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主要针对希赛出版的架构师考试教程《系统架构设计师教程(第4版)》,作者“希赛教育软考学院”。完成相关的读书笔记以便后期自查,仅供个人学习使用,不得用于任何商业用途。
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- 第一节 计算机硬件的组成
- 控制器
- 程序计数器
- 指令寄存器
- 指令译码器
- 时序部件
- 运算器
- 算数逻辑单元
- 累加寄存器
- 数据缓冲寄存器
- 状态条件寄存器
- 存储器
- 主存储器
- 辅助存储器
- 输入设备
- 输出设备
第一节 计算机硬件的组成
当前计算机硬件配置基本遵循冯•诺依曼(VonNeumann)计算机在结构,六十多年来,虽然计算机的发展速度惊人,但就其结构原理来说,目前绝大多数计算机仍建立在存储程序概念的基础上。通常把符合存储程序概念的计算机统称为冯•诺依曼型计算机。当然,现代计算机与早期计算机相比,在结构上还是有许多改进的
随着计算机技术的不断发展,也暴露出了冯•诺依曼型计算机的主要弱点:存储器访问会成为瓶颈。目前,已出现了一些突破存储程序控制的计算机,统称为非冯•诺依曼型计算机,例如,数据驱动的数据流计算机、需求驱动的归约计算机和模式匹配驱动的智能计算机等。
冯•诺依曼(VonNeumann)计算机结构图
摘自百度百科图片
控制器
控制器是分析和执行指令的部件,也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心,所依据的是机器指令。控制器的组成包含如下:
程序计数器PC
存储下一条指要执行指令的地址。
指令寄存器IR
存储即将执行的指令。
指令译码器ID
对指令中的操作码字段进行分析解释。
时序部件
提供时序控制部件
运算器
也称作算数逻辑单元(Arithmeticand Logic Unit,ALU),其主要功能是在控制器的控制下完成各种算数运算和逻辑运算。运算器的组成包含如下:
算数逻辑单元ALU
数据的算数运算和逻辑运算。
累加寄存器AC
通用寄存器,为ALU提供一个工作区,用在暂存数据。
数据缓冲寄存器DR
写内存时,暂存指令或数据
状态条件寄存器PSW:
存状态标志与控制标志(争议点:也有将其归为控制器的)。
存储器
主存储器
也称之为内存储器(通常简称为”内存”或”主存”)。存储现场操作的信息和中间结果,包括机器指令和数据。
辅助存储器
也称为外存储器,通常简称为外存或辅存。存储需要长期保存的各种信息。
输入设备
输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去,并且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。按输入信息的形态可分为字符(包括汉字)输入、图形输入、图像输入及语音输入等。目前,常见的输入设备有键盘、 鼠标、扫描仪等。
输出设备
输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的 形式送出计算机。目前,最常用的输出设备是打印机和显示器。有些设备既可以是输入设备,同时也可以是输出设备,例如,辅助存储器、自动控制和检测系统中使用的数模转换装置等。