本文將帶您了解計算機的內部系統結構

發布時間:2024-05-02 閱讀:4594

隨著科學技術的飛速發展,現在的計算機種類繁多,但是儘管各種計算機不斷湧現,你知道嗎? 但是,公司的主要內部結構離不開五個部分。

這個故事可以追溯到很久很久以前。 有一天,有一位名叫馮·諾依曼的著名計算機科學家,他提出了乙個著名的計算機體系結構,後來被稱為馮·諾依曼體系結構。 該體系結構是現代計算機的核心體系結構,可以抽象為五個基本元件:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置。 由於計算機是由人製造的,我們可以將計算機的五個主要組成部分與**類的各個器官進行比較。

馮·諾依曼架構。

它是計算機的指揮中心,負責確定程式的執行順序,並在執行指令時給出機器各部分所需的操作控制命令。 它就像人腦中的神經中樞。

控制器的組成

a.程式計數器 (PC)。

顧名思義,程式計數器用於記錄已執行的程式數量以及執行位置。 還有可以儲存下一條指令的位址,它和記憶體之間有一條直接的路徑。 執行指令時,首先需要根據程式計算PC

儲存的指令位址將指令從儲存器中檢索到指令暫存器IR,完成檢索指令的操作。 也就是說,每執行一條指令時,程式計數器會自動加1來記錄當前執行的指令的位置。 這樣下次執行時,您可以繼續執行之前的訂單。

b.指令暫存器 (IR)。

程式在執行時,需要接受指令,並且需要將該指令的資料從儲存器中檢索到資料暫存器中,然後傳送到指令暫存器中。

資料暫存器是用於儲存相關指令資訊或資料資訊的硬體裝置。 一般情況下,當使用者向計算機發出操作指令時,相關指令或資料會暫時儲存在暫存器中,並準備由處理者對資料或指令進行處理,然後完成計算機對原始使用者指令的相關操作和反應。

指令暫存器根據指令在儲存器中的位址(由指令位址計數器給出)將指令從儲存器中取出後,需要有乙個特殊的地方對指令進行分析和執行。 儲存當前指令的這一部分稱為指令暫存器。

c.指令解碼器 (ID)。

當計算機執行指定的指令時,必須首先分析指令的操作程式碼是什麼,從而確定操作的性質和方法,然後控制計算機的其他部分配合完成指令表達的功能,中間分析工作由指令解碼器ID完成。

其實說白了,這個命令解碼器就相當於乙個在戰爭期間破譯無線電台的解碼器。 攔截並分析對方的指令,看看對方想做什麼。

e.定時發生器

這個“時間表”是允許計算機準確、快速和有條不紊地工作的東西。 機器啟動後,即當CPU開始接受指令並開始執行指令時,操作控制器使用定時脈衝的序列和不同的脈衝間隔,以有序和有節奏的方式命令機器的動作,規定脈衝到達時該做什麼,脈衝到達時該做什麼, 並為計算機的每個部分提供時間標記以工作。

f.控制單元

根據指令需要完成的操作和訊號,發出各種微操作命令序列,控制所有被控物件,完成指令的執行。

它是計算機處理資料的功能部分,用於對資料進行算術運算和對邏輯資料進行邏輯運算,相當於人腦。

元件:算術邏輯單元 (ALU)、累加器、狀態暫存器、通用暫存器組。

運算器的基本運算包括加法、減法、乘法和除法,以及 and、or、non 和 XOR 等邏輯運算,以及移位、比較和轉移等運算,也稱為算術邏輯分量 (ALU)。 當計算機執行時,運算器的操作和操作型別由控制器決定。 組合器處理記憶體中的資料; 處理後的結果資料通常被傳送回記憶體或臨時儲存在組合器中。

儲存器分為內部儲存器和外部儲存器,我們經常聽到的RAM和ROM就是內部儲存器。 硬碟、軟盤、光碟和 USB 快閃記憶體驅動器是外部儲存器。 儲存器是由半導體技術製成的用於儲存資料的電子裝置,電子電路的資料以二進位形式儲存,儲存器的每個儲存單元稱為儲存器元件。 記憶體對應記憶體和硬碟,相當於乙個人的記憶體容量。 記憶是存取速度快的短期儲存,相當於乙個人的短期記憶,而硬碟是資料的永久儲存,相當於乙個人的長期記憶,但存取速度相對較慢。

它是一種從外部世界接收資料的工具,例如鍵盤、滑鼠,相當於人眼或耳朵。

計算機用於向外匯出資料的工具,例如顯示器或印表機。 它相當於乙個人通過眼睛獲取外部訊號,由大腦處理,通過嘴巴說出來,然後寫下來。

最後,運算器和控制器組成了現代計算機的CPU,記憶體對應於記憶體和硬碟,主機板控制著CPU、記憶體、硬碟以及輸出和輸入裝置之間的通訊。

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