计算机硬件的组成

news2024/11/26 21:40:39

目录

前言

计算机系统组成

计算机硬件的组成

1、控制器

2、运算器

3、主存储器

4、辅助存储器

5、输入设备

6、输出设备

最后


前言

计算机已成为不可或缺的工具。无论是个人电脑还是服务器集群,其背后都是由一系列硬件组件协同工作的结果。

本文讲介绍计算机硬件的基本组成部分,帮助我们更好地理解计算机的工作原理和技术细节。

通过了解这些核心组件,我们将揭开计算机运作的秘密,为学习更高级的计算机科学概念打下坚实的基础。

计算机系统组成

计算机系统是一个硬件和软件的综合体, 可以把它看成按功能划分的多级层次结构。

计算机硬件的组成

硬件通常是指一切看得见, 摸得到的设备实体。 原始的冯•诺依曼(VonNeumann) 计算机在结构上是以运算器为中心的, 而发展到现在, 已转向以存储器为中心了。

图 1-1 所示为计算机最基本的组成框图。

1、控制器

控制器是分析和执行指令的部件, 也是统一指挥并控制计算机各部件协调工作的中心部件, 所依据的是机器指令。

控制器的组成包含如下。

① 程序计数器 PC: 存储下一条要执行指令的地址;

② 指令寄存器 IR: 存储即将执行的指令;

③ 指令译码器 ID: 对指令中的操作码字段进行分析解释;

④ 时序部件: 提供时序控制信号。

2、运算器

运算器也称为算术逻辑单元(ArithmeticandLogicUnit, ALU), 其主要功能是在控制器的控制下完成各种算术运算和逻辑运算。 运算器的组成包含如下。

① 算术逻辑单元 ALU: 数据的算术运算和逻辑运算;

② 累加寄存器 AC: 通用寄存器, 为 ALU 提供一个工作区, 用在暂存数据;

③ 数据缓冲寄存器 DR: 写内存时, 暂存指令或数据;

④ 状态条件寄存器 PSW: 存状态标志与控制标志(争议点: 也有将其归为控制器的)。

3、主存储器

主存储器也称为内存储器(通常简称为“内存” 或“主存”)。 存储现场操作的信息与中间结果, 包括机器指令和数据。

4、辅助存储器

辅助存储器也称为外存储器, 通常简称为外存或辅存。 存储需要长

期保存的各种信息。

5、输入设备

输入设备的任务是把人们编好的程序和原始数据送到计算机中去, 并 且将它们转换成计算机内部所能识别和接受的信息方式。 按输入信息的形态可分为字符

(包括汉字) 输入、 图形输入、 图像输入及语音输入等。 目前, 常见的输入设备有键盘、 鼠

标、 扫描仪等。

6、输出设备

输出设备的任务是将计算机的处理结果以人或其他设备所能接受的 形式送出计算机。 目前, 最常用的输出设备是打印机和显示器。 有些设备既可以是输入 设备,同时也可以是输出设备, 例如, 辅助存储器、 自动控制和检测系统中使用的数模转换装置等。

最后

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