【正文】 轉(zhuǎn)移 +1 指 指令寄存器 控制器控制下程序運行過程 1） PC 存放程序首地址，將首地址送到地址譯碼器進行譯碼，取出首條指令送入數(shù)據(jù)寄存器，然后放入指令寄存器。 2） 自動執(zhí)行 主要借助于程序計數(shù)器（ PC）來實現(xiàn)程序的自動執(zhí)行，比如現(xiàn)在要執(zhí)行一個程序，那么首先應(yīng)該將程序的首地址放入 PC 中，每執(zhí)行一條指令程序計數(shù)器中的內(nèi)容加 1，直到程序結(jié)束。 2． 分析指令。有以下 3 類執(zhí)行方法： 1） 按規(guī)定的操作去執(zhí)行。 主要功能是完成算術(shù)運算和邏輯運。 4).中斷處理。 2).控制命令產(chǎn)生后，對各種控制命令加以時間上的控制。 主要功能如下： 1).自動形成指令地址，并發(fā)出取指令的命令，將對應(yīng)地址的指令取到控制器中。 3） 運算結(jié)果返回給存儲器，如果需要打印，通過輸出設(shè)備與控制器之間的信號請求，打印出結(jié)果 。 具體流程如下： 1） 通過與控制器之間的信號請求，輸入設(shè)備首先輸入信息給存儲器，這里信息一定是包含數(shù)據(jù)和程序兩者。 計算機硬件主要由存儲器、運算器、控制器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備組成它們之間的關(guān)系如下： 其中，運算器 +控制器 =CPU， CPU+主存儲器 =主機， I/O 設(shè)備又稱為外部設(shè)備。通常指令是順序執(zhí)行的，在特定條件下，可根據(jù)結(jié)果或設(shè)定的條件改變執(zhí)行順序。 （ 4）、指令由操作碼和地址碼組成，操作碼用來表示操作的性質(zhì)，地址碼用來表示操作數(shù)在存儲器中的位置。 （ 2）、指令和數(shù)據(jù)以同等地位保存地存儲器內(nèi)，并可按地址訪存。 1 目錄 一、 概述 …………………………………………………………………………………………….2 二、 計算機組成原理介紹 …………………………………………………………………..2 簡述 ………………………………………………………………………………………………………………..2 （中央處理器） ………………………………………………………………………………………….4 ……………………………………………………………………………………………………………….7 、輸出設(shè)備 ………………………………………………………………………………………………..8 ………………………………………………………………………………………………………..8 三 、 現(xiàn)代 PC 整機組裝 ………………………………………………………………………9 四、個人總結(jié) …………………………………………………………………………………….18 五 、參考文獻 …………………………………………………………………………………….18 2 一、概述 本次計算機組成原理課程設(shè)計目的是融會貫通計算機組成原理各章教學的內(nèi)容，通過知道的綜合運用，將課堂上所學的基礎(chǔ)知識運用到設(shè)計上，設(shè)計一臺簡單的 PC 整機，加深對 PC 整機各部件功能部件的工作原理及相互聯(lián)系的認識，培養(yǎng)科學研究能力，自主動手能力。 二、 計算機組成原理介紹 簡述 現(xiàn)今計算機以馮 諾依曼機為主其特點如下： （ 1）、計算機由運算器、存儲器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 5 大部分組在。 （ 3）、指令和數(shù)據(jù)均用二進制代碼表示。 （ 5）、指令在存儲順內(nèi)按順序存放。 （ 6）、早期以運算器為中心，現(xiàn)代計算機逐步轉(zhuǎn)化為以存儲器為中心。 