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计算机体系结构

计算机体系结构:

运算器:arithmetic unit,计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件。运算器由
算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算
单元(ALU)的基本功能为加、减、乘、除四则运算,与、或、非、异或等逻辑操作
,以及移位、求补等操作。计算机运行时,运算器的操作和操作种类由控制器决定。
运算器处理的数据来自存储器;处理后的结果数据通常送回存储器,或暂时寄存在运
算器中。

控制器数据缓冲:由于I/O设备的速率较低而CPU和内存的速率却很高,故在控制器中必须设置一缓冲器。在输出时,用此缓冲器暂存由主机高速传来的数据,然后才以I/O设备所具有的速率将缓冲器中的数据传送给I/O设备;在输入时,缓冲器则用于暂存从I/O设备送来的数据,待接收到一批数据后,再将缓冲器中的数据高速地传送给主机。
差错控制:
设备控制器还兼管对由I/O设备传送来的数据进行差错检测。若发现传送中出现了错误,通常是将差错检测码置位,并向CPU报告,于是CPU将本次传送来的数据作废,并重新进行一次传送。这样便可保证数据输入的正确性。
数据交换:这是指实现CPU与控制器之间、控制器与设备之间的数据交换。对于前者,是通过数据总线,由CPU并行地把数据写入控制器,或从控制器中并行地读出数据;对于后者,是设备将数据输入到控制器,或从控制器传送给设备。为此,在控制器中须设置数据寄
存器。
状态说明:标识和报告设备的状态控制器应记下设备的状态供CPU了解。例如,仅当
该设备处于发送就绪状态时,CPU才能启动控制器从设备中读出数据。为此,在控制
器中应设置一状态寄存器,用其中的每一位来反映设备的某一种状态。当CPU将该寄
存器的内容读入后,便可了解该设备的状态。
接收和识别命令:CPU可以向控制器发送多种不同的命令,设备控制器应能接收并识
别这些命令。为此,在控制器中应具有相应的控制寄存器,用来存放接收的命令和参
数,并对所接收的命令进行译码。例如,磁盘控制器可以接收CPU发来的Read、
Write、Format等15条不同的命令,而且有些命令还带有参数;相应地,在磁盘控制
器中有多个寄存器和命令译码器等。
地址识别:就像内存中的每一个单元都有一个地址一样,系统中的每一个设备也都有
一个地址,而设备控制器又必须能够识别它所控制的每个设备的地址。此外,为使
CPU能向(或从)寄存器中写入(或读出)数据,这些寄存器都应具有唯一的地址。

存储器,内存,编址存储器是用来存储程序和数据的部件,对于计算机来说,有了存储器,才有记忆功能,才能保证正常工作。存储器的种类很多,按其用途可分为主存储器和辅助存储器,主存储器又称内存储器(简称内存),辅助存储器又称外存储器(简称外存)。外存通常是磁性介质或光盘,像硬盘,软盘,磁带,CD等,能长期保存信息,并且不依赖于电来保存信息,但是由机械部件带动,速度与CPU相比就显得慢的多。内存指的就是主板上的存储部件,是CPU直接与之沟通,并用其存储数据的部件,存放当前正在使用的(即执行中)的数据和程序,它的物理实质就是一组或多组具备数据输入输出和数
据存储功能的集成电路,内存只用于暂时存放程序和数据,一旦关闭电源或发生断电,其中的程序和数
据就会丢失。存储器是由一个个存储单元构成的,为了对存储器进行有效的管理,就需要对各个存储单元编上号,即给每个但愿赋予一个地址码,这叫编址。经编址后,存储器在逻辑上便形成一个线性地址空间。 寻址:存取数据时,必须先给出地址码,再由硬件电路译码找到数据所在地址,这叫寻址。

输出设备用于接收计算机数据的输出显示、打印、声音、控制外围设备操作等。
也是把各种计算结果数据或信息以数字、字符、图像、声音等形式表示出来。
输出设备:显示器,音响,打印机,
投影仪,绘图机等等。
输入设备:键盘,鼠标,摄像头,扫描仪,光笔,手写输入板,游戏杆,语音麦克风等等。

 




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