目录

一.计算机硬件的基本组成

        1.早期冯诺依曼机的结构

        2.现代计算机的结构

二.各个硬件的工作原理

        1.主存储器

        i. 读取数据

        ii. 写入数据

        1.1 基本组成

        2.运算器

        3.控制器

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一.计算机硬件的基本组成

        1.早期冯诺依曼机的结构

        “存储程序”，将指令以二进制的形式输入到计算机的主存储器中。。。

         特点，

        · 计算机有五大部分组成。

        · 指令和数据以同等地位存于存储器中，可按地址寻访。

        · 指令和数据用二进制表示。

        · 指令由操作码和地址码组成。

        · 存储程序。

        · 以运算器为中心。（导致数据计算的效率降低）

        2.现代计算机的结构

        以存储器为主。

        CPU = 运算器 + 控制器。

        主存，即手机之类的运行内存。辅存，即手机之类的机身内存（APP下载于此）。只有使用APP是才会被调到主存中使用。

二.各个硬件的工作原理

        1.主存储器

        其中的调用过程，

        i. 读取数据

MAR -> 存储体 -> MDR

        CPU二进制命令进入MAR，转译为十进制的存储地址（MAR中存储二进制），从指定地址中获取具体的数据，存入MDR中。

        ii. 写入数据

MAR、MDR -> 存储体

        CPU将指令和待写入数据分别存入MAR和MDR中，并通过其他路线告诉主存储器，这次要进行写入操作。

        1.1 基本组成

        存储单元， 每个存储单元都可以存放一串二进制代码。

        存储字（word），存储单元中的二进制代码被称为存储字。

        存储字长，存储单元的二进制代码位数。（也是存储字所含有的位数）（一般是8k bit，即八的整数倍比特，如8 bit, 16 bit, 32 bit, 64 bit）

        存储元，即存储二进制的电子元件，每个存储元存1 bit

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        MAR的位数反映存储单元的个数，如MAR为4位，那么指示的地址只有2*2*2*2种可能，即最多有2^4个存储单元。

        MDR的位数 = 存储字长，如MDR为16位，则每个存储单元可存放16bit，1个字（word）= 16bit。（易混淆，1个字节Byte = 8 bit，即 1B = 8b，1b = 1bit）

        2.运算器

        用于实现算术运算，加减乘除；用于实现逻辑运算，与或非。

        · ACC，累加器，用于存放操作数，或运算的结果。

        · MQ，乘商寄存器，在乘除运算时，用于存放操作数，或运算结果。

        · X，通用寄存器（可能会有多个），用于存放操作数。

        · ALU，算术逻辑单元，通过复杂电路实现算术运算、逻辑运算。

        3.控制器

        · CU， 控制单元，分析指令，给出控制信号。

        · IR，指令寄存器，存放当前执行的指令。

        · PC，程序计数器，存放下一条指令的地址，并具备自动加1的功能。

        一般的运行顺序，

PC（获取指令）-> IR（解析指令） -> CU（执行指令）