计算机系统硬件基本组成

计算机系统硬件基本组成

计算机系统是由硬件和软件组成的，它们协同工作来运行程序。其中计算机的基本硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部件组成。

其中运算器和控制器被集成为中央处理单元（CPU），CPU是硬件系统的核心，用于数据的加工处理，能完成各种算数、逻辑运算及控制功能。

存储器是计算机系统中的记忆设备，分为内部存储器和外部存储器。内部存储器速度高、容量小，一般用于临时存放程序、数据及中间结果；而外部存储器容量大、速度慢，可以长期保存程序和数据。

输入设备和输出设备合称为外部设备（简称外设），输入设备用于输入原始数据及各种命令，而输出设备则用于输出计算机运行的结果。

中央处理单元（CPU）

中央处理单元是计算机系统的核心部件，它负责获取程序指令、对指令进行译码并加以执行。

CPU主要由运算器、控制器、寄存器和内部总线等部件组成。

1、CPU的功能

（1）运算器
运算器由算数逻辑单元（ALU）、累加寄存器（AC）、**数据缓冲寄存器（DR）和状态条件寄存器（PSW）**等组成，它是数据加工处理部件，用于完成计算机的各种算术和逻辑运算。

注意：一个算数操作产生一个运算结果，而一个逻辑运算操作产生一个判决。

（2）控制器
运算器只能完成运算，而控制器用于控制整个CPU的工作，它决定了计算机运行过程中的自动化。它不仅要保证程序的正确执行，而且要能够处理异常事件。
控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑和中断控制逻辑等几部分。

指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作，其过程为：

指令控制逻辑一般由指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）、地址寄存器（AR）和指令译码器（ID）组成。

注意：
1、指令包含操作码和地址码两部分；
2、程序的执行分两种情况，一是顺序执行，二是转移执行。

（3）寄存器组
寄存器组分为专用寄存器和通用寄存器，运算器和控制器中的寄存器是专用寄存器，其作用是固定的。

2、多核CPU
CPU中心那块隆起的芯片就是核心，是由单晶硅以一定的生产工艺制造的，
CPU所有的核心都具有固定的逻辑结构，一级缓存、二级缓存、执行单元、指令级单元和总线接口等逻辑单元都会有合理的布局。

多核就是指在一个单芯片上上面集成两个甚至更多个处理器内核，其中每个内核都有自己的逻辑单元、控制单元、中断处理器、运算单元，一级Cache、二级Cache共享或独有，其部件的完整性和单核处理器内核相比完全一致。

多核CPU系统的最大优点是可以满足用户同时进行多任务处理的要求。