计算机硬件的基本结构:运算器、存储器、控制器和输入输出设备。运算器和控制器合称为CPU(中央控制器),微机结构采用总线结构来实现相互之间的信息传送。
提到了总线,总线(Bus)是CPU、内存储器和I/O接口(主机)之间相互交换信息的公共通路,其工作方式是分时工作,即公共通道轮流使用。总线分三条,数据总线(双向总线),地址总线和控制总线。
还有CPU,引脚的组成,第一是三条总线,其次为电源(在引脚上显示为VCC、GND),最后是时钟信号(CLK)。CPU的四个功能:指令控制、操作控制、时间控制、数据加工。现代CPU的基本组成主要有:运算器、控制器和Cache(高速缓冲存储器)。
控制器的组成:程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器、时序产生器和操作控制器。
控制器的主要功能:1)从内存中取出一条指令,并指出下一条指令在内存中的位置。
2)对指令进行译码或者测试,并产生相应的操作控制信号,以便于启动规定动作(指挥并控制CPU、内存和I/O设备之间数据流动的方向)
微机指令系统,计算机的程序是由一系列的机器指令组成的,指令是计算机执行某种操作的命令。计算机中所有的机器指令的集合就是计算机的指令系统,对其性能的要求就是完备性、有效性、规整性和兼容性。在之前学到,计算机语言分为低级语言和高级语言,低级语言分为机器语言(二进制语言)和汇编语言(符号语言),两者都是面向对象的语言,与具体机器的指令系统密切相关,还介绍到指令格式这个概念,表示一条指令的机器字。还介绍到微机的周期:
(1)指令周期:取出并执行一条指令的时间。
(2)机器指令:常用若干个CPU周期数来表示,用内存中读取一个指令字的最短时间来规定。