计算机系统层次结构

计算机硬件的基本组成

冯诺依曼结构

特点:

  1. 采用 ” 存储程序 ” 的工作方式
    • 指令以二进制代码的形式事先输入计算机的主存储器,然后按其在存储器中的首地址执行程序的第一条指令,以后就按该程序的规定顺序执行其他指令,直至程序执行结束
  2. 计算机由五大部件组成
    • 输入设备,输出设备,存储器,运算器,控制器
  3. 指令和数据以同等地位存储在存储器中,并按地址寻问
  4. 指令和数据均以二进制代码表示
    • CPU 区分指令和数据的依据是指令周期的不同阶段
    • 数据由指令的地址码给出
  5. 指令 = 操作码 + 地址码
    • 操作码用来表示操作的性质
    • 地址码用来表示操作数在存储器中的位置
  6. 指令在存储器内按顺序存放
    • 通常,指令是顺序执行的,在特定条件下可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序
  7. 以运算器为中心,输入输出设备通过运算器与存储器传送数据
  8. 单处理机
  9. 基本工作方式是控制流驱动方式

现代计算机结构

特点:

  1. 以存储器为核心
  2. 计算机 = 主机 + 输入/输出设备
  3. 主机 = CPU + 主存
  4. CPU = 运算器 + 控制器
    • 控制器:指挥各部件使得程序执行
    • 运算器:计算机的执行部件,进行算术运算和逻辑运算
  5. 存储器 = 主存 + 辅存,存放数据和指令
    • 主存储器(内存):CPU 可直接访问
      • 工作方式:按存储单元的地址进行存取(按地址存取方式)
    • 辅助存储器:调入主存后,才可被 CPU 访问
  6. I/O 设备 = 输入设备 + 输出设备
    • 输入设备:将信息转换为机器能够识别的形式
    • 输出设备:将结果转换为人们熟悉的形式