計算機硬件的基本結構

　　在當下這個信息社會，計算機扮演著十分重要的角色，下面是百分網小編整理的關于計算機硬件基本結構的內容，歡迎閱讀!

　　電子數字計算機一開始是作為一個計算工具出現的。不難想象，計算機如能脫離人的干預而自動地完成計算，它必須具備以下幾個基本功能：

　　①要有能進行運算的部件——運算器;

　　②要有能記憶原始數據、運算程序及運算結果的部件——存儲器;

　　③要有能發出各種控制信息，以便使計算機各部件協調工作的部件——控制器;

　　④要有能將原始數據及運算程序輸入計算機的部件——輸入設備;

　　⑤要有能將結果及其它信息輸出的部件——輸出設備。

　　計算機的硬件就是由這五大部分構成，這種模型最早是由數學家馮·諾依曼提出的，故稱為馮·諾依曼結構。

　　運算器稱為ALU(Arithmatic Logical U—nit)，它由部件及邏輯電路組成，其功能進行算術和邏輯運算。控制器發出各種控制信號，使整個運行過程自動進行。控制器和運算合稱為中央處理單元(CentralProcessingUnit)，簡稱CPU。CPU是一片大規模集成電路，在數據運算和數據傳輸過程中臨時存儲數據等。其中包含一個累加器(Accumulator，簡稱A)。累加器是一個具有特種功能的寄存器，它雖叫累加器，但并不能在其中進行加法運算，其主要作用是用來傳輸、臨時存儲ALU運算過程的結果和其它數據，并能把存在其中的數據左移或右移。存儲器由記憶單元組成，用于存放數據、中間結果及一系列指令。輸入輸出設備稱外部設備，簡稱外設，用于輸人原始數據、控制命令及輸出運行結果等。

　　在計算機中，有兩股信息在流動。一股是數據流，各種原始數據由輸入設備輸入至運算器，再存人存儲器中，在運算過程中，數據從存儲器讀入運算器進行運算，運算的中間結果存如存儲器中或由外設輸出。另一股信息流為控制信息流，人們給計算機的各種命令(即程序)也以數據的形式由存儲器送入控制器。由控制器譯碼后發出控制信號，控制計算機各部件的工作。

　　中央處理器的基本組成：

　　①運算器ALU。

　　②累加器A。

　　③寄存器組。

　　④程序計數器：要求計算機能自動按程序要求的順序執行程序，就必須把存在存儲器中的.指令碼按順序依次取出來加以執行，因此，必須有一個電路能追蹤、記憶指令所在的地址，這就是程序計數器PC(ProgramCounter)。微機加電時，計算機的復位電路自動給PC賦以程序中的第一條指令所在地址。計算機根據這一地址取出第一條指令的第一字節(8位機每次取出一個指令字節)。PC的內容自動加1，以指向下一條指令的地址，計算機處理完一條指令(字節)后，根據PC記憶的地址，取下一條指令字節，PC再自動加1。只有當遇到跳轉指令、調用子程序指令或遇到中斷時，PC內容自動轉到所需的地方。

　　⑤標志寄存器：用以指示運算結果狀態(如加法運算進位時置1進位標志等等)和控制工作條件(如設置中斷屏蔽標志等)。

　　⑥指令寄存器與指令譯碼器：指令寄存器用來保存當前正在執行的一條指令。當執行一條指令時，先從存儲器取出指令，并送至指令寄存器IR(1nstructionRegister)，該寄存器的輸出就是指令譯碼器ID(1nstructionDecoder)的輸入，經ID譯碼(識別這條指令的功能)后，即可向操作控制器發出具體操作的特定信號。

　　⑦操作控制器：從上述可知，CPU內的每個功能部件都完成一定的特定功能。然而信息怎樣才能在各部件之間傳送呢?也就是說，數據的流動是由什么部件控制的呢? 通常把許多數字部件之間傳送信息的通路稱為“數據通路”。信息從什么地方開始，中間經過哪個寄存器或多路開關，最后傳到哪個寄存器，都要加以控制。在各寄存器之間建立數據通路的任務，是由稱為“操作控制器”的部件來完成的。操作控制器的功能就是根據指令操作碼和時序信號，產生各種操作控制信號，以便正確地建立數據通路，從而完成取指令和執行指令的控制。

　　⑧時序產生器：計算機時刻在高速地工作，每一個動作的時間是非常嚴格的，不能有任何差錯。時序產生器的作用，就是對各種操作實施時間上的控制。

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