基本组成

硬件工作原理

主存储器的基本组成

主存储器：存储体、MAR、MDR

MAR：存储单元的地址（MAR位数反应存储单元的个数）

MDR：存储单元取出来的数据放在MDR中（MDR位数=存储字长）

例子： MAR=4位 → 总共有2^4个存储单元

MDR=16位 → 每个存储单位可存放16bit，1字（word）=16bit（主要看计算机硬件结构怎么设计，有可能是16、8、32、64）

易混淆：

1字节（Byte） = 8bit

1B = 1字节

1b = 1bit

数据在存储体内按地址存储

存储体由一个个存储单元组成

存储单元：存放一串二进制代码（存放16个二进制，16个比特）

存储字：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，通常8位

存储单元对应一个地址信息，地址从0开始（该地址信息是MAR应该指明的信息）

存储元：存储二进制的电子元件，每个存储元可存1bit

运算器的基本组成

控制器的基本组成

完成一条指令：取指令PC → 分析指令IR → 执行指令CU

计算机的工作过程

0-4存储这段程序的机器指令

每个存储单元是16bit

1-4取指令 5分析指令 6-9 执行取指令

指令和变量的数据存放在存储体中

执行的第一条指令存放在0号位置，PC指向0，取出指令执行

传送到MAR，MAR=0，控制器向主存储器指明接下来访问的是0，控制器通过控制总线告诉主存储器是读操作

主存储根据MAR记录的地址信息去存储体找0号地址所对应的二进制数据，并且把二进制数放到MDR

MDR通过数据总线放到IR（指令寄存器）去

该IR指令前6bit（操作码）送到CU，CU分析得知000001 是取数的指令，

将地址码放到MAR，MAR=5，将该指令的地址码所指明的内存单元的数据取出来

主存储器根据MAR指明的地址，去存储体当中找出5号单元的数据，放到MDR当中，MDR=2

MDR的数据传送到ACC，a变量的值已经放在ACC

此时执行完第一条指令，PC+1，以此类推

计算机系统的层次结构

C++、Java：编译程序

JavaScript、Python：解释程序

计算机性能指标

存储器的性能指标

总容量 = 存储单元个数 × 存储字长bit 1Byte = 8bit

​ = 存储单元个数 × 存储字长/8 Byte

例子：

MAR为32位，MDR为8位

总容量 = 2^32 * 8 bit = 4GB