第五章 - 電腦群組成

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電腦的組成部分可以分為三大類：中央處理單元（CPU），主儲存空間，輸入/輸出子系統。

 

中央處理單元：算數邏輯單位（ALU），控制單元，寄存器組。

算數邏輯單位：對資料進行邏輯（與，或，非，異或），移位（邏輯移位和算術移位）和算術運算。

寄存器：用來存放臨時資料的高速獨立的儲存單元。（資料寄存器，指令寄存器，程式計數器）

控制單元：控制各個子系統的操作。

 

主儲存空間：他是儲存單元的集合，每一個儲存單元都有唯一的標識，稱為地址。資料以稱為字的位組的形式在記憶體中傳入和傳出。字可以是8位，16位，32位，如果字是8位，一般稱為1位元組。

地址空間：儲存空間中每個字都需要有相應的標誌符。（B=位元組）

儲存空間類型：RAM和ROM

儲存空間的結構：主存（最慢，便宜） - 高速緩衝儲存空間 - 寄存器（最快，昂貴）

高速緩衝儲存空間：常被置於CPU和主存之間。在任何時間都含有主存中一部分內容的副本。

當CPU要存取主存中的一個字的時候，將按以下的步驟進行：（8-2規則）

1.CPU首先檢查高速緩衝儲存空間。

2.如果要存取的字存在，CPU就將它複製，如果不存在，CPU將從主存中複製一份。該資料區塊將覆蓋高速緩衝儲存空間的內容。

3.CPU存取高速緩衝儲存空間並複製該字。

 

輸入/輸出子系統：非存放裝置和存放裝置。

非存放裝置:鍵盤，監視器，印表機

存放裝置：磁碟（需瞭解），磁帶，光存放裝置，，，，

 

子系統的互聯

CPU和儲存空間的串連

　　CPU和儲存空間之間通常由稱為匯流排的三組線路串連在一起，分別為資料匯流排，地址匯流排，控制匯流排。

資料匯流排：每一根上每次傳送1位的資料。線的數量取決於電腦的字的大小。例如，電腦中的字是32位（4位元組），那麼需要有32根線的資料匯流排，以便同一時刻可以傳送32位的字。

地址匯流排：允許訪問儲存空間中的某個字，地址匯流排的線數取決於儲存空間的大小。如果儲存容量為2n個字，那麼地址匯流排一次需要傳送n位的地址資料。因此，他需要n根匯流排。

控制匯流排：負責在中央處理器和記憶體之間傳送資訊。例如，必須有一個代碼從CPU發往記憶體，用於指定進行的是讀操作還是寫操作，控制匯流排的線數取決於電腦所需要的控制命令的總數。如果有2n條控制命令，那麼控制總i謝娜就需要由n根，因為n位可以定義2n個不同的操作。

 

I/O 裝置的串連

輸入/輸出裝置都不能夠直接與串連CPU和記憶體的匯流排相連。因為輸入/輸出裝置的本質與CPU和記憶體的本質不同，輸入/輸出裝置都是機電，磁性或光學裝置，而CPU和記憶體是電子裝置。與CPU和記憶體相比，輸入/輸出裝置的操作速度要慢很多。因此必須要有中介來處理這種差異，輸入/輸出裝置是通過一種被稱為輸入輸出控制器或介面的器件串連到匯流排上的。每一個輸入/輸出裝置都有一個特定的控制器。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

　　

第五章 - 電腦群組成