计算机微机结构是指计算机系统中微处理器与其他外围设备之间的连接和协调关系。它涉及到计算机硬件的组成、数据传输、指令执行等方面的知识点。
- 微处理器:微处理器是计算机中的核心部件,负责执行指令和控制计算机的运行。常见的微处理器有Intel的x86系列和ARM架构的处理器。微处理器由运算单元、控制单元和寄存器组成。
- 存储器:存储器用于存储程序和数据。主要包括内存和外存。内存分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。外存包括硬盘、光盘和闪存等。
- 总线:总线是计算机内部各个组件之间进行数据传输的通道。根据传输数据的类型,总线可以分为数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用于传输数据,地址总线用于传输地址信息,控制总线用于传输控制信号。
- 输入输出(I/O)设备:I/O设备用于将计算机与外部世界进行交互。常见的I/O设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机和网络接口等。通过I/O设备,用户可以输入数据、输出结果和与计算机进行通信。
- 中断:中断是指计算机处理器在执行程序时,根据外部设备的请求或者内部事件的发生,暂停当前任务转而处理其他任务的机制。中断可以分为硬件中断和软件中断。硬件中断由外部设备触发,软件中断由程序中的指令触发。
- 指令周期:指令周期是微处理器执行一条指令所需要的时间。它包括取指令、译码、执行、访存和写回等阶段。不同的指令可能需要不同的指令周期。
- 流水线:流水线是一种提高微处理器性能的技术。它将指令的执行过程划分为多个阶段,并同时执行多条指令的不同阶段,从而实现指令的重叠执行。
- 缓存:缓存是一种快速访问的存储器,用于暂时存储常用的数据和指令。它位于CPU内部,与主存储器之间,可以减少对主存的访问次数,提高计算机的运行速度。
- 总控制器:总控制器是微处理器的一部分,用于协调和控制计算机中各个组件的工作。它根据指令的要求,控制数据的传输、存储器的访问和外设的操作等。
- 系统总线:系统总线是连接微处理器、内存、I/O设备和其他外部设备的通信线路。它负责传输数据、地址和控制信号,实现各个组件之间的信息交换。