3.认识各个硬件

认识各个硬件

主存储器:

  1. 存储体:用来存储二进制数据
  2. MAR(Memory Address Register)存储地址寄存器
  3. MDR(Memory Data Register)存储数据寄存器

CPU从主存储器读取数据

CPU想要获取数据时,首先把存放地址写入MAR中,主存储器根据MAR对应的地址到存储体内寻找对应的数据,然后把数据写入MDR当中,最后CPU通过数据线路从MDR当中读取它想要的数据。


CPU读取

CPU向存储器写入数据

CPU首先向MAR指明它想要写入的地址位置,以及向MDR中放入它想要写入的数据。接着CPU通过数据线路告诉主存储器它想要写入数据,最后由主存储器根据这三个信息执行操作。


CPU写入

存储体

存储单元:存放一串二进制代码,称之为存储字(word),每个存储字包含多少个二进制信息位,本称之为存储字长,通常存储字长都是8bit的整数倍

存储元:用于存储二进制的电子元件(电容),每个存储元存放1bit,存储元和一些线路就构成了存储单元。


存储体

演示计算机的工作过程

首先看一下计算机各个硬件部件:

主存存储体MAR地址寄存器MDR数据寄存器

注意:MAR,MAR在现代计算机中也被集成到CPU内了

运算器MQ乘商寄存器ACC累加寄存器ALU算术逻辑单元(*),X通用寄存器

控制器PC程序计数器IR指令寄存器CU控制单元(*)

指令主存

指令执行过程

1:PC=0:指向第一条指令,控制器通过控制总线告诉主存储器,它要进行读取操作,并且把地址写入MAR

2:MAR根据地址访问存储体中的指令数据

3:将读取的指令写入MDR中

4:通过数据总线将MDR中的指令数据写入IR中

此时取址操作完成,PC+1

5:IR将指令中的操作码写入CU,CU会根据操作码分析这是一个取数指令

这个步骤是:分析

6:再根据地址码对应的主存地址通过MAR找到对应的数据

7:在CU控制单元的指挥下会把数据送入运算器中,如果是变量就送到ACC中,如果需要进行乘商操作,就送到MQ中

8:运算器在乘法运算的时候先把ACC中的数据放到X中,然后通过ALU控制X中的数与MQ中的数执行相乘操作,结果会放入ACC中。

这个部分是:执行

计算机指令的执行三个阶段:取址,分析,执行

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