计算机的组成
输入设备、输出设备、存储器、运算器、控制器
1. 输入设备:将其他信号转换为计算机可以识别的信号(电信号)。
2. 输出设备:将电信号(0、1)转为人或其他设备能理解的信号。
3. 运算器:CPU对信息处理和运算的部件,常进行算术运算和逻辑运算,其核心是算术逻辑单元ALU,CPU中用各种各样的数字电路搭配成各种各样的运算电路,如:加、减法等。
4. 控制器:整个计算机的指挥中心
5. 存储器:存放程序和数据的部件,也是计算机能够实现“存储程序控制”的基础。
程序:指令的有序集合
ROM: flash (EMMC)、磁盘空间 、掉电不丢失数据
RAM: 内存、掉电丢失数据
IO逻辑
计算机系统中的高低电平逻辑1和0,数据在计算机中的存储、传输、运算都是以二进制形式进行的。
数据的传输通过总线真正传递的是电信号,高低电平(0、1)。运算在电路中进行,集成电路中运算。
电压:电压差 电势差
模拟信号:模拟信号(电信号)是连续的,模拟信号可以是任意数值状态;
数字信号:数字信号是离散(不连续)的,数字信号只有“0”和“1”两种状态
三级存储结构(重点)
cache: 速度快、价格贵、容量小、断电丢失、CPU可以直接访问。存储当前正在执行的程序中的活跃部分,以便快速地向CPU提供指令和数据
主存储器:速度、价格、容量介于CACHE和辅助存储器之间、断电丢失、CPU可以直接访问。存储当前正在执行的程序和数据
辅助存储器:速度慢、价格低、容量大、断电不丢失、cpu不可以直接访问。存储暂时不运行的程序和数据,需要时再传送到主存
Cache对程序员来说一般会有透明性,也就是程序员其实是看不到Cache的,因此不能对它进行操作。
总线
总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束, 按照计算机所传输的信息种类,计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线,分别用来传输数据、数据地址和控制信号。(系统总线)
数据总线
(1)是CPU与内存或其他器件之间的数据传送的通道。
(2)数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。
(3)每条传输线一次只能传输1位二进制数据。如: 8根数据线一次可传送一个8位二进制数据(即一个字节)。
(4)数据总线是数据线数量之和。
地址总线
(1)CPU是通过地址总线来指定存储单元的。
(2)地址总线决定了cpu所能访问的最大内存空间的大小。如: 10根地址线能访问的最大的内存为1024位二进制数据(1024个内存单元)
(3)地址总线是地址线数量之和。
控制总线
(1)CPU通过控制总线对外部器件进行控制。
(2)控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。
(3)控制总线是控制线数量之和。
总结:
数据总线的宽度决定CPU与其他元器件一次最大传送的数据量;
地址总线的宽度决定CPU的寻址能力;
控制总线决定CPU对其他元器件的控制能力。
DMA总线
DMA(Direct Memory Access)即直接存储器访问,使用DMA总线可以不通过CPU直接在存储器及外设之间进行数据传递。
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