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微机原理笔记01-微型计算机基础概论

微型计算机系统组成

  • 主机系统:能与CPU直接进行信息交换的部件
  • 外部设备:不能与CPU直接进行信息交换的部件
  • 主机系统由四部分组成
    • CPU
    • 存储器
    • 输入输出接口
    • 总线
  • 外部设备:所有可以通过输入输出接口与计算机进行信息交换的电子设备

微处理器

微处理器简称CPU,是计算机的核心。

主要由三部分组成:

  • 控制器
  • 运算器
  • 寄存器组

存储器

定义:计算机中的记忆装置。用于存放计算机工作过程中需要操作的数据和程序。

外存储器

  • 外存储器属于外部设备,读写速度比CPU慢许多,因此为了不影响CPU的执行效率,在外部设备与CPU之间设置IO接口进行信息交换

内存储器

  • 特点:存取速度较快,容量相对较小
  • 内存按单元组织,每个单元都对应一个唯一的地址;
  • 每个内存单元中存放1Byte数据;
  • 内存单元个数称为内存容量

输入输出接口

  • IO接口是CPU与外部设备间的桥梁
  • 主要功能
    • 平衡高速设备与低速设备之间的信息交换速度
    • 数据缓冲寄存
    • 信号电平或类型的转换
    • 实现主机与外设间的运行匹配

总线

  • 是一组导线和相关的控制、驱动电路的集合
  • 是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的通道
  • 按传输数据的类型,可将总线分为三种:
    • 地址总线(AB)
    • 数据总线(DB)
    • 控制总线(CB)

计算机的体系结构

冯诺依曼机

  • 特点
    • 程序存储,共享数据,顺序执行
    • 属于顺序处理机,适合于确定的算法和数值数据的处理
  • 不足
    • 与存储器间有大量数据交互,对总线要求很高;
    • 执行顺序由程序决定,对大型复杂任务较困难;
    • 以运算器为核心,处理效率较低;
    • 由PC控制执行顺序,难以进行真正的并行处理

哈佛结构

  • 指令和数据分别存放在两个独立的存储器模块中;
  • CPU和存储器间指令和数据的传送分别采用两组独立的总线;
  • 可以在一个机器周期内同时获得指令操作码和操作数。

微型计算机基础概论中还包括微型计算机的一般工作过程、常用计数值及其转换、计算机中的编码、计算机中数的表示与运算、基本逻辑运算与逻辑门等基本知识。这些内容在数字逻辑电路、计算机组成原理中有详细介绍,这里不再做赘述。

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