计算机组成与结构主存储器(1).pptx

在计算机组成与结构中，主存储器是关键组成部分，负责存储计算机运行时的数据和指令。主存储器通过总线系统与计算机的其他部件进行信息交换。总线系统是连接不同计算机组件的公共通路，包括数据总线、地址总线和控制总线。数据总线用于在CPU、存储器和I/O设备之间双向传输数据，其宽度决定了每次可以传送数据的位数。地址总线用于单向传输CPU输出的地址信号，以确定被访问的存储单元或I/O端口，其数量决定了CPU的寻址能力。控制总线则用于传输各种控制信号，包括CPU发出的信号如读写控制信号，以及发向CPU的信号，如外部设备发出的中断申请信号。 总线的技术发展已成为现代计算机技术中的重要分支，其物理表现形式通常由电路板上的导线和插槽组成，其他部件以插件板的形式插装在插槽上。按照信号作用，总线分为地址总线、数据总线和控制总线三类。地址总线的数量决定了CPU的寻址能力，数据总线的宽度则影响了一次可传送数据的大小。控制总线负责传递控制信号，保证计算机各部件协调运行。 计算机组成与结构中的一些基本术语包括位（bit）、字节（Byte）、字和字长（word）、位编号、指令及指令系统和程序、寄存器以及译码器等。位是计算机表示数据和指令的最基本单位，采用二进制表示，有“0”和“1”两种状态。字节由8个二进制位组成，是存储和处理信息的基本单位。字是CPU内部处理数据的基本单位，字长则是字所包含的二进制位数，通常与CPU的寄存器、运算装置和总线宽度相一致。字长是衡量CPU工作性能的一个重要参数，不同类型的CPU有不同的字长。例如，Intel 4004是4位CPU，8080和8088/8086是8位CPU，80386/80486和Pentium是32位CPU。每种CPU的设计和字长决定了其处理信息的能力和性能。 计算机存储器的容量通常以位、字节、千字节（KB）、兆字节（MB）、吉字节（GB）等单位来表示。例如，10根地址总线可以寻址2^10=1024个存储单元，即1KB；20根地址总线可以寻址2^20=1024KB，即1MB；32根地址总线可以寻址2^32=4GB；36根地址总线则可以寻址64GB。对于数据总线，8根数据线一次可以传送8位数据，16根可以传送16位，32根可以传送32位，64根可以传送64位。计算机硬件技术的不断进步推动了总线技术的发展，使得计算机系统在处理速度和存储能力上都有了显著提升。 为了实现对计算机系统的深入了解，理解主存储器与总线结构是基础。这不仅涉及到计算机硬件设计的基本概念，还包括了计算机程序和指令如何被组织和执行，以及数据如何在计算机内部被处理和传输。掌握这些知识点对于进行计算机科学研究、硬件设计和软件开发等工作都是必不可少的。