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計算機組成概念與組成部分

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  計算機組成(computer composition)指的是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的邏輯實現(xiàn),包括機器機內(nèi)的數(shù)據(jù)流和控制流的組成及邏輯設(shè)計等。

  計算機組成的任務(wù)是在指令集系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定分配給硬件系統(tǒng)的功能和概念結(jié)構(gòu)之后,研究各組成部分的內(nèi)部構(gòu)造和相互聯(lián)系,以實現(xiàn)機器指令集的各種功能和特性。這種聯(lián)系包括各功能部件的內(nèi)部和相互作用。

  計算機組成要解決的問題是在所希望達到的性能和價格下,怎樣最佳,最合理地把各個數(shù)倍和部件組成成計算機,已實現(xiàn)所確定的ISA。計算機組成設(shè)計要確定的方面應(yīng)包括:

  (1)數(shù)據(jù)通路寬度:數(shù)據(jù)總線上一次并行傳送的信息位數(shù)。

  (2)專用部件的設(shè)置:是否設(shè)置乘除法、浮點運算、字符處理、地址運算等專用部件,設(shè)置的數(shù)量與機器要達到的速度、價格及專用部件的使用頻度等有關(guān)。

  (3)各種操作對部件的共享程度:分時共享使用程度高,雖限制了速度,但價格便宜。設(shè)置部件多降低共享程度,因操作并行度提高,可提高速度,但價格也會提高。

  (4)功能部件的并行度:是用順序串行,還是用重疊、流水或分布式控制和處理。

  (5)控制機構(gòu)的組成方式:用硬聯(lián)還是微程序控制,是單機處理還是多機或功能分布處理。

  (6)緩沖和排隊技術(shù):部件間如何設(shè)置及設(shè)置多大容量的緩沖器來協(xié)調(diào)它們的速度差;用隨機、先進先出、先進后出、優(yōu)先級,還是循環(huán)方式來安排事件處理的順序。

  (7)預(yù)估、預(yù)判技術(shù):為優(yōu)化性能用什么原則預(yù)測未來行為。

  (8)可靠性技術(shù):用什么冗余和容錯技術(shù)來提高可靠性。

  硬件組成部分

  主要分為五個部分:

  1. 控制器(Control):是整個計算機的中樞神經(jīng),其功能是對程序規(guī)定的控制信息進行解釋,根據(jù)其要求進行控制,調(diào)度程序、數(shù)據(jù)、地址,協(xié)調(diào)計算機各部分工作及內(nèi)存與外設(shè)的訪問等。

  2. 運算器(Datapath):運算器的功能是對數(shù)據(jù)進行各種算術(shù)運算和邏輯運算,即對數(shù)據(jù)進行加工處理。

  3. 存儲器(Memory):存儲器的功能是存儲程序、數(shù)據(jù)和各種信號、命令等信息,并在需要時提供這些信息。

  4. 輸入(Input system):輸入設(shè)備是計算機的重要組成部分,輸入設(shè)備與輸出設(shè)備合稱為外部設(shè)備,簡稱外設(shè),輸入設(shè)備的作用是將程序、原始數(shù)據(jù)、文字、字符、控制命令或現(xiàn)場采集的數(shù)據(jù)等信息輸入到計算機。常見的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標器、光電輸入機、磁帶機、磁盤機、光盤機等。

  5. 輸出(Output system):輸出設(shè)備與輸入設(shè)備同樣是計算機的重要組成部分,它把外算機的中間結(jié)果或最后結(jié)果、機內(nèi)的各種數(shù)據(jù)符號及文字或各種控制信號等信息輸出出來。微機常用的輸出設(shè)備有顯示終端CRT、打印機、激光印字機、繪圖儀及磁帶、光盤機等。

  (cpu=控制器+運算器

  主板=I/O總線,輸入輸出系統(tǒng)

  存儲器=內(nèi)存+硬盤

  I/O設(shè)備:鍵盤,鼠標,掃描儀,顯示器等等

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