什么是计算机系统
计算机系统是由硬件和软件共同的组成的一套系统。按照层级可以划分为:
image.png基本可以划分为这些层次,其中,指令集体系结构是硬件系统和软件系统的中间层。
冯诺依曼体系
冯诺依曼提出的存储式计算机结构被称为冯诺依曼结构。
主要内容为:
任何需要计算机完成的工作,都需要被编写成程序,然后将程序和数据放入主存中,启动,执行。一旦程序被启动,计算机需要在无人干预的条件下,自动完成逐条取出指令,并执行指令。
由该定义抽取出,冯诺伊曼计算机包括:
- 存储器:用来存放指令和数据
- 运算器:进行算数运算和逻辑运算
- 控制器:自动取出指令,执行指令
- 输入设备
- 输出设备
该结构规定,内部以二进制表示指令和数据,每条指令由操作码和地址码组成。操作码表示操作类型,地址码指出操作数的地址。多个指令组合成一个完整的程序。
现代的计算机结构,都是遵循该结构的产物。
现代计算机结构模型
现代计算机结构模型.pngCPU:中央处理器; PC:程序计数器;MAR:存储地址寄存器;
ALU:算术逻辑部件;IR:指令寄存器;MDR:存储数据寄存器
GPRs: 通用寄存器组
计算机的工作流程
程序执行前:
数据和指令都放在存储器中,每条指令和每条数据都有自己的标识(地址),指令按序排放。并且程序的起始地址置于PC中
开始执行程序
- 控制器从PC中取出起始指令
- 指令译码,算出地址
- 从存储器中取出操作数。
- 执行指令
- 保存结果(输出, 或留作下一次指令的操作数)
- PC指令修改,指向下一条指令。
程序执行前,在存储器中全部都是01序列。一条完整的指令包含,操作码,源操作数(可能是多个),目的地操作数.
网友评论