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各个硬件的工作原理
主存储器的基本组成
- MAR (Memory Address Register):存储地址寄存器,接收读取的数据在存储体中的地址,或写入的数据应该写在存储体中哪个位置的地址。
- MDR (Memory Data Register):存储数据寄存器,接收从存储体中读取的数据,或将要写入存储体中的数据。
例如,当CPU想要拿一个数据时,将数据的存放地址写入MAR,然后存储体从MAR接收的信息中找到数据,然后存放在MDR中,然后CPU就可以从MDR中取出想要的数据。写入数据也是类似操作。
- 存储单元:每个存储单元中存放一串二进制代码。
- 存储字 (word):存储单元中二进制代码的组合。
- 存储字长:存储单元中二进制代码的位数。
- 存储元:存储二进制数据的存储元件,每个存储元可存1bit。
例:MAR = 4 位 ——> 总共有 2^4 个存储单元
MDR = 16 位 ——> 每个存储单元可以存放16bit,所以1 个 字(word) = 16 bit
1个字节(Byte) = 8 bit,即 1B = 8 b
运算器的基本组成
运算器:用于实现算术运算(如:加减乘除)、逻辑运算(如:与或非)。
- ACC (Accumulator):累加器,用于存放操作数,或运算结果。
- MQ (Multiple-Quotient Register):乘商寄存器,在乘除运算时,用于存放操作数或运算结果。
- X:通用的操作数寄存器,用于存放操作数。
- ALU (Arithmetic and Logic Unit):算术逻辑单元,通过内部复杂的电路完成算术运算、逻辑运算。
做算术运算时的作用:
加 | 减 | 乘 | 除 | |
---|---|---|---|---|
ACC | 被加数、和 | 被减数、差 | 乘积高位 | 被除数、余数 |
MQ | 乘数、乘积低位 | 商 | ||
X | 加数 | 减数 | 被乘数 | 除数 |
控制器的基本组成
- CU (Control Unit):控制单元,分析指令,给出控制信号。
- IR (Instruction Register):指令寄存器,存放当前执行的指令。
- PC (Program Counter):程序计数器,存放下一条指令的地址,有自动加一功能。
计算机工作过程
模拟取得a = 2 的过程