5 大部件之間的關(guān)系如下圖： 反饋信號 操作命令 結(jié)果 數(shù)據(jù) 請 地址 指令 求 信 控制信號 控制信號 號 請求信號 主機 I/O 主 存 儲 器 CPU ALU(運算器 ) CU(控制器 ) 輸入設(shè)備 存儲器 輸出設(shè)備 運算器 控制器 3 計算機的工作過程其實就是不斷地從存儲器中逐條取出指令，然后送至控制器，經(jīng)分析后由CPU 發(fā)出各種操作命令，指揮部件完成各種操作，直至程序中全部指令執(zhí)行結(jié)束。 2） 控制器調(diào)用相應(yīng)的指令來運行程序，然后發(fā)出相應(yīng)的操作命令給運算器（如果需要要使用運算器的話），控制器給出操作數(shù)據(jù)的地址，使用該地址從存儲器調(diào)用操作數(shù)給運算器進行運算。 一個簡單的整機邏輯圖如下： LR0 LR1 LR2 寄存器 Ax Bx Cx R0G R1G R2G 數(shù)據(jù)總線（ D_BUS） ALUG ALU M CN S3S2S1S0 暫 存 器LT1 暫 存 器LT2 LDR1 LDR2 移位寄存器 M S1 S0 G299 輸入設(shè)備 DIJG 微控器 脈沖源 及時序 指令寄存器 LDIR 圖中所有控制信號 LPC PCG 程序計數(shù)器 LOAD LAR 地址寄存器 存儲器 6116 CE WE 輸出設(shè)備 DG W/R CPU 4 (中央處理器 ) 中央處理器主要由控制器，運算器（ ALU）和一些專用寄存器、通用寄存器組成。 2).取到指令之后，產(chǎn)生完成每條指令所需要的控制命令。 3).在執(zhí)行過程中，進行算術(shù)運算和邏輯運算。 運算器（ ALU） 運算器由加法器、移位門、通用寄存器、輸入選擇門、數(shù)據(jù)總線等基本部件組成?；窘Y(jié)構(gòu)如下圖： 加法器 來自數(shù)據(jù)總線 控制器 控制器的主要功能是指揮其他部件協(xié)調(diào)工作。 1． 取出指令。 3． 執(zhí)行拕令。 3） 有秩序的執(zhí)行 有秩序的執(zhí)行就是前一個操作結(jié)束了，下一個操作才能開始。 2） 指令寄存順的操作碼送往操作碼譯碼器進行譯碼，然后與時鐘和節(jié)拍發(fā)生器合作產(chǎn)生一個時序控制信號，并且和操作碼譯碼器的結(jié)果一并送入微操作控制器。 4） 每執(zhí)行完一條指令 PC 的內(nèi)容自動加 1. 5） 重復前面 4 步，直至打印出結(jié)果，最后再執(zhí)行停機指令，機器便自動停機。如下： 1）、數(shù)據(jù)緩沖寄存器（ DR）：暫時存放由主存讀出的一條指令或一個數(shù)據(jù)字，反之，當向主存存入一條指令或一個數(shù)據(jù)字時，也暫時將它們放在數(shù)據(jù)緩沖寄存器中，有如下作用 作為 CPU、內(nèi)存和外部設(shè)備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站。 微程序控制器 節(jié)拍發(fā)生順器器 操 作 譯碼器 時鐘 操作碼 地址碼 地址形成部件 PC 地址 地址譯碼器 數(shù)據(jù) 指令 6 在單累加器結(jié)構(gòu)的運算器中，數(shù)據(jù)緩沖寄存器還可兼作操作數(shù)據(jù)寄存器。 3）、程序計數(shù)器（ PC）：確定下一條指令的地址。 5）、累加寄存器（ ACC）：暫時存放 ALU 運算的結(jié)果信息。 CPU 基本結(jié)構(gòu)。一個完整的存儲系統(tǒng)應(yīng)該包括主存儲器、高速緩沖存儲器和輔助存儲器。另外，緩存多采用 SRAM，速度更快。 、輸出設(shè)備 輸入設(shè)備 ：能將人們熟悉的信息形式變換成計算機能接收并識別的信息形式。 輸出設(shè)備： 能將計算機運算結(jié)果的二進制信息轉(zhuǎn)換成人類或其他設(shè)備可以接收和識別的信息。 典型的整機結(jié)構(gòu)如下 列 圖： 存儲器 高速緩沖存儲器 主存儲器 輔助存儲器 ROM RAM CPU 緩存 主存 輔存 9 三、 P