软考—计算机系统知识笔记(1)

1.1计算机系统基础知识

1.1.1计算机系统硬件组成

计算机的基本硬件组成是有运算器、控制器、存储器、输入输出设备5大部分

     CPU是硬件系统的核心，用于数据的加工与处理，能完成各种算数、逻辑运算以及控制功能

存储器是计算机的记忆设备，分为内部存储器和外部存储器

     内部存储器速度高，容量小，一般用于存放临时的程序和数据以及中间结果

外部存储器速度慢，容量大，可以长期保存数据和程序

1.1.2中央处理单元

    a.CPU的功能

        (1)程序控制

(2)操作控制

(3)时间控制

(4)数据处理

     b.CPU的组成

  CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等部件组成

(1)运算器

    运算器由算数逻辑单元(Arithmetic and Logic Unit, ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器，它是数据加工处理部件，完成计算机的各种运算

算数逻辑单元 ALU是运算器的重要组成部件，负责处理数据，实现对数据的算术运算和逻辑运算

累加寄存器 AC

数据缓冲寄存器 DR

状态寄存器  PSW

(2)控制器

运算器只能完成运算，而控制器用于控制整个CPU的工作，它决定计算机运行过程的自动化

控制器一般包括 指令控制、时空控制逻辑、总线控制逻辑和中断控制逻辑等几个部分

指令控制逻辑

指令寄存器 IR

程序计数器 PC

地址寄存器 AR

指令译码器 ID

时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的信号

总线控制逻辑要为多个功能部件服务的信息通路的控制电路

中断控制逻辑用于控制各种中断请求，并根据优先级的高低对中断请求进行排队，逐个交给CPU

(3)寄存器组

  寄存器组分为专用寄存器和通用寄存器

  运算器和控制器中的寄存器是专用寄存器，作用固定

  通用寄存器用途广泛并可由程序员规定其用途