软考之计算机硬件

计算机组成

计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。

其中运算器和控制器组成中央处理器（CPU）。

运算器负责完成算术、逻辑运算功能，通常由ALU（算术/逻辑单元）、数据缓冲寄存器、累加寄存器、多路转换器、数据总线组成；

控制器是分析和执行指令的部件，也是统一指挥和控制计算机各部件按时序协调操作的部件，通常由程序计数器（PC）、指令寄存器、指令译码器、状态/条件寄存器、时序u'u发生器、微操作信号发生器等组成。

指令系统

常见I/O设备和CPU之间数据传送控制方法

1.程序直接控制方法：只适用简单、外设很少的计算机系统

2.中断控制方法：中断次数多，因而CPU人需要花费较多时间处理中断

3.DMA方法和通道控制方法：采用了外设和内存直接交换数据的方式，只有在一段数据传送结束时，才发出中断信号要求CPU做善后处理。不同的是，DMA方法要求CPU执行设备驱动程序来启动设备，给出存放数据的内存起始地址以及操作方式和传送字节长度等；而通道控制方法则是在CPU发出I/O启动命令后，由通道指令来完成这些工作。

数据编码的理解

最常见的编码方式由原码、反码、补码、移码。

各类运算都等可以采用补码进行，特别是对于有符号数的运算。在计算机中设计补码的目的一是为了是时符号位能与有效值部分一起参加运算，从而简化运算规则，是运算部件设计更加简单；二是为了使减法运算转换为加法运算，进而简化计算机中运算器的线路设计。因此在计算机系统中常采用补码来表示和运算数据，原因是采用补码可以简化计算机运算部件的设计。

总线结构

计算机系统的硬部件以总线方式进行互连，以便部件和设备的扩充，并制定统一的总线标准。

1.总线的分类：

内部总线（用于芯片一级的互连，分为芯片内总线和元件级总线。芯片内总线用于在集成电路芯片内部各部分的连接，元件级总线用于一块电路板内各元器件的连接）

系统总线（用于插件板一级的互连，用于构成计算机各组成部分（CPU、内存和接口等）的连接）

外部总线（又称通信总线，用于设备一级的互连，通过该总线和其它设备进行信息与数据交换）

2.系统总线（有时也称内总线）其性能直接影响到计算机的性能

>ISA总线

>EISA总线

>PCI总线

3.外部总线

>RS-232C

>SCSI

>USB

>IEEE-1394

>IEEE-488

>Centronic（打印机并行接口标准）