计算机结构
计算机结构分为五大类
$$ 计算机结构 \begin{cases} 运算器 \begin{cases} 算术逻辑单元ALU\累加寄存器AC\数据缓冲寄存器DR\状态条件寄存器PSW\end{cases} \ \ 控制器\begin{cases} 程序计数器PC\指令寄存器IR\地址寄存器DR\指令译码器ID\时序部件\end{cases}\\ \存储器 \begin{cases}主存储器\辅助存储器\end{cases}\\ 输入设备\\输出设备 \end{cases} $$
主存储器又被称为内存，硬盘属于辅助存储器
外设由I/O+辅助存储器组成
运算器
$$ 运算器 \begin{cases} 算术逻辑单元ALU\累加寄存器AC\数据缓冲寄存器DR\状态条件寄存器PSW\end{cases} $$
运算器可以进行算术运算和逻辑运算
- ALU进行运算
- AC来存储临时运算结果
- DR进行读写缓冲
- PSW标记状态，例如溢出、清零等等(在哪里有争议，有时在运算器，有时在控制器)
控制器
$$ 控制器\begin{cases} 程序计数器PC\指令寄存器IR\地址寄存器DR\指令译码器ID\时序部件\end{cases} $$
- PC存放CPU要访问的下一条指令的地址
- IR暂存当前正在执行的指令
- DR存储CPU当前访问指令的地址
- ID翻译指令
- 时序部件,提供时许控制信号，控制操作的时间顺序
控制器是计算机系统的指挥中心，控制器的主要功能有:
从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。
对指令进行译码或测试，产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作。
指挥并控制CPU、主存、输入和输出设备之间的数据流动方向。
根据控制器产生微操作控制信号的方式的不同，控制器可分为硬布线控制器和微程序控制器
硬布线控制器
硬布线控制器的基本原理是根据指令的要求、当前的时序及外部和内部的状态，按时间的顺序发送一系列微操作控制信号
它由复杂的组合逻辑门电路和一些触发器构成，因此又称组合逻辑控制器
微操作控制器
控制单元具有发出各种操作命令(控制信号)序列的功能
这些命令与指令有关，而且必须按一定次序发出，才能使机器有序地工作
一条指令分为3个工作周期：取指周期、间址周期和执行周期