计算机基础（二） 5页

批准人：年月日计算机基础（二）作业提要课目：计算机硬件知识（二）目的：掌握冯·诺依曼结构要点和微型机的结构框图；掌握计算机的基本组成，了解主要组成部分结构及功能内容：计算机的结构特点和框图；主要组成部分结构及功能方法：理论讲解地点：教室时间：240分钟要求：认真听讲，做好笔记器材保障：教具作业进程作业准备：1、清点人员，2、宣布作业提要作业实施：一、计算机的结构特点和框图1、冯·诺依曼结构冯·诺依曼结构是计算机的经典结构，这种结构的要点是：（1）计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成（2）数据和程序以二进制代码的形式不加区别的存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址也为二进制代码\n（1）控制器是根据存放在存储器中的指令序列即程序来工作的，并由一个程序计数器（即指令地址计数器）控制指令的执行。控制器具有判断能力，能以不同的计算结果选择不同的动作流程。2、计算机的结构框图CPUAB控制器DB运算器CB存储器外设I/O接口图2—1计算机的结构框图二、主要组成部分结构及功能1、中央处理器（CPU）中央处理器是计算机的控制指挥中心，由运算器、控制器和内部总线及缓冲器三部分组成。每部分又由一些基本部件组成，其结构如图2—2所示，其各部分功能如下：（1）算术逻辑单元ALUALU是运算器的核心。它以全加器为基础，辅以移位寄存器及相应的逻辑组合而成的电路，在控制信号的作用下可完成四则运算和各种逻辑运算。（2）累加器ACC、累加锁存器和暂存器\n累加器ACC简称为累加器A，是通用寄存器中的一个。它总是提供输入运算器的两个操作数之一，且运算结果又送回它之中。累加锁存器是防止ALU的输出通过累加器A反馈到ALU的输入端暂存器是用于保存操作数的，不保存操作结果，这是与累加器A区别的地方。（1）标志寄存器FRFR用以寄存ALU操作结果的某些重要状态和特征。由于ALU的运算结果存放在累加器A中，所以，FR也反映了累加器中数据的特征。在80386/80486中，它还存放控制处理器工作方式的控制标志和系统标志（2）寄存器组RSRS实质上是CPU内部的RAM。寄存器分为专用寄存器和通用寄存器。专用寄存器的作用是固定的，如：SP,PC等。通用寄存器可由程序员来规定其用途。由于有了这些寄存器，在需要重复使用某些操作数和中间结果时，就可将它们暂存在寄存器中，避免对存储器的频繁访问，从而缩短了指令周期和指令执行时间。（3）堆栈和堆栈指针SP堆栈是一组寄存器或存储器中开辟的一个特定区域，使用堆栈作为数据的一种暂存方式。数据存入堆栈称为压入（PUSH）操作，数据从堆栈中取出称为弹出（POP）操作。它按照“先进后出”的方式进行数据存储。堆栈指针SP是用来指示栈顶地址的寄存器，初值由程序员设定，其后内容由CPU自动管理\n（1）程序计数器PCPC用于存放下一条要执行的指令的地址码。在顺序执行指令时，每取指令的一个字节，PC的内容自动加1，取完一条指令的所有字节，PC中存放的是下一条指令的首地址，若要改变程序的顺序，需把新的目标地址装入PC（2）指令寄存器IR、指令译码器ID、操作控制器OC这三个部件是CPU的指挥控制中心，对调节整个计算机有序工作极为重要。它根据用户预先编好的程序，依次从存储器中取出各条指令，放在指令寄存器IR中，通过指令译码器分析确定应该进行什么操作，然后通过操作控制器OC，按确定的时序向相应的部件发出控制信号。ABDB数据缓冲器地址缓冲器内部总线累加器A暂存器IR寄存存器组(RS)通用寄存器组累加锁存器堆栈指针程序计数器ID算术逻辑单元ALAOC标志寄存器FR控制总线CB图2—2中央控制单元典型结构示意图（单总线）\n1、存储器存储器又叫内存或主存，是计算机的存储和记忆部件，用以存放数据和程序。（1）内存的操作CPU对内存的操作有读和写两种。读操作是CPU将内存单元的内容取入CPU内部；写操作是CPU将其信息送到内存保存起来（2）内存的分类按工作方式分，内存可分为两大类：随机存取存储器（RAM）,只读存储器ROM。2、输入/输出（I/O）设备的接口I/O接口是计算机与I/O设备间的连接和信息交换不能直接进行而设计的接口电路，也叫I/O适配器3、三总线（1）数据总线DB用来传送数据信息，是双向总线（2）地址总线AB用于传送CPU发出的地址信息，是单向总线（3）控制总线CB用来传送控制信号、时序信号和状态信号等，CB的每一根线是单向的，但作为一个整体是双向的。作业：1、简述冯·诺依曼结构要点2、计算机一般由哪五大部分组成？