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电脑工作原理图解(计算机的工作原理)

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  • 2022-12-19 11:58:16
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先从存bai储器入手,如果我们把一个存储du体比作一栋大楼,那么每个存zhi储单元可看作大楼的每个房间dao,每个存储单元可看作每个房间中的一张床位。(显然每个房间都得有一个房间编号)主存的工作方式就是按存储单元的地址号来实现对存储字各位的存(写入)、取(读出)。为能实现按地址访问的方式,主存中还必须配置两个寄存器MAR(Memory Adress Register)和MDR(Memory Data Register)。MAR用来存放欲访问的存储单元的地址,其位数对应存储单元的个数。MDR是存储器数据寄存器,是用来存放从存储体某单元取出的代码或准备往某存储单元存入的代码,其位数与存储字长相等
-----------再看控制器,控制器是计算机组成的神经中枢,由它来指挥全机各部件自动、协调地工作。具体而言,它首先要命令存储器读出一条指令,这叫作取指过程。接着,它要对这条指令进行分析,指出指令要完成什么样的操作,并按寻址特征指明操作数的地址,这叫分析过程。最后根据操作数所在的地址,取出操作数并完成某种操作,这叫做执行过程。控制器由程序计数器PC,指令寄存器IR以及控制单元CU几部分组成。
-----------接着看I/O子系统,包括各种外部设备及相应的接口。每一个设备都是由I/O接口与主机联系的,它接受CU发出的各种控制命令完成相应的操作。如键盘由键盘接口电路与主机联系;打印机由打印机接口电路与主机联系。
启动机器后,控制器立即将程序计数器的内容送至主存的MAR(记作PC—MAR)并命令存储器做读操作,此刻主存“0”号单元的内容“0000010000001000”便被送入MDR内。然后由MDR送至控制器的IR(记作MDR—IR),完成了一条指令的取指过程。经CU分析操作码“000001”为取数指令,于是CU又将IR中的地址码“0000001000”。送至MAR,并命令存储器做读操作,将该地址单元中的操作数x送至MDR,再由MDR送至运算器的ACC(记作MDR,ACC),完成了此指令的执行过程。此刻,也即完成了第一条取数指令的全过程,即将操作数x送至运算器ACC中。与此同时,PC完成自动加1的操作,形成了下一条指令的地址“1”号。同上所述,由PC送至MAR,命令存储器做读操作,将“0001000000001001”送入MDR,又由MDR-->IR。接着CU分析操作码“000100”为乘法指令,故CU又向存储器发出读命令,取出对应地址为
“0000001001”单元中的操作数o,经MDR送至运算器MQ,CU再向运算器发乘法操作命令,完成ax的运算,并把运算结果ox存放在ACC中。同时PC完成一次(PC)十1。PC,形成下一条指令的地址“2”号。依次类推,逐条取指、分析、执行,直至打印出结果。最后执行完停机指令后,机器便自动停机。
以上图解及文字叙述就是计算机大体的工作原理,也就是其解决问题的过程,可能较为简单,至于上述每个部件的详细解释及相关作用,请登陆常用术语页面进行详细的查询,在此不再一一说明......

程序员眼中的电脑,简单科普下手机等数码设备工作原理

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,从存储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。程序与数据一样存取,按程序编排的顺序,一步一步地取出指令,自动地完成指令规定的操作是计算机最基本的工作原理,这一原理最初是由美籍匈牙利数学家冯.诺依曼于1945年提出来的,故称为冯.诺依曼原理,冯诺依曼体系结构计算机的工作原理可以概括为八个字:存储程序、程序控制[1] 。

存储程序 --- 将解题的步骤编成程序(通常由若干指令组成),并把程序存放在计算机的存储器中(指主存或内存);

程序控制 --- 从计算机主存中读出指令并送到计算机的控制器,控制器根据当前指令的功能,控制全机执行指令规定的操作,完成指令的功能。重复这一操作,直到程序中指令执行完毕。

程序员眼中的电脑,简单科普下手机等数码设备工作原理

计算机的工作原理是利用计算机解题首先要把指挥计算机如何进行操作的指令序列(即程序)和原始数据通过输入设备输送到计算机内存储器中,计算机运行时,依次从内存中取出一条条指令,控制器对指令进行分析判断,按照指令要求,发出不同的控制信号,在控制器的指挥下完成规定的操作,直到完成全部操作为止。

一般把计算机完成一条指令所花费的时间称为一个指令周期,指令周期越短,指令执行越快。通常所说的CPU主频或工作频率,就反映了指令执行周期的长短。

计算机在运行时,CPU从内存读出一条指令到CPU内执行,指令执行完,再从内存读出下一条指令到CPU内执行。CPU不断地取指令、分析指令、执行指令,这就是程序的执行过程。

