计算机组成原理：总线控制与存储程序方式解析

"按时序控制方式划分的计算机组成原理，包括部件内总线、系统总线和外总线，以及同步总线的概念。此外，还涉及计算机的基本概念，如冯·诺依曼思想、信息的数字化表示、存储程序工作方式，以及计算机系统的硬件组成，特别是CPU的运算器和控制器的功能和组成。" 计算机组成原理是理解计算机系统运作的基础，按时序控制方式，可以将总线分为三类：部件内总线用于插件板内芯片间的连接，系统总线连接计算机系统内的各个功能部件，而外总线则用于不同计算机系统或系统与其他设备的通信。这些总线都包含地址、数据和控制线，分别负责传输数据的位置信息、实际数据和操作指令。 冯·诺依曼思想是现代计算机设计的基石，它包括使用二进制表示程序和数据、存储程序工作方式以及由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备组成的硬件架构。信息在计算机中通常以二进制代码的形式存在，例如数字、字符和状态表示。数字信号，如电平信号和脉冲信号，是这些代码的物理载体。 存储程序工作方式意味着程序先被存储在内存中，然后由控制器按照预设顺序自动执行。控制器由微命令发生器、指令信息、状态信息、时序信号等组成，其功能是生成控制命令来协调整个计算机的操作。运算器则负责信息加工，由ALU（算术逻辑单元）、移位器、选择器和通用寄存器等组成，执行各种算术和逻辑运算。 CPU是计算机的核心，由运算器和控制器构成。运算器中的ALU通过全加器进行加法运算，并通过移位器实现数据的移动，通用寄存器则用于暂存操作数和运算结果。控制器则根据指令信息和状态信息生成微命令，以控制整个计算过程。微程序控制方式和组合逻辑控制方式是控制器的两种主要实现方法，前者通过微指令存储体产生微命令，后者则是通过组合逻辑电路直接生成。 了解这些基础知识对于理解计算机的运行机制至关重要，它们构成了计算机科学和技术的基础，并影响着硬件设计、软件开发以及系统优化的方方面面。