计算机组成原理·探寻计算机の奥秘

Posted 2021-10-02 有理想、有本领、有担当的有志青年

文章目录

• 一、电子计算机与存储程序控制
• • 诞生与发展
  • 冯·诺依曼计算机和存储程序控制
  • 计算机的硬件组成
  • 五大部件功能
  • 总线结构

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一、电子计算机与存储程序控制

诞生与发展

• 世界上第一台电子数字计算机ENIAC诞生于1946年
• 按照器件发展水平划分：电子管，晶体管， 小中集成电路，大/超大_，甚大
• 呈现两极分化趋势：微型化（嵌入式），巨型化（超算）

冯·诺依曼计算机和存储程序控制

• 最大特点：二进制原理，存储程序控制
• 五大部件：输入设备，运算器，存储器，控制器，输出设备
• 核心思想是存储程序控制，工作特点是按地址访问并顺序执行指令

什么是存储程序控制？
程序存储：将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启
动计算机工作； 
程序控制：计算机在不需要人工干预的情况下，能自动、高速地从
存储器中取出指令执行。 （由PC指明要执行指令所在的单元地址） 

计算机的硬件组成

• CPU=运算器+控制器
• 主机=CPU+主存储器
  

五大部件功能

• 输入设备：将程序和原始数据输入计算机，并转换为计算机内部能识别和接受的形式

• 输出设备：将计算机运行的结果转化为人或其它设备能识别的形式送出计算机

• 存储器：存放数据和程序
  主存储器：CPU能访问，存放正在运行的程序和数据
  辅助存储器：CPU不能直接访问，需要运到主存
  高速缓冲存储器（cache）：CPU能直接访问，存放急需处理的数据和指令

• 运算器：算数运算和逻辑运算ALU，核心是加法器和若干个寄存器

• 控制器： 整个计算机的存储中心，控制程序自动有序进行

总线结构

• 总线是一组能为多个部件服务的公共信息传送线路，他能分时地发送与接收各部件的信息
• 计算机的连接方式：小微型机：总线结构；大中型机：通道结构