硬件

1. 硬件的整体介绍

缺点：数据输入进来，本来应该要直接放到存储器里面，但是会先放到运算器再放到存储器。同理输出设备本来应该直接从存储器里面拿东西，但是还是要先给运算器，从运算器里面把东西拿出去。

现代计算机结构就是改变这个缺点：

• 这里的主机和现实生活中的放在机箱里面的那些主机不同。
• 主存是主存储器，辅存是硬盘。比如手机的运行内存就是主存。所有下载的APP是放在辅存里面的。只有运行的时候才会把APP的代码数据读取到主存里面去。所以辅存要看做是IO设备。

2. 各个硬件的工作原理

2.1 主存储器

• 存储体用来存储数据。

• CPU会把想要存放的数据的地址写入MAR里面，主存储器就可以根据MAR里面的地址，从存储体里面拿出CPU想要的数据。

• 拿出来的数据，写入MDR里面，然后CPU从MDR里面取走数据。

• CPU也可以写入数据，写入的数据先放到MDR里面，然后通过控制总线告诉主存储器，这次是写操作。然后主存储器就会根据对应的信息进行写操作了。

• 存储字长一般是8的倍数。
• 字和字节不一样，一个字节是8个比特。但是一个字的大小取决于计算机硬件的设计，可以是8,16,32,64都有可能。
• 描述字节用B，描述比特用b。比如办宽带，100Mbps是说每秒100Mb,是比特！而用迅雷下载的时候的10MBps，是B，所以并不是运营商骗了你，实际上要100/8才是你实际获得的MBps。

2.2 运算器

• ALU是核心。成本也最高。

2.3 控制器

• CU是核心。

3. 计算机的工作过程

• 执行指令的时候，CPU会把指令拆解为操作码和地址码。

• 括号指的是这个寄存器里面的内容。比如(MAR)指的是MAR寄存器里面的内容。

• M指的是主存储器。
  

• 指令和数据以同等的地位存于存储器，可以按地址寻访。指令由操作码和地址码组成。

• 后面俩步我就省略了。

• 取指令和分析指令的操作都是一样的。只有分析完指令以后，接下来的操作才可能不一样。

• 取指令的时候，MDR的数据肯定是要传给IR的，而在执行指令的阶段，CU会根据指令的不同去决定MDR的数据内容是放在ACC还是MQ还是X，

• 所以根据指令执行周期的不同，在不同的阶段，CPU就可以区分出这次从MDR取出来的是数据还是指令。

• 在程序运行之前，指令和数据都会被提前存储到主存储器里面。

• 补充：现在的计算机通常把MAR、MDR集成到CPU里面。