【计算机组成原理 | 第三篇】各个硬件的组成部分

前言：

        在前面的文章中，我们介绍了计算机架构的基本组成。可以知道计算机的基本架构由“存储器”，“运算器”，“控制器”，“输入设备”，“输出设备”这五部分组成。

在这片文章中，我们来深入的了解一下“存储器”，“运算器”和“控制器”的基本组成。

 主存储器的基本组成：

主存储器的组成可以用图简单表示为：

下面我来介绍一下各个部分：

存储体：存储数据，内部是一系列的存储原件，可以存放二进制的0和1

MAR（Memory Address Register）：存储地址寄存器，MAR用于暂存CPU想要访问的内存地址。当CPU需要读取或写入数据时，它会将内存地址放入MAR中。MAR的位数反应存储单元的个数

MDR（Memory Data Register）： 存储数据寄存器，MDR用于暂存从内存读取的数据或待写入内存的数据。它作为一个缓冲区，确保数据在传输过程中的完整性和准确性。MDR的位数等于存储字长

例如如果MAR有4位，则说明共有个存储单元

如果MDR有16位，则说明每个存储单元可以存放16bit

在主存储器中还有一些专业名词，这里也来介绍一下：

• 存储单元：每个存储单元存储一串二进制代码
• 存储字：存储单元中的二进制代码的组合
• 存储字长：存储单元中二进制代码的位数
• 存储元：存储二进制的电子元件，每一个存储元可以存储1bit

运算器的基本组成：

存储器用来实现算数运算（例如：加减乘除）和逻辑运算（例如：与或非）

ACC：累加器，用于存放操作数，或运算结果。

MQ：乘商寄存器，在乘，除运算的时候，用于存放操作数或运算结果。

X：通用的操作数寄存器，用于存放操作数。 

ALU：算数逻辑单元，通过内部复杂的电路实现算术运算。   

控制器的基本组成：

CU（Control Unit）：控制单元，分析指令，给出控制信号

IR （Instruction Register）：指令寄存器，存放当前执行的指令

PC（Program Counter）：程序计数器，存放下一条指令的地址，有自动+1的功能 

那么控制器执行指令的流程位：

PC取一条指令---------> IR分析指令 -------------> CU执行指令

 CPU区分指令和数据的依据：指令周期的不同阶段。

总结：

        本届我们介绍了一下计算机核心硬件的组成部分，我们可以了解存储器是由存储单元，MAR，MDR组成。运算器是由ACC,MQ,ALU和X组成。控制器是由CU，IP，PC组成。

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