计算机组成原理2各个硬件的工作原理
一、主存储器
(1)存储体(M)
1、存储单元:每个存储单元存放一串二进制代码。
2、存储字(word):存储单元中二进制代码的组合。
3、存储字长:存储单元中二进制代码的位数,一般是 8bit 的倍数。
4、存储元件(存储元):即存储二进制的电子元件,每个存储元件可存 1bit。
MAR位数反映存储单元的个数
MDR位数 = 存储字长
MAR、MDR逻辑上属于主存,但是现代计算机把它们放在CPU中,后面的高速换成Cache也是在CPU中。
eg:
MAR = 4 位 ——> 有 2424 个存储单元
MDR = 16 位 ——> 每个存储单元可以存放 16bit,即 1word = 16bit
1 Byte = 1 B = 8 bit = 8 b
1 word = ? bit (要看MDR有几位)
(2)MAR(存储地址寄存器)MAR位数反映存储单元的个数
(3)MDR(存储数据寄存器)MDR = 存储字长
二、运算器
运算器:用于实现算术运算(如:加减乘除)、逻辑运算(如:与或非)
运算器最重要的4个部件
- 累加器ACC:用于存放操作数,或运算结果。
- 乘商寄存器MQ:在乘、除运算时,用于存放操作数或运算结果。
- 通用的操作数寄存器X:用于存放操作数
- 算术逻辑单元ALU(运算器最核心的部件):通过内部复杂的电路实现算数运算、逻辑运算
此外,运算器中还有变址寄存器(IX)、基址寄存器(BR)、程序状态寄存器(PSW,也称标志寄存器)
三、控制器
控制器最重要的3个部件
- ==控制单元(CU)==:分析指令,给出控制信号
- 指令寄存器(IR):放当前执行的指令
- 程序计数器(PC):存放下一条指令地址,有自动加 1 功能
完成指令的基本步骤
取指
取指令:PC
分析指令:IR
执行
执行指令:CU
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