计算机硬件概述-个人学习笔记

た入场券 2023-03-04 05:29 10阅读 0赞

> 计算机硬件，是指组成计算机的各种物理设备，包括计算机的主机和外部设备。
> 
> 具体由五大功能部件组成，即：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。

先来一张百度百科看到的图，硬件系统构成图（侵删）

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> 硬件系统简单工作原理为：
> 
> 首先由输入设备接受外界信息(程序和数据)，控制器发出指令将数据送入(内))存储器，然后向内存储器发出取指令命令。在取指令命令下，程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求，向存储器和运算器发出存数、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把计算结果存在存储器内。最后在控制器发出的取数和输出命令的作用下，通过输出设备输出计算结果。
> 
> 可以概括为八个字：存储程序、程序控制。

百度到的工作流程图，这是啥呀还没看懂，，，看到更清楚的就把他换掉！！！

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> **CPU**
> 
>  *  中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。
>  *  CPU由控制器、[运算器][Link 1]和[寄存器][Link 2]组成，通常集中在一块芯片上，是计算机系统的核心设备。
>  *  计算机以CPU为中心，输入与输出设备与存储器之间的数据传输和处理都通过CPU来控制执行。微型计算机的中央处理器又称为微处理器。

> **寄存器：**
> 
>  *  寄存器是中央处理器内的组成部分，跟CPU有关。
>  *  寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器(IR)和程序计数器(PC)。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器(ACC)。

> **1、运算器**
> 
>  *  运算器又称算术[逻辑单元][Link 3]ALU（Arithmetic Logic Unit）。
>  *  运算器的主要任务是对数据和信息进行运算和加工，执行各种算术运算和逻辑运算。算术运算是指各种数值运算，比如：加、减、乘、除等。逻辑运算是进行逻辑判断的非数值运算，比如：与、或、非、比较、移位等。
>  *  计算机所完成的全部运算都是在运算器中进行的，根据指令规定的寻址方式，运算器从存储或寄存器中取得操作数，进行计算后，送回到指令所指定的寄存器中。运算器的核心部件是加法器和若干个寄存器，加法器用于运算，寄存器用于存储参加运算的各种数据以及运算后的结果。
>  *  运算器包括以下几个部分：通用寄存器、状态寄存器、累加器和关键的算术逻辑单元。

> **2、控制器**
> 
>  *  控制器和运算器共同组成了中央处理器（CPU）。
>  *  控制器可以看作计算机的大脑和指挥中心，它通过整合分析相关的数据和信息，可以让计算机的各个组成部分有序地完成指令。
>  *  控制器是对输入的指令进行分析，并统一控制计算机的各个部件完成一定任务的部件。它一般由[指令寄存器][Link 4]、[状态寄存器][Link 5]、[指令译码器][Link 6]、时序电路和控制电路组成。
>  *  计算机的工作方式是执行程序，程序就是为完成某一任务所编制的特定指令序列，各种指令操作按一定的时间关系有序安排，控制器产生各种最基本的不可再分的微操作的命令信号，即微指令，以指挥整个计算机有条不紊地工作。
>  *  **当计算机执行程序时，控制器首先从指令寄存器中取得指令的地址，并将下一条指令的地址存入指令寄存器中，然后从[存储器][Link 7]中取出指令，由指令译码器对指令进行译码后产生[控制信号][Link 8]，用以驱动相应的硬件完成指令操作。简言之，控制器就是协调指挥计算机各部件工作的元件，它的基本任务就是根据种类[指纹][Link 9]的需要综合有关的逻辑条件与时间条件产生相应的微命令。**

> **3、存储器**
> 
>  *  存储器分为[内存储器][Link 10]（简称内存或主存）、[外存储器][Link 11]（简称外存或辅存）。
>  *  内存分为RAM和ROM两个部分，内存一般由半导体器构成，计算机把要执行的程序和数据存入内存中。
>  *  外存储器一般也可作为输入/输出设备，计算机在处理外存的信息时，必须首先经过内外存之间的信息交换才能够进行。
>  *  存储的具体分类和描述在后续博客再添加。

> **4/5、输入输出设备**
> 
>  *  输入设备是用来接受用户输入的[原始数据][Link 12]和程序，并将它们变为计算机能识别的二进制存入到内存中。
>  *  常用的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪、光笔等。
>  *  输出设备用于将存入在内存中的由计算机处理的结果转变为人们能接受的形式输出。
>  *  常用的输出设备有显示器、打印机、绘图仪等。

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