408计组

本文详细介绍了计算机系统的层次结构,从早期冯·诺依曼机的五大部件及其工作原理,到现代计算机以存储器为中心的组织结构,以及运算器和控制器的功能与组成。

一、计算机系统概述

(一)计算机系统层次结构

1、计算机系统的基本组成

      由硬件和软件两部分组成。硬件包括中央处理器、存储器和外设等;软件是指计算机运行程序和相应文档。

2、计算机硬件的基本结构

1)早期冯.诺依曼机

(1)五大部件:运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备。

(2)指令和数据以同等地位存储在存储器中,按地址寻址。

(3)指令和数据以二进制代码表示。

(4)指令和操作码和地址码组成:操作码表示操作性质,地址码表示操作数在存储器中的位置。

(5)指令再存储器内按顺序存放。

(6)早期冯.诺依曼机以运算器为中心,输入输出设备通过运算器与存储器传送数据。

2)现代计算机组织结构

(1)现代计算机发展为以存储器为中心,使I/O操作尽可能地绕过CPU,直接在I/O设备和存储器之间完成,以提高系统整体运行效率。

(2)运算器和控制器集合成中央处理器CPU。

(3)I/O设备和主存储器直接进行数据交换。

(4)主存储器和CPU进行数据交换(指令),指令送往控制器,运算器对操作数进行相应操作。

(5)存储器分为主存(主存储器,算为主机)和辅存(硬盘,算为I/O设备)

3)功能部件

(1)运算器

功能:

计算机的执行部件,用于进行算术运算和逻辑运算。

组成:

①若干通用寄存器,用与暂存操作数和中间结果。

②算术逻辑单元ALU、累加器ACC、乘商寄存器MQ、操作数寄存器X、变址寄存器IX、基址寄存器BR。

③运算器的核心是算术逻辑单元。

(2)控制器

功能:

计算机的指挥中心,由其指挥各部件自动协调地进行工作。

组成:

①程序计数器PC、指令寄存器IR、控制单元CU。

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