產品概述
珺工筆記本原理;
盡管計算機技術自20世紀40年代第一部電子通用計算機誕生以來以來有了令人目眩的飛速發展,但是今天計算機仍然基本上采用的是存儲(chu) 程序結構,即馮(feng) ·諾伊曼結構。這個(ge) 結構實現了實用化的通用計算機。
存儲(chu) 程序結構將珺工筆記本描述成四個(ge) 主要部分:算術邏輯單元、控製電路、存儲(chu) 器及輸入輸出設備。這些部件通過一組一組的排線連接(特別地,當一組線被用於(yu) 多種不同意圖的數據傳(chuan) 輸時又被稱為(wei) 總線),並且由一個(ge) 時鍾來驅動(當然某些其他事件也可能驅動控製電路)。
概念上講,一部計算機的存儲(chu) 器可以被視為(wei) 一組“細胞”單元。每一個(ge) “細胞”都有一個(ge) 編號,稱為(wei) 地址;又都可以存儲(chu) 一個(ge) 較小的定長信息。這個(ge) 信息既可以是指令(告訴計算機去做什麽(me) ),也可以是數據(指令的處理對象)。原則上,每一個(ge) “細胞”都是可以存儲(chu) 二者之任一的。
算術邏輯單元(ALU)可以被稱作計算機的大腦。它可以做兩(liang) 類運算: 第一類是算術運算,比如對兩(liang) 個(ge) 數字進行加減法。算術運算部件的功能在ALU中是十分有限的,事實上, 一些ALU根本不支持電路級的乘法和除法運算(由是用戶隻能通過編程進行乘除法運算)。第二類是比較運算,即給定兩(liang) 個(ge) 數, ALU對其進行比較以確定哪個(ge) 更大一些。
輸入輸出係統是計算機從(cong) 外部世界接收信息和向外部世界反饋運算結果的手段。對於(yu) 一部標準的個(ge) 人計算機,輸入設備主要有鍵盤和鼠標,輸出設備則是顯示器、打印機以及其他許多後文將要討論的可連接到計算機上的I/O設備。
控製係統將以上計算機各部分連接起來。它的功能是從(cong) 存儲(chu) 器和輸入輸出設備中讀取指令和數據,對指令進行解碼, 並向ALU交付匹配指令要求的正確輸入,告知ALU對這些數據做哪些運算並將結果數據返回到何處。控製係統中一個(ge) 重要組件就是一個(ge) 用來保持跟蹤當前指令所在地址的計數器。 通常這個(ge) 計數器隨著指令的執行而累加,但有時如果指令指示進行跳轉則不依此規則。
20世紀80年代以來ALU和控製單元(二者合稱中央處理器)逐漸被集成到一塊集成電路上,稱作微處理器。 這類計算機的工作模式十分直觀:在一個(ge) 時鍾周期內(nei) ,計算機先從(cong) 存儲(chu) 器中獲取指令和數據,然後執行指令,存儲(chu) 數據,再獲取下一條指令。這個(ge) 過程被反複執行,直至得到一個(ge) 終止指令。
由控製器解釋,運算器執行的指令集是一個(ge) 精心定義(yi) 的數目十分有限的簡單指令集合。一般可以分為(wei) 四類:1)、數據移動 (如:將一個(ge) 數值從(cong) 存儲(chu) 單元A拷貝到存儲(chu) 單元B)2)、數邏運算(如:計算存儲(chu) 單元A與(yu) 存儲(chu) 單元B之和,結果返回存儲(chu) 單元C)3)、 條件驗證(如:如果存儲(chu) 單元A內(nei) 數值為(wei) 100,則下一條指令地址為(wei) 存儲(chu) 單元F)4)、指令串行改易(如:下一條指令地址為(wei) 存儲(chu) 單元F)
指令如同數據一樣在計算機內(nei) 部是以二進製來表示的。比如說,10110000就是一條Intelx86係列微處理器的拷貝指令代碼。 某一個(ge) 計算機所支持的指令集就是該計算機的機器語言。因此,使用流行的機器語言將會(hui) 使既成軟件在一部新計算機上運行得更加容易。所以對於(yu) 那些機型商業(ye) 化軟件開發的人來說,它們(men) 通常隻會(hui) 關(guan) 注一種或幾種不同的機器語言。
更加強大的小型計算機,大型計算機和服務器可能會(hui) 與(yu) 上述計算機有所不同。它們(men) 通常將任務分擔給不同的CPU來執行。今天, 微處理器和多核個(ge) 人計算機也在朝這個(ge) 方向發展。
超級計算機通常有著與(yu) 基本的存儲(chu) 程序計算機顯著區別的體(ti) 係結構。它們(men) 通常有著數以千計的CPU, 不過這些設計似乎隻對特定任務有用。在各種計算機中,還有一些微控製器采用令程序和數據分離的哈佛架構。
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