计算机组成原理
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计算机组成原理-输入输出系统
当中断请求寄存器收到一系列中断请求时,会通过内部中线给 CPU 发送中断信号,通过 INT 连接上 INTR 如果CPU 没有关中断,那么会通过 INTA 输出端返回,中断控制器中通过优先权电路得到优先级最高的中断请求信号,经过中断服务寄存器的处理会得到一个向量地址,经过数据总线 CPU 可以得到该向量地址,通过该向量地址 CPU 可以得到中断程序的入口地址。中断隐指令(将 CPU 的指令执行流转移到正确的中断服务程序,实质上是修改 PC 的值,使其指向中断程序的第一条指令)。原创 2024-08-25 23:06:29 · 1401 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理-总线
总线简图总线的物理实现如上图所示,4根信号线组成一根总线,所有的硬件部件都可以通过这根总线传递数据并发送 4 bit 的数据,同一时刻仅可以有一个部件发送数据,但是可以有多个部件接收数据。总线的定义总线是一组可以为多个部件分时共享的公共信息传送路线共享:总线上可以挂接多个部件,各个部件之间相互交换的信息都可以通过这组路线分时共享。分时:同一时刻只允许有一个部件像总线发送信息,如果系统中有多个部件,它们只能分时的向总线发送数据。总线的特征(1)机械特征:尺寸,形状,管脚数,排列顺序。原创 2024-08-25 22:42:34 · 1120 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理-中央处理器
补充:由于取指周期,间址周期,中断周期每条指令都是相同的,因此取指周期通常都是公用的,如果某指令系统中有 n 条机器指令,则 CM 中的微程序的个数至少是 n+1 个(早期的 CPU 和物联网设备的 CPU 并不提供间接寻址和中断的功能)硬件组成:由一个指令控制单元(CU) + 多个处理单元(例如ALU)+ 多个局部存储器 + 一个主存储器,每个执行单元有各自的寄存器组,局部存储器,地址寄存器,不同的执行单元执行同一条指令,处理不同的数据。编码的目标是在保证速度的情况下,尽量的缩短微指令字长。原创 2024-08-25 22:41:47 · 1512 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理-存储系统
首先计算存储单元的个数,由于有 4 * 8 = 32 = 25 个存储单元,因此我们可以使用 5 位二进制数进行地址的表示,对于高位交叉编制,我们将其前两位作为存储体的体号,后三位代表体内的地址。固态硬盘的基本结构如上图所示,以一个页为基本单位,相当于是磁盘存储器中的每个扇区(也称为块),每个页的大小是 512B ~ 4KB,同时可以将每个闪存芯片中的块看作磁盘中的磁道。在EEPROM基础上发展而来,断电后也可以保存信息,可以进行多次快速擦除重写(由于需要先擦除在写入,因此写的速度慢于读的速度)原创 2024-08-25 22:39:34 · 1153 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理-指令系统
这套方案采用了新的设计方法,CPU首先判断指令的前四位是否为全 1,如果不为全 1,则为三地址指令,如果为全 1,但是前六位不为全 1,则为二地址指令,如果前六位为全1,但是前十一位不为全1,则为一地址指令,如果前十一位全为1,则为零地址指令。如果将4位操作码全部用于3地址操作码,就会有16条指令,但是至少需要将1111留作扩展操作码,即3地址操作码指令为15条。指令的地址字段给出的形式地址不是操作数的真实地址,而是操作数有效的地址所在的存储单元的地址,也就是操作数地址的地址,EA = (A)。原创 2024-08-24 22:22:59 · 1454 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理-数据的表示与运算
该计算机硬件支持的无符号整数位数有上限,假如机器的字长只有 8 位,那么通用寄存器的存储位数就只有 8 位,也就代表我们最多同时进行8 位的运算。当然我们现在的个人计算机机器的字长通常都是 64 位或者至少 32 位。定义全部二进制位都是数值位,没有符号位,第 i 位的位权是 2i-1n bit 无符号位整数的表示范围是 0 ~ 2n-1,超出会造成溢出,意味着计算机一次无法处理这些数据可以表示的最小的数是全 0 ,可以表示最大的数是全 1运算。原创 2024-08-24 22:12:34 · 1513 阅读 · 0 评论 -
计算机组成原理-计算机系统概述
计算机发展早期冯诺依曼机特点:计算器由五大部件组成指令和数据以同等的地位存于存储器中,可按照地址寻址指令和数据可用二进制表示指令由操作码和地址码组成存储程序(提前把指令和数据存储到存储器之中)以运算器为中心(输入和输出设备和存储器之间的数据都需要经过运算器)现代计算机的结构其中的主存也就是电脑中的运行内存,辅存就是电脑中的存储内存。比如我的运行内存就是 12 G,而存储内存就是 1TB,像我们平时下载的应用就是在辅存中,当应用启动时就会将从辅存读取到主存中。不原创 2024-08-24 22:11:49 · 667 阅读 · 0 评论
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