计算机组成原理笔记-3-计算机各硬件的工作原理
主存储器
主存储器由存储体,MAR,MDR组成
- MAR是指Memory Address Register(存储地址寄存器) MAR位数反映了存储单元的个数,eg:MAR=4位,总共有2^4^个存储单元
- MDR是指Memory Data Register(存储数据寄存器) MDR位数 = 存储字长 eg:MDR=16位,每个存储单元可存放16bit,一个字(word)=16bit
易混淆:1B(Byte)=1字节 1b=1bit 1B=8bit
数据在存储体内按地址存储,每个地址对应一个存储单元
- 存储单元:每个存储单元存放一串二进制代码
- 存储字(word):):存储单元中二进制代码的组合
- 存储字长:存储单元中二进制代码的位数
- 存储元:B即存储二进制的电子元件,每个存储元可存1bit
运算器
运算器由ACC,MQ,ALU,X组成.用于实现算术运算 如:(加减乘除),逻辑运算如:(与或非)
- ACC:累加器,用于存放操作数,或运算结果。
- MQ:乘商寄存器,在乘、除运算时,用于存放操作数或运算结果。
- X:通用的操作数寄存器,用于存放操作数
- ALU:算术逻辑单元,通过内部复杂的电路实现算数运算、逻辑运算
加 | 减 | 乘 | 除 | |
---|---|---|---|---|
ACC | 被加数、和 | 被减数、差 | 乘积高位 | 被除数、余数 |
MQ | 乘数、乘积低位 | 商 | ||
X | 加数 | 减数 | 被乘数 | 除数 |
控制器
控制器由CU控制单元(Control Unit ),IR(InstructionRegister),PC(Program Counter)组成
- CU:控制单元,分析指令,给出控制信号
- IR:指令寄存器,存放当前执行的指令
- PC:程序计数器,存放下一条指令地址, 有自动加1功能
完成一条指令需要: 取指令(PC) -> 分析指令(IR) -> 执行指令(CU)
工作过程
- 指令、数据存入主存,PC指向第一条指令
- 从主存中取指令放入IR、PC自动加1、CU分析指令、CU指挥其他部件执行指令
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