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計算機基本組成-------- 一條指令在機器中如何執行

一、馮`諾依曼計算機的特點
  1. 計算機由 輸入、輸出、儲存器、運算器、控制器 五部分組成。
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  2. 指令和資料以同等地位儲存於儲存器,可按地址尋訪。
  3. 指令和資料用二進位制表示。
  4. 指令由操作碼和地址碼組成。
  5. 儲存程式
  6. 以運算器為中心
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    注意:ALU大家有的時候叫他 算術邏輯單元 認為是Arithmetic Logic Unit的縮寫 其實這裡它是Arithmetical unit的縮寫 運算器的英文縮寫
二、指令

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注意:好多地方的操作碼 又叫做運算元 都一樣的,只是叫法不一樣,ACC是累加暫存器 後面有專門介紹 運算器中的幾個暫存器的 暫存器才是各個硬體的核心 無論是運算器還是儲存器還是控制器 裡面都是放了幾個暫存器的。這才是最小的單元

三、儲存器
  1. 儲存器的基本組成前面我說了元器件中其實就是暫存器 所以儲存器裡不可缺少的是 地址暫存器MAR和資料暫存器MDR
    MAR 反映 儲存單元的個數MDR反映 儲存單元中存放二進位制數的長度 就是多少個小bit
    這裡寫圖片描述 這個儲存器 有2^4個儲存單元 每個儲存單元的可以存2^8個 小bit位。
    所以這個儲存器的大小是 2^4*2^8=2^12bit .
  2. 儲存單元:存放一串二進位制程式碼 注意: 每個儲存單元賦予一個地址號 這個很重要,所以看的是儲存單元因為他和儲存地址對應
  3. 儲存字: 儲存單元中二進位制程式碼的組合 ,也就是說一個地址 對應的 儲存器裡的 內容是甚麼
  4. 儲存字長:儲存單元中二進位制程式碼的位數,也就是說一個地址 對應的 儲存器裡的 內容是長度是多少
四、運算器
  1. 運算器的基本組成 不多說直接上暫存器 無非就是加減乘除 減法被加法取代了
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  2. 加法操作過程 指令 對應的是 操作碼地址 注意操作碼不是ACC的地址 M對應的是加數的地址 初態是把被加數寫到ACC暫存器中 然後把加數M寫到x暫存器中 ACC中的數+X中的數 最後加完放到ACC中
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  3. 減法操作過程 同加法
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  4. 乘法操作過程
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  5. 除法操作過程
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五、控制器
  1. 控制器的基本組成 **pc指標暫存器 指令暫存器**pc指標 就是當前欲執行指令的地址 IR是欲執行的指令內容
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  2. 取數指令 取指令 分析執行指令 然後放到運算器中的ACC暫存器中

    • pc指標 將指令地址送給地址暫存器
    • 地址暫存器 從儲存體中找到 取數指令
    • 存數體講取數指令 送給資料暫存器
    • 資料暫存器將指令送給 指令暫存器
    • 指令暫存器分析 送給執行指令的控制單元
    • 由於分析出來的是取數指令 所以要將取得數的 地址 送到地址暫存器中
    • 地址暫存器從主儲存器找到要取的數
    • 將取的數儲存到資料暫存器
    • 最終從這個資料暫存器中的數 送到運算器中對應的acc暫存器中
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  3. 存數指令 取指令 分析執行指令 然後將ACC中的數放到儲存器中 這個步驟同上面的類似 我這裡就不敘述了
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