1、计算机组成部分:
主要分为五部分:
1> 控制器(control):是整个计算机的中枢神经,其功能是对程序的规定的控制信息进行解
释,根据其要求进行控制,调度程序、数据、地址,协调计算机各部分工作及内存与外设的
访问等。
2> 运算器(Datapath):运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算,即对数据进
行加工处理。
3> 存储器(Memory):存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息,并在需
要时提供这些信息
4> 输入(Input System):输入设备是计算机的重要组成部分,输入设备与输出设备合称为
外部设备,简称外设,输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场
采集的数据等信息输入到计算机。常见的输入设备有键盘,鼠标,光电输入机、磁带机、光
盘机等。
5> 输出(Output System):输出设备与输入设备同样是计算机的重要组成部分,他把计算机
的中间结果或最后结果,计算机内的各种数据文字或各种控制信号等信息输出出来,常用的
输出设备有显示终端CRT、打印机、激光打印机、绘图仪及磁带、光盘机等。
2、CPU内部架构和工作原理:
CPU从逻辑上可以划分成3个模块,分别是控制单元、运算单元和存储单元,这三部分由
总线连接起来
控制单元:控制单元是整个CPU的指挥控制中心,由指令寄存器IR(Instruction Register)、指
令译码器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等,对协调整个电脑
有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序,依次从存储器中取出各条指令,放在指令
寄存器IR中,通过指令译码(分析)确定应该进行什么操作,然后通过操作控制器OC,按确
定的时序,向相应的部件发出微操作控制信号。操作控制器OC中主要包括节拍脉冲发生器、
控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。
运算单元:是运算器的核心。可以执行算术运算(包括加减乘数等基本运算及其附加运算)和
逻辑运算(包括移位、逻辑测试或两个值比较)。相对控制单元而言,运算器接受控制单元的
命令而进行动作,即运算单元所进行的全部操作都是由控制单元发出的控制信号来指挥的,
所以它是执行部件。
存储单元:包括CPU片内缓存和寄存器组,是CPU中暂时存放数据的地方,里面保存着那
些等待处理的数据,或已经处理过的数据,CPU访问寄存器所用的时间要比访问内存的时间
短。采用寄存器,可以减少CPU访问内存的次数,从而提高了CPU的工作速度。但因为受
到芯片面积和集成度所限,寄存器组的容量不可能很大。寄存器组可分为专用寄存器和通用
寄存器。专用寄存器的作用是固定的,分别寄存相应的数据。而通用寄存器用途广泛并可由
程序员规定其用途,通用寄存器的数目因微处理器而异。
我们将上图细化一下,可以得出CPU的工作原理概括如下:
总的来说,CPU从内存中一条一条地取出指令和相应的数据,按指令操作码的规定,对数据
进行运算处理,直到程序执行完毕为止。
3、总线【数据总线16根 地址总线20根(通过地址偏移实现使用) 8086cpu为例
1> 数据总线:
(1)是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道
(2)数据总线的高度决定了CPU和外界的数据传送速度
(3)每条传输线一次只能传输1位二进制数据,eg: 8根数据传输线一次可传送一个8位二
进制(即一个字节)
(4)数据总线是数据传输线数量之和
2> 地址总线:
(1)CPU是通过地址总线来指定存储单元的。
(2)地址总线决定了CPU所能访问的最大内存空间的大小。 eg:10根地址线能访问的最大
内存为1024位二进制(1MB)
(3)地址总线是地址线数量之和
3> 控制总线:
(1)CPU是通过控制总线对外部器件进行控制。
(2)控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。
(3)控制总线是控制线数量之和
4、内存地址空间: