计算机的基本工作原理

Posted 2023-05-21 多一些不为什么的坚持

参考资料：

L-1.6: Common Bus system| How basic computer works - YouTube

准备好内存单元、不同类型的寄存器，内存和寄存器、寄存器和寄存器之间都是通过总线连接(假设是直接把数据总线、控制总线、地址总线变成一条总线)。

使用多路复用器实现的总线，在上个视频是有介绍的，需要重新看一下，做笔记，这里就直接使用了总线，多路复用器的实现总线就省略了 。大概介绍一下，我理解的是通过多路复用器来选择哪个寄存器的开关进行操作。在这个图里面如果多路复用器的输入是001，表示开启地址寄存器(AR)的开关；如果多路复用器的输入是010，表示开启程序寄存器(PC)的开关，等等。

 

假设从内存中读取一条数据，需要存放到寄存中的，此时就可以通过多路复用器设置111(因为总共有7个寄存器，所以可以使用000~111也指定哪个寄存器开启)，指定传送给哪个寄存器，我理解这个地方传送数据给寄存器或者寄存器传出数据到总线都需要通过多路复用器的设置。

 

 

首先从程序计数器(PC)获取下一条指令的地址，然后将地址传送给地址寄存器(AR)，地址寄存器(AR)是和内存连接的，地址寄存器将告诉内存，从内存中对应的地址获取数据或者指令，并将数据放到总线上，此时可以通过多路复用器的设置开启数据寄存器(DR)，那么数据就被送到数据寄存器上了。

此时可以将数据寄存器(DR)的内容传递到加法器(ALU)，此时通过与累加寄存器里的数据进行运算以后，将结果传递给累加寄存器，此时可以通过多路复用器的设置，打开累加寄存器的开关，将累加寄存器中的数据传送到总线上，然后再次通过多路复用器的设置，打开输出寄存器的开关，将总线上的数据传递给输出寄存器。

 

 

每个寄存器都是有LD、INR、CLR这些控制语句，所以我们需要所有寄存器都连接同一个公共时钟，一旦激活时钟，所有寄存器上的内容都会被清除。（对于这个地方的公共时钟，可能是存在问题的，不过应该在后续会具体的学到）

 

Load A，从内存中获取地址A的数据，并将数据加载到累加寄存器中。此时在累加寄存器中是内存地址为A的数据。

 

Add B，从内存中获取地址B的数据，并将数据加载到数据寄存器中。此时m[B]将进入到累加器，与累加寄存器中M[A]的数据进行相加，再将结果保留到累加寄存器中。

Store T，此时激活累加寄存器，将M[A]+M[B]的值送到总线上，此时可以将数据传送到临时寄存器上以备不时之需。

 

计算机工作原理简单描述 是指啥原理

参考技术A

1、计算机工作原理简单描述：基本原理分为两个部分，分别是存储程序以及程序控制，在使用之前必须要把控制计算机如何进行操作的指令序列和原始数据通过输入设备输送到计算机内存中，然后在使用的过程中就会根据这个程序来执行。

2、计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存储器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去。直至遇到停止指令。程序与数据一样存取，按程序编排的顺序，一步一步地取出指令，自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理，这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的，故称为冯.诺依曼原理，冯诺依曼体系结构计算机的工作原理可以概括为八个字：存储程序、程序控制。

3、要了解计算机的工作原理，那就必须研究二进制8进制16进制10进制的原理及计算方法。计算机最基础的原理是二进制，比如说0代表关，1代表开；无数多个开和关就会组成一个逻辑电路，实现一定的功能；如果要让显示器上显示十进制1，就会有个逻辑电路形成二进制01，得出的值显示到显示器就是1；如果是电路逻辑就是10，转换到十进制的显示器就是2；计算机就是这些简单的无数的逻辑电路形成的实现了计算转换功能。

DOS系统试基本二进制开发的，而Windows系统是基于DOS开发的；最基础的计算系统都是二进制逻辑电路为基础的；计算机是人类知识积累的成果，ENIAC，世界上第一台电子计算机，占地170平方米，重达30吨，耗电功率约150千瓦，每秒钟可进行5000次运算。被美国国防部用来进行弹道计算。

未来的计算机会越来越先进，功能越来越强大，让我们享受人类的知识成果吧。

4、我来用人脑模拟最常见的，冯·诺依曼计算机。即家用电脑的工作原理。

我们的题目是：李磊和韩梅梅是什么关系？

好了，现在这题目上几个字，被输入”到我们的内存”里。就是我们脑海里在想的这句话。然后控制器”协调我们开始想，谁是李雷？谁是韩梅梅？这就要调动硬盘”来帮我们回忆起来他们是谁。想起来以后，李雷和韩梅梅的印象，会留在我们的内存”脑海里。然后通过CPU”来计算他们说过多少话之类的来分析他们的关系。得出的结果可以输出在显示器”或者打印机”里。

简单的来说，内存里面装的是电脑现在正在想的东西。CPU是电脑正在计算的问题。硬盘，是暂时不需要想，用来储存的仓库。输入和输出很简单，就是键盘鼠标和显示器音响。

比如我们经常遇见买电脑时不知道买什么型号，选那些配置。就可以根据这个来参考。

内存，就是你的电脑同时可以挂念的问题，例如你打开了几个游戏，或者内容庞大的程序，电脑都能同时在想。

CPU就是电脑可以计算的能力，比如你处理文档的速度，计算图形图像的速度。比如视频图像的格式输出转换，这就非常消耗电脑的脑力，需要不停的计算。

显卡。通常来说，对于玩游戏来说，显卡非常重要。因为这相当于电脑带了一个小弟，帮助他来计算处理图像。如果你不是独立显卡，那么这些工作就要交给CPU来做，CPU这么爱岗敬业，帮你来算游戏肯定有些力不从心。所以，显卡自带GPU和显存。相当于另外一个独立的小弟”。

硬盘，决定了你储存读取的内容和速度。一般来说，拥有一块读写速度高的固态硬盘，可以让你的开机速度，以及启动软件、游戏的速度大大增加。

有些同学在购买电脑的时候，出于种种原因会说我买电脑使用来学习的”。这样电脑商家往往会侧重硬盘读取速度、CPU处理能力以及便于携带的体积。而这样一款商务学习型配置，你买回来是不能玩游戏的。听我的，买来玩游戏要提前说明。否则买回来你就只能跟笔者一样在电脑前打字了。

当然，还有其他计算机类型，比如单片机（都是泪），本文就不再复述。就写到这里，回答不足之处还请指出。