计算机硬件基础知识

中央处理器：

1、英文名字：center processing unit 简称cpu；中心处理单元。

2、在计算机中和嵌入式系统中，前者是有总线的，是总线把各个设备与cpu连接。而在嵌入式系统中，是直接与cpu的针脚连接的。

3、运算器：英文名字：arithmetic logic unit，alu；有单总线、双总线、三总线的运算器；直接影响的是缓存的配置个数和参数输入输出的方式。

4、控制器：包含的是程序计数器（program counter ，pc)、指令寄存器（instruction register ,ir）、指令译码器（instruction decoder，id）、可编程逻辑阵列（programmable logic array pla）、脉冲源和中断。共同完成。

基本操作方式：

　　先从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中位置（这个地址存放在程序计数器中） ；把操作码表放到指令寄存器中。

　　对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作； （指令译码器）

　　指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。

　　控制器：根据事先给定的命令发出控制信息，使整个电脑指令执行过程一步一步地进行，是计算机的神经中枢。

计算机的基本原理是存贮程序和程序控制。预先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列（称为程序）和原始数据通过输入设备输送到计算机内存贮器中。每一条指令中明确规定了计算机从哪个地址取数，进行什么操作，然后送到什么地址去等步骤。

计算机在运行时，先从内存中取出第一条指令，通过控制器的译码，按指令的要求，从存贮器中取出数据进行指定的运算和逻辑操作等加工，然后再按地址把结果送到内存中去。接下来，再取出第二条指令，在控制器的指挥下完成规定操作。依此进行下去，直至遇到停止指令。

寄存器组：

通用寄存器主要的功能由程序指令决定，放置中间结果比较常见。

控制器是计算机系统的指挥中心，它负责控制和协调整个系统的运行。控制器的基本功能就是负责指令的读出，进行识别和解释，并指挥协调各功能部件执行指令。

　　 计算机对信息的处理是通过程序的执行而实现的。程序是完成某个确定算法的指令序列，要预先存放在存储器中。控制器的作用是控制程序的执行，它应具有下列功能：

　　 ① 取指令：根据程序入口地址，从存储器中取出一条指令，并指出下条指令的地址。取出的指令送到指令寄存器，以便分析运行该指令。

　　 ② 分析指令：分析指令又称为解释指令或指令译码。是对当前取得的指令进行分析，指出它要求完成什么操作，并产生相应的操作控制命令。如果参与操作的数据在存储器中，还要形成操作数地址。

　　 ③ 执行指令：根据分析指令产生的控制命令和操作数地址，形成相应的操作控制信号序列，通过运算器、存储器、输入／输出设备的执行，实现每条指令的功能。

　　 计算机不断重复上述三种操作：取指、分析、执行；再取指、再分析、再执行，……，如此循环，直到遇到停机指令或外来干预为止。

　　 ④ 控制程序和数据的输入与结果的输出：根据程序的安排并通过人的干预，在适当的时候向输入／输出设备发出一些相应的命令来完成输入／输出功能，这实际上也是通过执行程序来完成的。

　　 ⑤ 对异常情况和某些请求的处理：当机器出现某些异常情况时(如溢出、校验错)或某些外来请求(如中断、DMA等)时，要进行相应的处理。