軟考之計算機硬體

計算機組成

計算機硬體系統由運算器、控制器、儲存器、輸入裝置和輸出裝置組成。

其中運算器和控制器組成中央處理器（CPU）。

運算器負責完成算術、邏輯運算功能，通常由ALU（算術/邏輯單元）、資料緩衝暫存器、累加暫存器、多路轉換器、資料匯流排組成；

控制器是分析和執行指令的部件，也是統一指揮和控制計算機各部件按時序協調操作的部件，通常由程式計數器（PC）、指令暫存器、指令譯碼器、狀態/條件暫存器、時序u'u發生器、微操作訊號發生器等組成。

指令系統

常見I/O裝置和CPU之間資料傳送控制方法

1.程式直接控制方法：只適用簡單、外設很少的計算機系統

2.中斷控制方法：中斷次數多，因而CPU人需要花費較多時間處理中斷

3.DMA方法和通道控制方法：採用了外設和記憶體直接交換資料的方式，只有在一段資料傳送結束時，才發出中斷訊號要求CPU做善後處理。不同的是，DMA方法要求CPU執行裝置驅動程式來啟動裝置，給出存放資料的記憶體起始地址以及操作方式和傳送位元組長度等；而通道控制方法則是在CPU發出I/O啟動命令後，由通道指令來完成這些工作。

資料編碼的理解

最常見的編碼方式由原碼、反碼、補碼、移碼。

各類運算都等可以採用補碼進行，特別是對於有符號數的運算。在計算機中設計補碼的目的一是為了是時符號位能與有效值部分一起參加運算，從而簡化運算規則，是運算部件設計更加簡單；二是為了使減法運算轉換為加法運算，進而簡化計算機中運算器的線路設計。因此在計算機系統中常採用補碼來表示和運算資料，原因是採用補碼可以簡化計算機運算部件的設計。

匯流排結構

計算機系統的硬部件以匯流排方式進行互連，以便部件和裝置的擴充，並制定統一的匯流排標準。

1.匯流排的分類：

內部匯流排（用於晶片一級的互連，分為晶片內匯流排和元件級匯流排。晶片內匯流排用於在積體電路晶片內部各部分的連線，元件級匯流排用於一塊電路板內各元器件的連線）

系統匯流排（用於外掛板一級的互連，用於構成計算機各組成部分（CPU、記憶體和介面等）的連線）

外部匯流排（又稱通訊匯流排，用於裝置一級的互連，通過該匯流排和其它裝置進行資訊與資料交換）

2.系統匯流排（有時也稱內匯流排）其效能直接影響到計算機的效能

>ISA匯流排

>EISA匯流排

>PCI匯流排

3.外部匯流排

>RS-232C

>SCSI

>USB

>IEEE-1394

>IEEE-488

>Centronic（印表機並行介面標準）