計算機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理-wenkub
2022-12-10 23:35:12 本頁面
【正文】 稱外存），一般需要通過特殊接口與 CPU連接。 （ 4） 指令寄存器 IR 存放根據(jù) PC的內(nèi)容從內(nèi)存儲器中取出的指令。 寄存器的種類很多，主要的有： （ 1） 通 用寄存器 向 ALU提供運算數(shù)據(jù)，或保留運算結(jié)果。 1）運算器 2）控制器 控制器（ Controller） 是計算機的控制指揮中心，計算機的神經(jīng)中樞。 算術(shù)運算： 指按照算術(shù)規(guī)則進行的運算，如加、減、乘、除、求絕對值等； 邏輯運算： 泛指非算術(shù)性質(zhì)的運算，如比較大小、移位、邏輯加等。 CPU 馮 美籍匈牙利科學家 馮 現(xiàn)代電子計算機的奠基人： 英國科學家 艾蘭 從而，深刻認識計算機及其操作使用。大學計算機基礎(chǔ) 第一講 計算機的基本結(jié)構(gòu) 計算機的邏輯（功能）結(jié)構(gòu) 一個完整的計算機系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的，人類通過計算機軟件使用計算機。 硬件（ Hardware） 系統(tǒng)是構(gòu)成計算機的物理裝置，是看得見、摸得著的一些實實在在的有形實體。圖靈（ Alan Mathison Turing） 圖靈機（ Turing Machine ， TM）： 1936年提出了現(xiàn)代通用數(shù)字計算機的數(shù)學模型。諾依曼（ Von Neumann） 在 1946年提出了關(guān)于計算機組成和工作方式的基本設(shè)想 ，可以歸納為如下幾點： （ 1） 計算機硬件設(shè)備由存儲器 、 運算器 、 控制器 、 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成 ， 并對其基本功能做了規(guī)定 。諾依曼設(shè)計思想確立了現(xiàn)代計算機的基本結(jié)構(gòu)，并第一次提出了 “ 存儲程序 ” 的概念。 運算器在控制器的控制下，對取自內(nèi)存儲器的數(shù)據(jù)進行算術(shù)和邏輯運算。它的基本功能是從內(nèi)存儲器中取出指令并對指令進行分析、判斷，并根據(jù)指令發(fā)出相應(yīng)的各種控制信號，使計算機的有關(guān)設(shè)備或電子器件有條不紊地協(xié)調(diào)工作 ，保證計算機能自動、連續(xù)地工作。一般 CPU有多個通用寄存器。 存儲器（ Memory）是有記憶能力的部件，用來保存程序和數(shù)據(jù)。外存儲器用來存放當前暫不參加運行而又需要長期保留的程序和數(shù)據(jù)。 存儲器的操作有寫入操作和讀出操作兩種： 為了便于對存儲器中存放的信息進行管理，整個內(nèi)存被劃分成許多存儲單元，每個存儲單元都有一個編號，此編號稱為地址（ Address） 。 （ 3) 字 (Word)：又稱計算機字，是可作為獨立的信息單位進行處理的若干位的組合，其包含的二進位個數(shù)稱為字長。常用的輸入設(shè)備有鼠標、鍵盤、掃描儀、數(shù)字化儀等。 就是計算機各部件之間傳送信息的公共通道 ， 使構(gòu)成計算機的各功能部件成為一個可工作的系統(tǒng) ， 圖 。 Apple公司一直堅持開發(fā)自己的 PC機系列，如 AppleⅠ 和AppleⅡ 等 8位 PC機以及包括多種機型的 Macintosh（簡稱 Mac）系列，以其獨特的界面風格，在 16位和 32位 PC機市場上也占有一席之地。 通常用單位時間內(nèi)執(zhí)行指令的平均條數(shù)來衡量 ， 并以 MIPS（ Million Instructions Per Second） 作為計量單位；或用每秒浮點運算次數(shù) FLOPS（ Floating Point Operation Per Second） 來表示 。 2）內(nèi)存儲器 內(nèi)存一般使用半導體材料制造，存取速度較快，容量較小，成本較高；而外存通常以磁性材料和其他材料制造，容量較大，速度較慢，成本較低。 （ 2）動態(tài)隨機存取存儲器（ DRAM）：集成度高，功耗低，作成本較低，被廣泛采用作為主存。即使停電，ROM中的信息也不會丟失，是非易失性存儲器。 3）系統(tǒng)主板 主板上的部件包括控制芯片組、 CPU、Cache、 BIOS芯片、 I/O接口、內(nèi)存儲器插槽、總線擴展槽、鍵盤和鼠標接口、軟盤接口、 IDE（ ATA）接口（用于連接硬盤和光驅(qū)）、可充電電池以及各種開關(guān)和跳線等。 接口 是外部設(shè)備與計算機連接的端口。它是單向傳送的，用來把地址信息從 CPU單向地傳送到存儲器或I／ O接口，指出相應(yīng)的存儲單元或 I／ O設(shè)備。 目前微型計算機上常見的總線結(jié)構(gòu)有： ① ISA（ Industry Standara Architecture）總線 ISA是工業(yè)標準結(jié)構(gòu)總線，數(shù)據(jù)傳送寬度是 16位，工作頻率為 8MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率最高為 8MB/s，尋址空間為 1MB。總線寬度為 32位。 ② 信號轉(zhuǎn)換功能。 ③ 數(shù)據(jù)傳輸率 是指單位時間內(nèi)
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