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三、计算机硬件结构
实际应用的计算机系统是由计算机硬件系统、软件系统以及通信网络系统组成的一个整体系统。计算机硬件系统是指构成计算机的所有实体部件的集合,通常这些部件由电路(电子元件)、机械等物理部件组成,它们都是看得见摸得着的,故通常称为“硬件”。计算机硬件结构也可以称为冯?诺伊曼结构,它由五大部件组成:主机部分由运算器、控制器、存储器组成,外设部分由输入设备和输出设备组成,其中核心部分部件是运算器。
计算机硬件之间的连接线路分为网状结构与总线结构,这里主要介绍总线(BUS)结构。总线结构有如下几种形式:
1.以CPU为中心的双总线结构
所谓总线实际上是一组并行的导线,导线的数目和计算机字长相同,数据和指令通过总线传送。
2.以存储器为中心的双总线结构
3.单总线结构
主要部件功能:
1.运算器
运算器是完成二进制编码的算术或逻辑运算的部件。运算器由累加器(用符号L A )、通用寄存器(用符号L B )和算术逻辑单元(用符号ALU)组成,核心是算术逻辑单元。
2.存储器
在计算机中的存储器包括内存储器(又叫主存储器或随机存储器,简称内存或主存)、外存储器、只读存储器和高速缓冲存储器以及寄存器等。随机存储器是按地址存取数据的,若地址总线共有20条地址线(A 0 ~A 19 ),即有20个二进制位,可形成2 20 =1048576个地址(1兆地址)。
3.控制器
控制器由三大部件组成,它们是指令部件、时序部件和操作控制部件。
(1)指令部件
指令部件包括程序计数器PC,指令寄存器IR和指令译码器ID。
(2)时序部件
时序部件产生定时节拍,一般由时钟信号源、节拍发生器及微操作电路组成。