计算机系统-电脑硬件基础知识
(一)丰·诺依曼结构
数字计算机的数制採用二进制;计算机应该依照程序顺序运行。计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成。
(1)控制器
控制器是整个计算机的指挥中心,它取出程序中的控制信息,经分析后,便按要求发出操作控制信号,使各部分协调一致地工作。
由算术逻辑单元(ALU)、累加器、状态寄存器和通用寄存器组等组成。算术逻辑单元用于算术运算、逻辑运算及移位、求补等操作;累加器用于暂存被操作数和运算结果。通用寄存器组是一组寄存器,运算时用于暂存操作数和数据地址。状态寄存器也称标志寄存器,它用于存放算术逻辑单元工作中产生的状态信息。
(2)运算器
运算器负责程序的运算与逻辑推断,包含基本算数运算和逻辑运算。
由指令指针寄存器(IP)、指令寄存器(IR)、控制逻辑电路和时钟控制电路等到组成。指令指针寄存器用于产生及存放下一条待取指令的地址。
指令寄存器用于存放正在运行的指令。
(3)存储器
存储器系统包含主存储器(内存)、辅助存储器(外存)和快速缓冲存储器(cache)。三者按存储速度、存储容量和位价格组成存储器层次结构。
(4)输入设备
把程序和数据等信息转换成计算机所适用的编码,并顺序送往内存。常见的输入设备有键盘、鼠标器、扫描仪等。
(5)输出设备
把计算机处理的数据、计算结果等内部信息按人们要求的形式输出。常见的输出设备有显示器、打印机、画图仪等。
(二)中央处理器(CPU)
由控制器和运算器组成的集成电路芯片,处理指令并作运算。
(1)指令
包含操作码和操作数,操作码是计算机运行的操作,操作数參与操作的数本身或在内存中的位置。
(2)字长
參与运算处理传输的一个总体单元,叫做字。
字的二进制位数称为字长。
眼下通常是32位或64位处理器。字长决定虚拟存储器容量。32位最多支持2的32次方=4G大小。
(3)主频
CPU内核工作时钟频率,一个时钟周期运行一条运算指令。是标准计算机运算速度的主要參数。可是仅仅有在提高主频的同一时候,各分系统运算速度和传输数据速度都提升才干提升电脑性能。
(三)存储器
(1)随机读写存储器(RAM)
断电后数据丢失,可读可写,速度介于cache和外存之间。
分为静态随机存储器(SRAM)和动态随机存储器(DRAM)。SRAM速度快于DRAM。经常使用于CPU缓存;DRAM经常使用于系统主存。
(2)仅仅读存储器(ROM)
断电后数据不丢失,仅仅能读不能写,如BIOS引导程序存放在ROM中。
(四)总线
(1)南北桥
南桥负责IO。如软驱、硬盘、键盘以及附加卡的数据交换。
北桥用于CPU和内存、显卡、PCI交换数据。比南桥重要。连接系统总线。
(2)系统总线
它包含数据总线、三部分组成的地址总线和控制总线。
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