计算机基础硬件的工作原理

主存储器

主存,MAR,MDR

主存

内存,数据在存储体内按地址存储。
存储单元:每个存储单元存放一串二进制代码。
存储字(word):存储单元中二进制代码的组合
存储字长:存储单元中二进制代码的位数
存储元:电子元件,每个存储元可存1bit
1个字节=1B(byte)=8bit

MAR

地址存储,反映存储单元的个数。一个地址对应一个存储单元。
MAR 4位=2的四次方个存储单元(4位二进制)

MDR

数据存储,
MDR 16位:每个存储单元可存放16bit
即一个字(word)=16bit

运算器

ACC,MQ,ALU,X

ACC

累加器,用于存放操作数或运算结果

MQ

乘商寄存器,在乘除时用于存放操作数和运算结果

X

通用操作数寄存器,用于存放操作数

控制器

CU,IR,PC

CU

控制单元,分析指令,给出控制信号

IR

指令寄存器,存放当前执行的指令

PC

程序计数器,存放下一条指令地址,有自动加1的功能

完成一条指令

  • 取指令PC
  • 分析指令IR
  • 执行指令CU

取数

  • PC将存着第一条指令的地址发给MAR
  • MAR发给主存
  • 主存发给MDR,MDR得到第一条指令的具体内容
  • MDR发给IR
    分析指令
  • IR分析,将第一条指令中的操作码(OP)发给CU,CU分析操作码后得知指令(例取数)
    执行指令
  • IR继续分析,将第一条指令中的数据地址码(Ad)发给MAR
  • MAR发给M,M把数据取出给MDR
  • MDR发给ACC

结束后PC自动加1,重复一轮后第二个数字(若乘法)则给MQ

  • ACC给X
  • MQ*X给ACC
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