1.1 计算机系统基础知识
1.1.1 计算机系统硬件基本组成
计算机系统是由硬件和软件组成的，它们协同工作来运行程序。
计算机的基本硬件系统由：
运算器、控制器、存储器、输入设备 和输出设备5大部件组成。
运算器、控制器等部件被集成在一起统称为中央处理单元（Central Processing Unit，CPU）。
CPU 是硬件系统的核心，用于数据的加工处理，能完成各种算术、逻辑运算及控制功能。
存储器，是：
计算机系统中的记忆设备，分为：
内部存储器和外部存储器。
前者速度高、容量小，一般用于临时存放程序、数据及中间结果。
而后者容量大，速度慢，可以长期保存程序和数据。
输入设备和输出设备合称为外部设备（简称外设），输入设备用于输入原始数据及各种指令，而输出设备则用于输出计算机运行结果。
1.1.2 中央处理单元
中央处理单元（CPU）是计算机系统的核心部件，它负责获取程序指令、对指令进行译码并加以执行。
1、CPU 的功能
（1）程序控制。
（2）操作控制。
（3）时间控制
（4）数据处理
此外，CPU 还需要对系统内部和外部的中断（异常）做出响应，进行相应的处理。
2、CPU的组成
1）运算器
运算器有算数逻辑单元（Arithmetic and Logic Unit ，ALU）、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器等组成。
（1） 执行所有的算术运算，例如加、减、乘、除等基本运算及附加运算。
（2）执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试，例如与、或、非、零值测试或两个值得比较等。
运算器中各组成部件的功能：
（1）算术逻辑单元（ALU）。
ALU 负责处理数据，实现对数据的算术运算和逻辑运算。
（2）累加寄存器（AC）。英文（Accumulator Register）
AC通常简称为累加器，它是一个通用寄存器，其功能是当运算器的算术逻辑单元执行算术或逻辑运算时，为ALU提供一个工作区。
（3）数据缓冲寄存器（DR）。英文（Data Register）
DR的主要作用为：作为CPU和内存、外部设备之间数据传递的中转站；作为CPU和内存、外围设备之间操作速度上的缓冲；在单累加器结构的运算器中，数据缓冲寄存器还可以兼作为操作寄存器。
（4）状态条件寄存器（PSW）。
PSW保存由算术指令和逻辑指令或测试的结果建立的各种条件码内容，主要分为状态标志和控制标志。
通常，一个算术操作产生一个运算结果，而一个逻辑操作产生一个判决。
2）控制器
运算器只能完成运算，而控制器用于控制整个CPU的工作，它决定了计算机运行过程的自动化。他不仅要保证程序的正确执行，而且要能够处理异常事件。控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑和中断控制逻辑等几个部分。
指令控制逻辑要完成指令、分析指令和执行指令的操作，其过程分为取指令、指令译码、按指令操作码执行、形成下一条指令地址等步骤。
（1）指令寄存器（IR）。
（2）程序计数器（PC）。
（3）地址寄存器（AR）。
（4）指令译码（ID）。
3）寄存器组
寄存器组可分为专用寄存器和通用寄存器。
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