计算机系统硬件基本组成
硬件
中央处理单元(CPU)
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功能
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程序控制
- CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序
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操作控制
- CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往对应的部件,控制响应的部件按照指令的功能要求进行操作
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时间控制
- CPU对指令执行过程中操作信号的出现时间、持续时间以及出现时间顺序都需要进行严格控制
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数据处理
- CPU通过对数据进行算术运算以及逻辑运算等方式进行加工处理。
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中断响应
- CPU对系统内部、外部的中断(异常)做出响应并进行相应的处理
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组成
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运算器
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功能
- 执行所有的算术运算,执行逻辑运算并进行逻辑测试
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算术逻辑单元(ALU)
- 负责处理数据,实现对数据的算术运算和逻辑运算
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累加寄存器(AC)
- 当运算器的算术逻辑单元执行算术或者逻辑运算时,为ALU提供一个工作区。
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数据缓冲寄存器(DR)
- 作为CPU和内存、外存设备之间数据传送的中转站
- 作为CPU和内存、外存设备之间操作速度上的的缓冲
- 在单累加器结构的运算器中,数据缓冲寄存器还可以兼做为操作数寄存器
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状态条件寄存器(PSW)
- 保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容,主要分为状态标志和控制标志
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控制器
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功能
- 用于控制整个CPU工作,决定计算机运行过程的自动化。控制器不经要保证程序的正确运行,而且要能够处理异常事件
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组成
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指令控制逻辑
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功能
- 完成取指令、分析指令、执行指令的操作
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组成
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指令寄存器(IR)
- 当CPU执行一条指令是,先把它从内存储器取到缓冲寄存器中,在送入IR暂存,指令译码器根据IR的内容产生各种微操作指令,控制其他的组成部件功能完成所需要的工作
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程序计数器(PC)
- 寄存信息功能
- 计数功能
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地址寄存器(AR)
- AR保存当前CPU访问的内存单元地址。由于内存拟合CPU存在操作速度上的差异,所以需要使用AR保存地址信息,直到内存的读写指令操作完成为止
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指令译码器(ID)
- 包括操作码和地址码两部分
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时序控制逻辑
- 为每条指令按照事件顺序提供应有的控制信号
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总线控制逻辑
- 为多个功能部件服务的信息通路的控制电路
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中断控制逻辑
- 控制各种中断请求,并根据优先级的高低对中断请求进行排队,逐个交给CPU
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寄存器组
- 专用寄存器
- 通用寄存器
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CPU是硬件系统的核心
- 负责获取程序指令,对指令进行译码并加以执行
存储器
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内部存储器
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速度高、容量小
- 一般用于存放程序、数据 以及中间结果(可以理解为手机的运存)
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外部存储器
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速度慢、容量大
- 用于保存可以长期保存的程序和数据
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外设
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输出设备
- 输出计算机运行的结果
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输入设备
- 输入原始数据以及各种命令
软件
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