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你還在用被淘汰的電腦系統

科技 更新时间:2024-11-20 20:23:01

随着科技發展日新月異,現在的計算機是五花八門的,但是盡管出現各種各樣的計算機,但是你知道嗎?他的其内部主要構造卻都離不開5種部件。

故事還得追溯到很久很久以前。一天,有一個叫馮諾依曼的著名的計算機科學家,他提出一個有名的計算機體系結構,後人稱做馮諾依曼體系結構。這個體系結構就是現代計算機的核心架構,可以抽象為五個基礎組件:運算器、控制器、存儲器、輸入設備和輸出設備。由于計算機是人制造的,我們完全可以把計算機的五大組件比喻成人類的各種器官。

你還在用被淘汰的電腦系統(用了那麼久的電腦)1

馮諾依曼體系結構

1、控制器

它是計算機的指揮中心,是計算機的指揮中心,負責決定執行程序的順序,給出執行指令時機器各部件所需要的操作控制命令。就跟人的大腦裡的神經中樞一樣。

控制器的組成

a. 程序計數器(PC,Program Counter)

程序計數器顧名思義就是用來記錄程序執行了幾個了,執行到哪了。還有就是可以存放下一條指令的地址,它與存儲器之間有一條直接通路。執行指令時,首先需要根據程序計算器PC

存放的指令地址,将指令由内存取到指令寄存器IR,完成取指令的操作。也就是每執行一條指令,程序計數器就會自動加1,記錄當前執行指令的位置。以便下次執行的時候,繼續執行上一次的指令。

b. 指令寄存器(IR,Instruction Register)

程序執行的時候需要拿指令,這個指令的數據需要先從内存取到數據寄存器 , 然後再發送到指令寄存器。

數據寄存器是用來存放相關指令信息或是數據信息的硬件設備。一般情況下,當用戶對計算機發出操作指令的時候,

相關的指令或者數據就會暫時存放至寄存器,并做好準備讓中央處理器對數據或者指令進行處理,進而完成計算機對原先用戶指令的相關操作和反應。

指令寄存器根據指令在存儲器中的地址(由指令地址計數器給出),把指令從存儲器中取除了之後,需要有一個專門存放指令的地方,以便對指令進行分析和執行。這個專門存放現行指令的部件叫做指令寄存器。

c. 指令譯碼器(ID,Instruction Decoder)

在計算機執行一條指定的指令時,必須首先分析這條指令的操作碼是什麼,以決定操作的性質和方法,然後控制計算機的其他各部件協同完成指令表達的功能,這中間的分析工作就是指令譯碼器ID完成的。

其實說白了,這個指令譯碼器相當于戰争時期,破譯電台的譯碼專家。截獲并分析對方的指令,看看對方想幹嘛。

e. 時序産生器(Timing Generator)

這個類似于“時間作息表”的東西,使計算機可以準确、迅速、有條不紊地工作。機器一旦被啟動,即CPU開始取指令并開始執行指令時,操作控制器就利用定時脈沖的順序和不同的脈沖間隔,有條理、有節奏地指揮機器的動作,規定在這個脈沖到來時做什麼,在那個脈沖到來時又做什麼,給計算機各部分提供工作需的時間标志。

f. 操作控制器(Control Unit)

根據指令所需完成的操作和信号,發出各種微操作命令序列,用以控制所有被控對象,完成指令的執行。

2、運算器

它是計算機處理數據的功能部件,用來對數據的算術運算和邏輯數據的邏輯操作運算,相當于人腦。

組成:算術邏輯單元(ALU)、累加器、狀态寄存器、通用寄存器組。

運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算,與、或、非、異或等邏輯操作,以及移位、比較和傳送等操作,亦稱算術邏輯部件(ALU)。計算機運行時,運算器的操作和操作種類由控制器決定。運算器處理的數據來自存儲器;處理後的結果數據通常送回存儲器,或暫時寄存在運算器中。

3、存儲器

存儲器分為内部存儲器和外部存儲器,我們常聽說的RAM和ROM就是内部存儲器。硬盤、軟盤、光盤和U盤就是外部存儲器。存儲器是一種利用了半導體技術做成的電子設備用來存儲數據,電子電路的數據是以二進制的方式存儲,存儲器的每一個存儲單元稱做記憶元。存儲器對應着内存和硬盤,相當于人的記憶能力。内存是短時間存儲,存取速度快,相當于人的短期記憶,而硬盤是永久保存數據的,相當于人的長期記憶,但存取速度比較慢。

4、輸入設備

它是接收外界數據的工具,如鍵盤、鼠标、相當于人的眼睛或耳朵。

5、輸出設備

計算機向外輸出數據的工具,如顯示器、打印機。相當于人通過眼睛獲取外界信号後,經過大腦處理,通過嘴巴說出來,然後寫出來。

最後,運算器和控制器組成了現代計算機的CPU,存儲器對應着内存和硬盤,主闆控制着CPU、内存、硬盤、輸出/輸入設備之間的通訊。

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