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計算機知識(咬文嚼字系列):計算機系統的硬體組成

計算機的硬體組成:

  計算機系統由軟體和硬體組成的,硬體由控制器,運算器,儲存器,輸入輸出裝置五個分類元件所組成; 其中控制器和運算器整合到CPU

CPU的功能:

  程式控制:通過指令執行來控制程式的執行順序,這是CPU的重要功能

  操作控制:CPU產生每條指令的操作訊號,並且將指令送到對應部件,由各個部件完成對應的操作

  時間控制:CPU對各種操作進行時間上的控制,即指令執行過程中操作訊號的出現時間,持續時間及出現時間順序進行時間控制

  資料處理:CPU對資料進行算術運算和邏輯運算等方式進行加工處理,資料加工處理的結果會被人們利用,對資料加工處理結果是CPU最根本的任務

CPU的組成:

  運算器:

    ALU(算術邏輯單元):執行所有算術運算,邏輯運算

    AC (累加暫存器): 通用暫存器在ALU進行工作的時候提供一個工作區給ALU

    DR(資料緩衝暫存器):記憶體儲器進行讀寫操作,DR暫時存放記憶體儲器讀寫的一條指令或一個數據字,將不同時間段的讀寫資料分離開來。提供做為CPU和記憶體,外部裝置的資料中轉站。

    PSW(狀態條件暫存器):儲存邏輯運算指令和算術運算指令的結果建立起來的各種條件碼內容

      C:結果進位標誌

      V:結果溢位標誌

      Z:結果為零標誌

      N:結果為負標誌

      I:中斷標誌

      D:方向標誌

      ?:單步標誌

  控制器:運算器只能完成算術邏輯運算,但是控制器不但要完成計算機的正確執行,而且要能處理異常事件。分為指令控制,時序控制,匯流排控制,中斷控制

    IR(指令暫存器):CPU執行一條指令,先從記憶體儲器取出放到緩衝暫存器(DR)然後放到IR暫存,最後通過IR解析出微操作指令控制其他組成部件工作

    PC (程式計數器):寄存資訊和計數兩種功能,程式起始地址送入PC,因此PC的內容是程式第一條指令的內容,修改則是加1,轉移則是加上轉移的位移量得到

    AR(地址暫存器):由於記憶體和CPU有速度上面的差異,所以需要使用AR儲存地址資訊,直到記憶體讀寫操作完成為止

    ID(指令譯碼器):指令包括操作碼和地址嗎兩部分,為了能執行任何給定的指令,必須對操作嗎進行分析,以便識別完成的操作

  暫存器組:

    通用/專用暫存器:控制器和運算器裡面的暫存器是專用暫存器,而程式設計師所使用的是專用暫存器。