Firstly 整个结构图

计算机架构有哪两种 计算机基本结构框架_计算机的组成

secondly 瞧瞧这个实体图

计算机架构有哪两种 计算机基本结构框架_计算机的组成_02

The third 来一波理论指导

首先计算机分为五大部分:运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备。如图1-2

计算机架构有哪两种 计算机基本结构框架_运算器_03


  实线:数据信息。

  虚线:控制信息。

  1、 运算器

  对各种信息进行算术运算(加、减、乘、除)和逻辑运算(与、或、非、异或)。主要由加法器、移位器、寄存器等构成。

  2、 存储器

  存储器是整个计算机的记忆装置。程序、数据、符号等信息必须放在内存中。程序必须防在存储器总才能运行。数据必须放在内存中才能被处理。存储器由许许多多的存储单元组成(存储单元的总数称为存储容量),每个存储单元有一个编号称为存储单元地址,运算器所加工的一切信息均来自存储器,所以存储器容量是计算机性能的重要指标之一。一般把当前不需要的程序和数据放在磁盘等外存中,在需要时把它们从磁盘调入内存。这里只讨论内存。

  内存有许多存储单元组成,存储单元的总数称为存储容量。每个存储单元都有一个编号,称为存储单元地址。

  几个术语:

  (1) 位(Bit):二进制位,信息的最小单位。

  (2) 字节(Byte):存储器容量的计算单位,1Byte=8Bits,可以存放在一个存储单元中。

  (3) 字(Word):1Word = 2 Bytes。

  注意:”字长”用于描述计算机中运算器的位数,它表示运算器能直接处理的二进制位数。如,八位机的字长为8位,表示其运算器能直接处理8位二进制数,十六位机的字长为16位,三十二位机的字长为32位。

  (4) 存储容量及地址范围

  存储单元的总数称为存储容量,以KB、MB或GB计算。

  1KB = 1024 Bytes

  1MB = 1024 KB

  1GB = 1024 MB

  存储容量为64K, 指有65536个存储单元,这些存储单元的地址范围是0000~FFFFH,编号的地址线需要16根。

  存储容量为1M, 指有1048576个存储单元,这些存储单元的地址范围是00000~FFFFFH,编号的地址线需要20根。

  对存储器的操作有”读(取)”和”写(存)”两种。其操作过程是:由控制器送来存储器地址,经译码电路找到该地址所对应的单元, 再由控制器发出”读”或”写”信号,该单元的内容就被读出至数据线上,或把数据从数据线写入该单元。如图1-3。

计算机架构有哪两种 计算机基本结构框架_存储单元_04


  3、 控制器

  控制器是计算机的指挥中心,它通过向机器的各部分发出控制信号来指挥整机自动、协调地工作。

  4、 输入设备和输出设备

  输入设备:键盘、鼠标、话筒、扫描仪、A/D转换器等。

  输出设备:显示器、打印机、绘图仪、音箱、D/A转换器等。

  整机工作流程:

  运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部分组成了计算机的硬件系统(简称硬件),是计算机工作的基础。计算机工作 时,先将原始数据和处理该数据的程序(指令序列),通过输入设备载入存储器中,控制器从存储器中取出一条指令(简称”取指”),在控制器的指挥下完成该指令所规定的操作(简称”执行”),然后再取出第二条指令执行。如此进行下去,直到全部程序执行完。(“取指”和”执行”可以串行完成,也可重叠完成)。

  微型计算机的结构特点:

  微型计算机的工作原理与一般计算机相同,但有其结构特点:

  (1) 运算器和控制器集成在一块大规模集成电路中,称为CPU,或称微处理器MPU。

  (2) 采用总线结构。CPU和存储器接至总线上,外部设备(输入输出设备)通过”I/O接口”电路连接至总线上。如图1-4。

计算机架构有哪两种 计算机基本结构框架_运算器_05


  地址总线AB(Address Bus):CPU发出的地址信号经地址总线传送到其他设备,用来指定CPU需要读/写的存储单元地址或I/O接口的 端口地址。

  数据总线DB(Data Bus):用于在CPU、存储器、I/O接口之间传送数据信息(数据、指令等)。

  控制总线CB(Control Bus):它是一组控制线,用来传送各种控制信号。

  由于三组总线(AB、DB、CB)与多个部件相连,而同一时刻只允许一对部件进行信息传送,例如,CPU与存储器在数据总线上进行数 据传送时,就不允许I/O接口的数据介入数据总线。因此,各部件的输入/输出线都必须通过三态门电路,才能与总线相连。控制器控 制各三态门电路的接通和断开。例如,I/O接口电路经过三态门电路与总线相连,当三态门电路断开时,I/O接口电路未接入总线,总 线上的信号不影响I/O接口电路,I/O接口电路的工作也不影响总线。(图中未画出三态门电路)。