計算機組成原理

概論

計算機系統是當代生活中比較常見的複雜系統之一。隨着科技的發展，計算機系統正變得愈加成熟。

究其本質，計算機系統由硬件和軟件兩大部分組成。硬件的工作依靠軟件的控制，軟件的運行依託硬件的支持。兩者相互依存，不可分割。

硬件指的是計算機的實體部分，也就是「看得見，摸得着」的部分，由各類電子元器件以及光、電、機等相關設備組成，包括主機和外設等。

現在最常見的計算機系統，是1945年編制的馮·諾依曼計算機。我們日常所指的計算機，基本都是馮·諾依曼計算機。讀本所介紹的，也是馮·諾依曼計算機。

在現代計算機中，人們將運算器、控制器、高速緩衝存儲器（cache）三者封裝在一個集成電路塊中，稱之為中央處理器（CPU）。而將中央處理器、存儲器、輸入輸出接口（I/O接口）和系統總線組裝在一個機殼內，合稱為主機。

中央處理器中的控制器是整個計算機系統的指揮中心，它協調和控制計算機中的各個部件完成工作。計算機運行時，內部有兩種信息在持續流動。一種叫做控制信息（又稱操作命令），它的發出者就是控制器，流向各個部件以控制該部件運行，一種叫做數據信息，在部件之中互相流動，邊流動邊被各個部件加工和處理。

運算器則是進行各種數學運算和邏輯運算的部件，由以下的幾部分組成。

算數邏輯單元（Arithmetical Logical Unit）：是在計算機中進行數學運算和邏輯運算的核心部件，也是中央處理器的重要組成部分。在運算過程中，算數邏輯單元可以主要是根據控制信息集中執行數據處理工作。可以直接處理的運算是加法、減法和乘法等二元算術。
中間寄存器：若干個寄存器的作用是用來給算數邏輯單元暫存操作數，其存取速度比存儲器快得多。
運算累加器：
描述字寄存器：