运算结果;

(2)MQ(Multiple-Quotient Register):乘商寄存器,在乘除运算时用于存放操作数或运算结果;

(3)X:通用的操作数寄存器,用于存放操作数;

(4)ALU(Arithmetic and Logic Unit):算术逻辑单元,通过内部复杂的电路实现算术运算、逻辑运算;(制造成本最高)

4.存放作用


三、控制器

1.图示

2.组成

(1)CU(Control Unit):控制单元,分析指令,给出控制信号;(制造成本高)

(2)IR(Instruction Register):指令寄存器,存放当前执行的指令;

(3)PC(Program Counter):程序计数器,存放下一条指令地址,有自动加1功能;

3.具体操作过程


四、计算机工作过程

1.举例

我们来看看下面这段代码在计算机中具体是怎么执行的:

2.步骤

(1)执行主存地址为0的指令

 (2)执行主存地址为1的指令

  

(3)执行主存地址为2的指令

(4)执行主存地址为3的指令

(5)执行主存地址为4的指令

3.总结

 

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