計算機的硬體系統
馮.若依曼型計算機的硬體是計算機的基礎,基本結構符合馮.若依曼的體系結構,五個功能部件:輸入裝置、運算器、儲存器、控制器、輸出裝置。其中運算器和控制器,合稱中央處理器,簡稱 CPU。
一、運算器-ALU(Arithmetic Unit )
功能:對二進位制數碼進行算術運算或邏輯運算。算術運:即數的加減乘除,乘方開方等。邏輯運算:即邏輯變數,與或非等基本操作。
構成:由一個加法器、若干個暫存器和一些控制線路組成。
核心是加法器(Adder),每次運算的中間結果暫時保留,所以需要若干個積存資料的據存器(Register)。
運算器的效能指標是計算機的字長和運算速度。
二、控制器-CU(Contorl Unit)
功能:指揮整個機器各個部件自動、協調工作。
構成:指令暫存器、譯碼器、時序節拍發生器、操作控制部件、指令計數器。
機器指令的執行過程:
1,機器指令:計算機可以真正“執行”的命令。
操作碼 源運算元(或地址) 目的運算元
機器指令構成:操作碼+運算元,操作碼指明指令索要完成的操作的性質與功能。運算元指明操作嗎執行時的操作物件。
(2)指令的執行過程
1)取指令,根據程式計數器裡的內容到儲存器中讀取當前要執行的'指令,同時把他放到指令暫存器中。
2)分析指令,譯碼器開始譯碼,取出要執行的指令,並放到指令暫存器 IR中。
3)生成控制訊號,控制器根據譯碼器的輸出,按一定順序產生執行該指令的所有控制訊號。
4)執行指令,在控制訊號的作用下,計算機各個部件完成相應的工作。
5),重複執行:計算機根據PC中新的指令地址,重複執行上述4個過程,直至執行到指令結束。
CPU:(Central Processing Unit)中央處理器,由控制器和運算器組成,構成計算機的核心部件。