计算机组成原理之冯诺依曼计算机

工作原理

  • 存储程序:将程序放在计算机的存储器中
  • 程序控制:按指令地址访问存储器并取出指令,经译码依次产生指令执行所需的控制信号,实现对计算的控制,完成指令的功能

组成

硬件+软件

硬件系统

计算机组成原理之冯诺依曼计算机
主机:CPU(运算器+控制器)、内存
外设:输入设备、输出设备、外存设备
总线:地址线、数据线、控制线

运算器

  1. 基本功能:执行算数运算和逻辑运算
  2. 基本结构:
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控制器

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  1. 基本功能
    产生指令执行过程所需要的所有控制信号、控制相关功能部件执行相应操作
  2. 控制信号的形式
    电平信号、脉冲信号
  3. 产生控制信号的依据
    指令、状态、时序
  4. 控制信号的产生方式
    微程序、硬布线

存储器

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  1. 功能
    存储原程序,原数据、运算的中间结果
  2. 工作模式
    读/写
  3. 工作原理
    按地址访问,读/写数据
    补充:由存储器容量可以推出地址线数
    1K:10根地址线(1K=210B)
    1M:20根地址线
    1G:30根地址线

输入输出设备

输入设备: 向计算机输入数据(键盘、鼠标、网卡、扫描仪等)
输出设备:输出处理结果(显示器、声卡、网卡、打印机等)

软件系统

  • 系统软件:操作系统等
  • 支持软件:开发工具等
  • 应用软件:游戏软件等

硬件与软件系统间的关系

  • 相互依存
    硬件是软件运行的基础,软件是硬件功能的扩充
  • 逻辑等效性
    某些功能可以由软件实现,也可以由硬件实现
  • 协同发展
    软件随硬件技术的迅速发展而发展,而软件的不断发展与完善又促进硬件的更新

计算机的层次结构

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软硬件分界线:指令集架构层