本周上課重點摘要(2013.3.29)
1.
CPU(ALU AND CU)
2.
Register: MAR , MBR, I/O AR,
I/O BR, PC , AC, 等暫存器介紹
3.
RAM,ROM
4.
匯流排
5.
機器循環週期(擷取指令/解碼/執行/存回)
6.
儲存裝置
ü
CPU又稱為 “處理器”
ü
可將輸入轉換成輸出
ü
轉譯並執行程式中的指令
ü
執行算術和邏輯運算
ü
透過記憶體間接溝通電腦系統的其他元件
一般CPU可分成數個工作單元：
甲、
控制單元 (CU)
乙、
算術邏輯單元 (ALU) 與暫存器
丙、
解碼單元
丁、
匯流排單元
戊、
預先擷取單元
這些單元的運作模式就像工廠的生產線，目的是為了執行程式中的指令
•
控制單元(CU)是處理器內的元件之一，負責指揮和協調電腦的大多數動作。負責控制資料流向與指令流向的電路，它可以讀取並解譯指令，然後產生訊號控制算術邏輯單元、暫存器等CPU內部的元件來完成工作。
•
算術邏輯單元 (ALU) 是處理器內的另一個元件，負責執行算術、邏輯和其他運算動作
2.
Register: MAR , MBR, I/O AR,
I/O BR, PC , AC, 等暫存器介紹
暫存器 (register) 是位於CPU內部的記憶體，用來暫時存放目前正在進行運
算的資料或目前正好運算完畢的資料。 暫存器和主記憶體不同，暫存器位於
CPU內部，主記憶體位於CPU外部，中間透過匯流排來存取。
暫存器通常分成兩大類，其一是程式設計人員能夠存取的可見暫存器，其二
是程式設計人員無法存取的控制與狀態暫存器。
可見暫存器又分成下列幾種：
–
通用暫存器 (general
purpose register)
是用來存放運算的資料、指令或位址
–
資料暫存器 (data
register)
即用來存放資料的地方
–
位址暫存器 (address
register)
–
條件碼暫存器
(condition code register)
控制與狀態暫存器又分成下列幾種：
–
程式計數器 (program
counter)
指示下一個待執行指令的記憶體位址
–
指令暫存器
(instruction register)
儲存待執行的運算碼
儲存待執行的運算碼
–
記憶體位址暫存器 (memory
address register)
儲存至記憶體存取資料的位址，而提供位址 的來源為PC或MBR
–
記憶體緩衝暫存器 (memory
buffer register)
儲存將存取至記憶體的資料
–
ALU緩衝暫存器 (ALU buffer register)
–
中斷向量暫存器
(interrupt vector register)
–
程式狀態字組 (program
status word)
3.
RAM,ROM
記憶體(memory) 由電子元件組成，負責儲存準備讓處理器執行的指令、指令所需的資料，以及資料處理後的結果
l
當你打開電腦的電源時，CPU會自動執行存放在ROM裡面的作業系統指令
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即將執行的指令幫助系統啟動，並告訴它如何載入作業系統，也就是從磁碟複製到RAM
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一旦作業系統指令被載入RAM，CPU就能夠執行它們
隨機存取記憶體 (RAM)
甲、
最常見的主要儲存裝置
乙、
可暫時儲存程式指令與資料
丙、
記憶體位置就像房子一樣有唯一的地址
丁、
揮發性：關掉電源儲存的資料即消失不見
RAM又分成下列兩種：
l
DRAM (dynamic RAM，動態隨機存取記憶體)
l
SRAM (static RAM，靜態隨機存取記憶體)
唯讀記憶體 (ROM)
所存放的資訊在晶片製造時就已經蝕刻在上面存放開機啟動指令和其他重要的資訊
互補金屬雙氧半導體 (CMOS)
特殊的低耗電RAM
快閃記憶體
可重複寫入或清除資料適用於數位相機、手機、手持電腦等數位裝置
記憶體快取 (memory cache) 有助於加快電腦處理的速度，因為它負責儲存經常使用的指令和資料
4.
匯流排
ü
主機板上元件之間的資訊溝通是透過一組叫做內部匯流排或簡稱匯流排的線路
ü
匯流排：(bus) 能讓主機內外各式各樣的裝置彼此通訊
•
資料匯流排
•
位址匯流排
ü
匯流排連接到：
•
安裝在固定架的儲存裝置
•
擴充槽
•
外部匯流排和連接埠
5. 機器循環週期(擷取指令/解碼/執行/存回)
CPU執行一個指令的過程叫做機器循環週期
(machine cycle)，包含下列四個
步驟：
指令擷取
指令解碼
指令執行
結果存回 
6. 儲存裝置
儲存裝置 (storage device) 的用途是存放資料、指令或程式，又稱為輔助儲存
裝置、大量儲存裝置 或次級儲存裝置
硬碟
硬碟的內部構造主要有碟片、主軸馬達 、存取臂 及讀寫頭 。
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