計算機組成原理02-系統概論(下)

計算機組成原理02-系統概論(下)

沒辦法，鴿子又要開始飛了，怎麼能鴿了呢，唉，生活不易，小鴿嘆氣，終究仍是不稱職的小鴿子。

計算機的工做步驟

計算機的工做過程，爲了進一步瞭解計算機的工做過程，則須要分析一個比上文現代計算機的結構框圖更細化的計算機組成框圖。

其中：M:存儲器，R:寄存器，A:地址，D:數據，MAR:存儲器地址寄存器，MDR:存儲器數據寄存器，ALU:算術邏輯單元，CU:控制單元，CPU:中央處理器(可看做由ALU和CU組成)，ACC:累加器，MQ:乘商寄存器，PC:程序計數器，IR:指令寄存器，X:操做數寄存器。

主存儲器

主存儲器的基本組成如上圖所示，其中存儲體M由不少存儲單元構成，每一個存儲單元又包含若干個存儲元件，每一個存儲元件能夠存儲0/1一個二進制碼。一個存儲單元能夠存儲一串二進制代碼，這串二進制代碼被稱爲一個存儲字，存儲字的位數(二進制代碼的位數)則是存儲字長。

咱們能夠把存儲體看做一棟大樓，那麼存儲單元就能夠看做不少房間，存儲元件則是每一個房間中的牀位，存儲元件裏所存儲的二進制碼則又能夠表示這個牀位是否有人。

而MAR(存儲器地址寄存器)用來存放想要訪問的存儲單元的地址，也反映存儲單元的個數，MDR(存儲器數據寄存器)用來存放即將取出的代碼或存入的代碼，反映存儲字長。

運算器

運算器的基本組成如上圖所示

控制器

控制器的基本組成如上圖所示，控制器是計算機的神經中樞，由它指揮各部件自動、協調的工做。完成一條指令，基本要通過三個過程：取指過程、分析過程、執行過程；也就是常說的完成一條指令操做的取指、分析、執行三個階段。

控制器由PC、IR、CU三部件組成，PC存放即將執行指令的地址(每次執行完以後會自動計數加一，也就是下一條指令的地址)，IR存放即將執行的指令(能夠理解爲IR內容來自MDR，PC內容來自MAR),CU則是一個控制單元，先分析須要完成的操做，再控制所對應的對象進行操做。

主機完成一條指令過程的舉例

1>取數指令

計算機硬件的主要技術指標

機器字長

機器字長是CPU一次能處理數據的位數(與CPU中的寄存器位數有關)

存儲容量

存儲容量分爲主存容量和輔存容量(這裏主要講解主存容量)。

主存容量指主存中存放二進制數的總位數，其存儲容量=存儲單元個數x存儲字長。(存儲字長是由MDR的位數決定，存儲單元個數由MAR的位數決定。)在現代計算機中常以字節數來描述容量的大小(由於一個字節已經被定義爲8位二進制代碼，因此用字節數就能夠反映主存容量)。

例如：MAR位數爲10，MDR位數爲8，那麼總共的容量就應該是1K x 8位；其中存儲單元個數是2的10次方，存儲字長是8。

輔存容量一般也用字節數表示。

運算速度

運算速度能夠從如下幾個因素去衡量

經過主頻去考慮運算速度時，其實是考慮它的機器週期，一個機器週期一共有四個時鐘週期，時鐘週期的倒數就是主頻。咱們把執行一條指令所須要的時間叫作指令週期，執行一條指令須要劃分爲若干個階段，而執行每一個階段所須要的時間則是機器週期。

總的來講：一個指令週期包含若干個機器週期，一個機器週期則包含四個時鐘週期，時鐘週期的倒數就是主頻。

(PS：有無在學計算機組成原理的大佬，帶帶孩子吧，球球了)