总之,计算机的工作就是执行程序,即自动连续地执行一系列指令,而程序开发人员的工作就是设计程序。一条指令的功能虽然有限,但是由一系列指令组成的程序可完成复杂的任务。

扩展资料

主要特点:

运算速度快:计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。

例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年,而在现代社会里,用计算机只需几分钟就可完成。

计算精确度高:科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。

一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。

逻辑运算能力强:计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

参考资料来源:百度百科-计算机

  计算机 - 原理
  不论何种计算机,它们都是由硬件和软件所组成。

  硬件
  计算机系统中所使用的电子线路和物理设备,是看得见、摸得着的实体,如中央处理器(CPU)、存储器、外部设备(输入输出设备、I/O设备)及总线等。个人电脑(PC:personalcomputer)的主要结构,主机:主板、CPU(中央处理器)、主要储存器(内存)、扩充卡(显示卡、声卡、网卡等有些主板可以整合这些)、电源供应器、光驱、次要储存器(硬盘)外设:显示器、键盘、鼠标(音箱、摄像头,外置调制解调器MODEM等)。
  软件
  显卡图册
  对能使计算机硬件系统顺利和有效工作的程序集合的总称。程序总是要通过某种物理介质来存储和表示的,它们是磁盘、磁带、程序纸、穿孔卡等,但软件并不是指这些物理介质,而是指那些看不见、摸不着的程序本身。可靠的计算机硬件如同一个人的强壮体魄,有效的软件如同一个人的聪颖思维。计算机的软件系统可分为系统软件和应用软件两部分。系统软件是负责对整个计算机系统资源的管理、调度、监视和服务。应用软件是指各个不同领域的用户为各自的需要而开发的各种应用程序。计算机软件系统包括:
  ①操作系统:系统软件的核心,它负责对计算机系统内各种软、硬资源的管理、控制和监视。
  ②数据库管理系统:负责对计算机系统内全部文件、资料和数据的管理和共享。

  ③编译系统:负责把用户用高级语言所编写的源程序编译成机器所能理解和执行的机器语言。

  ④网络系统:负责对计算机系统的网络资源进行组织和管理,使得在多台独立的计算机间能进行相互的资源共享和通信。

  ⑤标准程序库:按标准格式所编写的一些程序的集合,这些标准程序包括求解初等函数、线性方程组、常微分方程、数值积分等计算程序。

  ⑥服务性程序:也称实用程序。为增强计算机系统的服务功能而提供的各种程序,包括对用户程序的装置、连接、编辑、查错、纠错、诊断等功能。为了使计算机能算得快和准、记得多和牢,数十年来,对提高单机中的中央处理器的处理速度和精度,对提高存储器的存取速度和容量作了许多改进,如:增加运算器的基本字长和提高运算器的精度;增加新的数据类型,或对数据进行自定义,使数据带有标志符,用以区别指令和数,及说明数据类型;在CPU内增设通用寄存器、采用变址寄存器、增加间接寻址功能和增设高速缓冲存储器和采用堆栈技术;采用存储器交叉存取技术及虚拟存储器技术;采用指令流水线和运算流水线;采用多个功能部件和增设协处理器等。

  充分发掘了单个处理器的潜力后,人们转向发展并行处理技术。开始时(1952年)是在运算器中设计了并行的算术运算逻辑,继而开始采用多功能部件,即在中央处理器中设立相互独立、而又可能同时工作的功能部件。经过30年的发展,用单处理器构成的计算机系统,性能已达到相当高的水平,向量巨型计算机就是这时期的技术的结晶。 要知道计算机的工作原理先要知道计算机的组成部分,即五大硬件部分:运算器、控制器、输入设备、输出设备、存储器。
要是只要简述就答下面的工作流程就行了:
用户将指令通过输入设备传输给控制器,控制器发出控制信号,将数据从存储器中调入运算器,运算器对数据进行加工处理后通过输出设备将运行结果以人们所需要的形式表达出来。

windows 先捕获鼠标双击事件,然后再判断双击落在哪个对像上面,发现原来是 word,于是把 word 程序 copy 一份到内存,称之为进程,这是普通应用程序,在 ring3 运行,系统核心进程运行在 ring0,掌握资源的分配与回收、负责调度进程(多任务)、接管孤儿进程、杀掉僵尸进程。。。。。。

word 在内存运行时,很可怜,身不由己,虽然其代码得到了执行,但 CPU 并不由它掌控,它得看着系统调度进程的脸色行事。调度进程每隔一段时间就要强制夺回 CPU 控制权,然后再看看有没有比当前进程更紧急的进程需要运行,若有,先把 CPU 分配给优先级高的进程。