微型计算机结构
总体来说,微型计算机的结构是采用总线结构实现相互之间的信息传递。CPU和存储器通过总线相互连接,I/O设备通过I/O接口连接在总线上。
总线是计算机各部件之间传输数据的通道,有三类总线分别是:数据总线、地址总线和控制总线(反馈)。主要特性有:公共性、分时性和反馈等;
CPU是微机的核心,它负责解释和执行程序指令。可以从以下几个关键方面来理解:
1) 指令周期:执行指令的过程可以分成几个阶段,这些阶段合称指令周期,通常包括取指、解码、执行、写回。
2) 寄存器:CPU中有多个寄存器,这些寄存器用于快速的存储位置,存储指令、操作数和中间结果。
3) 加工运算(ALU)负责执行所有的算术和逻辑运算。当控制器指示它执行某个操作值时,ALU会对寄存器中的数据进行处理,并将结果返回给寄存器。
4) 控制单元:负责从内存中取出指令并解码,然后控制其他部件执行指令。
5) 指令集架构:CPU的设计基于特定的指令集架构,ISA定义了CPU可以执行的指令集合以及指令的格式。
6) 时钟频率:CPU的操作同步于一个时钟信号。时钟频率,通常以赫兹(Hz)为单位,决定了CPU每秒钟可以执行多少个时钟周期,是衡量CPU速度的一个指标。
微机的存储体系
1)CPU内部的寄存器;
2)内存:用于存储当前正在运行的程序和数据,内存分为随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。RAM用于存储暂时存放的程序和数据;ROM用于存储计算机的BIOS等不变的信息;
3)CACHE:缓存时计算机的一种高速数据存储层,位于CPU和主存之间,用于减少CPU访问主存所需的时间;
4)辅助存储器:用于长期存储大量数据和程序的设备,大容量但速度慢。常见的有:硬盘驱动器,固态存储器,光盘驱动器等:
5)外部存储设备。
I/O:实现用户与计算机之间的交互。
主板:连接和集成所有计算机组件的平台。
时针:微机系统中的一个硬件组件,用于维护当前的日期和时间信息,即使计算机断电也能持续维护运行。CMOS RAM:RTC通常与一个小的CMOS RAM芯片集成在一起。这个RAM用于存储计数器的当前值以及其他系统配置信息。由于CMOS RAM是非易失性的,它可以在断电后保持数据不丢失;计数器:RTC内部有一组计数器,用于记录时间的流逝。这些计数器通常包括秒、分、时、日、月、年和星期几。每当石英晶体振荡器产生一个时钟脉冲,相应的计数器就会增加。