目录

一、计算机组成原理

1.计算机的组成

输入设备：

输出设备：

存储器：

运算器：

控制器：

2.总线

总线

DMA总线

 二、多级存储

1.三级存储结构

Cache

主存储器

辅助存储器

2.地址空间

三、CPU工作原理概述

---

一、计算机组成原理

1.计算机的组成

 冯·诺依曼结构讲计算机由五部分组成：输入设备、输出设备、存储器、控制器、运算器。

输入设备：

就是将其它量转换为电信号送给CPU（键盘、鼠标、麦克风）

输出设备：

将电信号转换为其他量（显示器、音箱）

存储器：

将数据存起来的硬件设备，程序事实上也是数据（硬盘、内存、缓存）

运算器：

运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。

运算器是计算机中处理数据的功能部件。对数据处理主要包括数据的算术运算和逻辑数据的逻辑操作。因此,实现对数据的算术与逻辑运算是运算器的核心功能。 

运算器_百度百科

控制器：

CPU的核心，控制程序的运行（与运算器一起构成了CPU）

2.总线

总线

总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线，它是由导线组成的传输线束， 按照计算机所传输的信息种类，计算机的总线可以划分为数据总线、地址总线和控制总线，分别用来传输数据、数据地址和控制信号。总线是一种内部结构，它是cpu、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道，主机的各个部件通过总线相连接，外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接，从而形成了计算机硬件系统。在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线，微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。

总线_百度百科

DMA总线

与使用CPU的外设直接访问存储器方式。

DMA（直接存储器访问）_百度百科

 二、多级存储

1.三级存储结构

Cache

    速度最快、价格最贵、容量最小、断电数据丢失、cpu可直接访问

    存储当前正在执行的程序中的活跃部分,以便快速地向CPU提供指令和数据

    也就是缓存价格最高速度最快容量最小，一般是静态SRAM，读写速度接近CPU

主存储器

    速度、价格、容量介于Cache与辅存之间、断电数据丢失、cpu可直接访问

    存储当前正在执行的程序和数据

    主存储器是按地址存放信息的，存取速度一般与地址无关。32位（比特）的地址最大能表达

    4GB的存储器地址。这对多数应用已经足够，但对于某些特大运算量的应用和特大型数据库已

    显得不够，从而对64位结构提出需求。

辅助存储器

    速度最慢、价格最低、容量最大、断电数据不丢失、cpu不可直接访问

    存储暂时不运行的程序和数据，需要时再传送到主存

    硬盘、软盘、磁盘、光盘、U盘都是。

2.地址空间

CPU的寻址范围由地址总线的宽度决定，32位操作系统就是2^32位地址空间也就是4G，所以即便安了一个16G的内存条它依旧是4G。 

地址空间_百度百科

三、CPU工作原理概述

讲的有点墨迹，是国外做的：

【科普】CPU的工作原理_哔哩哔哩_bilibili

这个讲得很有意思但是有些浅：

CPU 工作原理（附详细图解）_Ombré_mi的博客-CSDN博客_cpu工作原理

 CPU中的运算器是一个十分复杂的电路他有很多的功能，+，-，*，/等等，这些运算被存在内存的某一地址中，当执行到这块地址时CPU经过一些调度让运算器开始运算。

每执行一条指令PC计数器会自动加一指向下一个地址空间，这些运算也不一定都占相同的空间，和变量一样，有的一个字节，有的两个，有的四个。

简单的了解一些，后面继续深入学习，这个和单片机的执行还是很相似的。 

ARM-CPU工作原理，基于ARM的SOC讲解_luoganttcc的博客-CSDN博客_arm cpu