計算機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理-全文預(yù)覽
【正文】 理信號的速度往往不匹配，信號時序有很大差別，必須通過 I/O接口來進行緩沖和協(xié)調(diào)。 ② PCI（ Peripheral Component Interconnect）總線 外部設(shè)備互聯(lián)總線 PCI，也稱局部總線，它在 CPU與外部設(shè)備之間提供了一條獨立的數(shù)據(jù)通道，使每種設(shè)備都能直接與CPU聯(lián)系，各種設(shè)備都能同時工作。這些控制信號控制著計算機按一定的節(jié)拍，有規(guī)律地自動工作。數(shù)據(jù)總線具有雙向功能。 圖 。如果把在一定地址范圍內(nèi)被頻繁訪問的指令和數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到 Cache中，當 CPU要訪問內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時，先在 Cache中進行查找，若 Cache中有 CPU所需的數(shù)據(jù)（稱為 “ 命中 ” ）， CPU就直接從Cache中讀??；否則再從內(nèi)存中讀取，并將與該數(shù)據(jù)相關(guān)的一部分內(nèi)容復(fù)制到 Cache中。 只讀存儲器是一種只取不存的存儲器。當關(guān)機或斷電時，保存在存儲器中的信息將隨之丟失。 （ 4） CPU的生產(chǎn)工藝技術(shù) 通常用 181。 該指標反映 CPU內(nèi)部運算處理的速度和效率 。它再加上存儲器組成了 4位微型電子計算機 MCS4，隨后，許多公司競相研制微處理器，相繼推出了 8位、 16位、 32位微處理器。 輸出結(jié)果要轉(zhuǎn)換成人們能夠接受的形式 ， 例如數(shù)據(jù)、 文字 、 圖形 、 表格等 。 存儲器的 容量 指它能存放的二進制位或字節(jié)數(shù)，常用的計量單位有 KB（千字節(jié)， K為 210）， MB（兆字節(jié)， B為 220）， GB（千兆字節(jié)， G為 230 4）輸入設(shè)備 輸入設(shè)備就是將程序、命令或數(shù)據(jù)等信息輸入到計算機的裝置。 （ 2） 字節(jié) (Byte,縮寫為 B)：一個字節(jié)由 8位二進制代碼組成， b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 其中 b7 是最高位 ， b0是最低位 。軟盤、硬盤和光盤都屬于外存儲器。內(nèi)存儲器一般采用半導(dǎo)體材料制造。 （ 3） 程序計數(shù)器 PC 存放將要執(zhí)行的指令的地址。 CPU中還包括若干寄存器，用來存放運算過程中的各種數(shù)據(jù)、地址或其他信息。運算器每次執(zhí)行什么操作是由當前指令的操作碼來確定的。諾依曼計算機結(jié)構(gòu)示意圖 運算器又稱算術(shù)邏輯部件（ ALU——Arithmetical Logic Unit），是進行算術(shù)運算和邏輯運算的部件。 （ 3）采用存儲程序的概念，即將編制好的程序（由計算機指令組成的序列）和原始數(shù)據(jù)存入計算機的主存儲器中，使計算機在工作時能夠連續(xù)、自動、高速地從存儲器中取出一條條指令執(zhí)行。它奠定了人工智能的理論基礎(chǔ)。 計算機系統(tǒng)計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)主機外部設(shè)備中央處理器內(nèi)存儲器運算器控制器外存儲器輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件圖 計算機硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 認識和理解計算機硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成和工作原理，有利于在此基礎(chǔ)上更好地理解軟件系統(tǒng)中的各種概念，以及各種操作要求的必然性。通過軟件的包裝，人們可以不必太多地了解機器本身的結(jié)構(gòu)與原理，就可以方便靈活地使用計算機。硬件是整個系統(tǒng)運行的物理平臺，計算機的性能，如運算速度、存儲容量、計算精度、可靠性等，很大程度上取決于硬件的配置。這是一個描述計算步驟的數(shù)學模型，使用這種抽象計算機可以把復(fù)雜的計算過程還原為十分簡單的操作 圖靈測試（ Turing Test）： 1950年，如果一臺機器對于質(zhì)問的響應(yīng)與人類做出的響應(yīng)完全無法區(qū)別，則該機器就具有智能。 （ 2） 計算機內(nèi)部采用二進制數(shù)碼來表示指令和數(shù)據(jù) ， 每條指令由一個操作碼和一個地址碼組成 ， 其中操作碼表示所做的操作性質(zhì) ， 地址碼則指出被操作數(shù)在存儲器中的存放地址 。 外 存 儲 器內(nèi) 存 儲 器運 算 器控 制 器輸 入 設(shè) 備 輸 出 設(shè) 備圖 馮 在計算機中，各種復(fù)雜的運算被分解為一系列算術(shù)運算和邏輯運算，由 ALU執(zhí)行。 中央處理器即 CPU（ Control Processing Unit ）： 控制器和運算器合稱為 CPU，是計算機的核心部件。 （ 2） 累加器 A 這是一個使用相對頻繁的特殊的通用寄存器，有重復(fù)累加數(shù)據(jù)的功能。 3）存儲器 內(nèi)存儲器 （也稱主存儲器，簡稱內(nèi)存或主存）可以和 CPU直接相連，用來存放當前要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，以便快速向 CPU提供信息。存放在外存的程序必須調(diào)入內(nèi)存才能運行。 位、字節(jié) 、字等 （ 1） 位 (bit，縮寫為 b)：二進制的每一位 (“0”或 “ 1”)是二進制信息的最小單位。字長一
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