计算机组成原理:多级时序系统与冯·诺依曼体系

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"《多级时序系统实例分析-计算机组成原理唐朔飞主编》是关于计算机组成原理的一本教材,涵盖了计算机系统的基础知识,包括计算机系统概论、系统总线、存储器、输入输出系统、运算方法、指令系统、CPU结构、控制单元功能、设计等内容。书中详细介绍了计算机的软硬件概念,计算机系统的层次结构,以及冯·诺依曼计算机体系结构的基本组成和特点。" 在计算机组成原理中,多级时序系统是理解计算机工作流程的关键部分。例如,8085处理器的组成就涉及到多个关键组件,如指令译码、ALU(算术逻辑单元)、定时和控制、时钟、DMA(直接存储器访问)和中断控制等。这些组件协同工作,形成一个复杂的时序系统,确保计算机能够按照指令正确执行任务。 - **8085的组成**:包括16位的程序计数器(PC)、16位的堆栈指针(SP)、8位的累加器(AL)、8位的数据寄存器(D)、8位的标志寄存器(FR)以及一系列的控制信号,如ALU用于执行算术和逻辑运算,IDAL用于数据输入/输出,控制信号如RD、WR、ALE等则控制数据的读写和地址锁存。 - **计算机系统概论**:计算机系统由硬件和软件两大部分组成,其中硬件包括CPU、内存、输入输出设备等,软件则包括系统软件(如操作系统)和应用软件。冯·诺依曼计算机体系结构规定了存储程序的概念,即指令和数据一同存储在内存中,通过控制器执行。 - **层次结构**:计算机系统的层次结构分为多层,从程序员的视角看,有高级语言到机器语言的抽象层次,而从硬件实现的角度看,有微指令控制下的微程序机器。每层都为上一层提供了一个虚拟的机器模型。 - **控制单元的功能**:控制单元负责生成和协调所有操作的控制信号,根据指令的地址码和操作码来决定执行何种操作。它在计算机执行指令的过程中起到核心作用。 - **输入输出系统**:输入输出设备负责数据和指令的传输,中断控制是其重要组成部分,允许外部设备在需要时中断CPU的正常工作,进行紧急数据交换。 - **存储器**:包括主存储器和辅助存储器,存储程序和数据,是计算机运行的基础。存储器的性能(如速度和容量)直接影响计算机的整体性能。 - **指令系统**:定义了计算机能理解和执行的操作,包括操作码和地址码,不同的指令对应不同的操作。 通过对这些知识点的理解,读者可以深入掌握计算机的工作原理,为进一步学习计算机硬件设计、操作系统、编译原理等高级主题奠定基础。