个人电脑的主要结构:
显示器

主机板
CPU
(微处理器)
主要储存器
(记忆体)
扩充卡
电源供应器
光碟机
次要储存器
(硬碟)
键盘
滑鼠
尽管计算机技术自20世纪40年代第一台电子通用计算机诞生以来以来有了令人目眩的飞速发展,但是今天计算机仍然基本上采用的是存储程序结构,即冯·诺伊曼结构。这个结构实现了实用化的通用计算机。
存储程序结构间将一台计算机描述成四个主要部分:算术逻辑单元(ALU),控制电路,存储器,以及输入输出设备(I/O)。这些部件通过一组一组的排线连接(特别地,当一组线被用于多种不同意图的数据传输时又被称为总线),并且由一个时钟来驱动(当然某些其他事件也可能驱动控制电路)。
概念上讲,一部计算机的存储器可以被视为一组“细胞”单元。每一个“细胞”都有一个编号,称为地址;又都可以存储一个较小的定长信息。这个信息既可以是指令(告诉计算机去做什么),也可以是数据(指令的处理对象)。原则上,每一个“细胞”都是可以存储二者之任一的。
算术逻辑单元(ALU)可以被称作计算机的大脑。它可以做两类运算:第一类是算术运算,比如对两个数字进行加减法。算术运算部件的功能在ALU中是十分有限的,事实上,一些ALU根本不支持电路级的乘法和除法运算(由是使用者只能通过编程进行乘除法运算)。第二类是比较运算,即给定两个数,ALU对其进行比较以确定哪个更大一些。
输入输出系统是计算机从外部世界接收信息和向外部世界反馈运算结果的手段。对于一台标准的个人电脑,输入设备主要有键盘和鼠标,输出设备则是显示器,打印机以及其他许多后文将要讨论的可连接到计算机上的I/O设备。
控制系统将以上计算机各部分联系起来。它的功能是从存储器和输入输出设备中读取指令和数据,对指令进行解码,并向ALU交付符合指令要求的正确输入,告知ALU对这些数据做那些运算并将结果数据返回到何处。控制系统中一个重要组件就是一个用来保持跟踪当前指令所在地址的计数器。通常这个计数器随着指令的执行而累加,但有时如果指令指示进行跳转则不依此规则。
20世纪80年代以来ALU和控制单元(二者合成中央处理器,CPU)逐渐被整合到一块集成电路上,称作微处理器。这类计算机的工作模式十分直观:在一个时钟周期内,计算机先从存储器中获取指令和数据,然后执行指令,存储数据,再获取下一条指令。这个过程被反复执行,直至得到一个终止指令。
由控制器解释,运算器执行的指令集是一个精心定义的数目十分有限的简单指令集合。一般可以分为四类:1)、数据移动(如:将一个数值从存储单元A拷贝到存储单元B)2)、数逻运算(如:计算存储单元A与存储单元B之和,结果返回存储单元C)3)、条件验证(如:如果存储单元A内数值为100,则下一条指令地址为存储单元F)4)、指令序列改易(如:下一条指令地址为存储单元F)
指令如同数据一样在计算机内部是以二进制来表示的。比如说,10110000就是一条Intel
x86系列微处理器的拷贝指令代码。某一个计算机所支持的指令集就是该计算机的机器语言。因此,使用流行的机器语言将会使既成软件在一台新计算机上运行得更加容易。所以对于那些机型商业化软件开发的人来说,它们通常只会关注一种或几种不同的机器语言。
更加强大的小型计算机,大型计算机和服务器可能会与上述计算机有所不同。它们通常将任务分担给不同的CPU来执行。今天,微处理器和多核个人电脑也在朝这个方向发展。
超级计算机通常有着与基本的存储程序计算机显著区别的体系结构。它们通常由者数以千计的CPU,不过这些设计似乎只对特定任务有用。在各种计算机中,还有一些微控制器采用令程序和数据分离的哈佛架构(Harvard
architecture)。
目前计算机使用的处理器和存储器芯片主要是什么电路?
存储器由存储体、地址译码器和控制电路组成。
1)存储体是存储数据信息的载体。由一系列存储单元组成,每个存储单元都有确定的地址。存储单元通常按字节编址,一个存储单元为一个字节,每个字节能存放一个8位二进制数。就像一个大仓库,分成许多房间,大仓库相当于存储体,房间相当于字节,房间都有编号,编号就是地址。
2)地址译码器将CPU发出的地址信号转换为对存储体中某一存储单元的选通信号。相当于CPU给出地址,地址译码器找出相应地址房间的钥匙。通常地址是8位或1 6位,输入到地址译码器,产生相应的选通线,8位地址能产生28=256根选通线,即能选通256字节。16位地址能产生216=65536=64K根选通线,即能选通64K字节。当然要产生65536根选通线是很难想象的,实际上它是分成256根行线和256根列线,256 X 256=65536,合起来能选通65536个存储单元。
3)存储器控制电路包括片选控制、读/写控制和带三态门的输入/输出缓冲电路。
①片选控制确定存储器芯片是否工作。
②读/写控制确定数据传输方向;若是读指令,则将已被选通的存储单元中的内容传送到数据总线上;若是写指令,则将数据总线上的数据传送到已被选通的存储单元中。

③带三态门的输入/输出缓冲电路用于数据缓冲和防止总线上数据竞争。数据总线相当于一条车流频繁的大马路,必须在绿灯条件下,车辆才能进入这条大马路,否则要撞车发生交通事故。同理,存储器的输出端是连接在数据总线上的,存储器中的数据是不能随意传送到数据总线上的。例如,若数据总线上的数据是“1”(高电平5V),存储器中的数据是“0”(低电平OV),两种数据若碰到一起就会发生短路而损坏单片机。因此,存储器输出端口不仅能呈现“1”和“O”两种状态,还应具有第三种状态“高阻"态。呈“高阻"态时,它们的输出端口相当于断开,对数据总线不起作用,此时数据总线可被其他器件占用。当其他器件呈“高阻"态时,存储器在片选允许和输出允许的条件下,才能将自己的数据输出到数据总线上。
4,dram存储器为什么需要刷新电路
目前计算机使用的处理器和存储器芯片主要是VLSI超大规模集成电路。
超大规模集成电路( Very Large Scale Integration Circuit,VLSI)是一种将大量晶体管组合到单一芯片的集成电路,其集成度大于大规模集成电路。
集成的晶体管数在不同的标准中有所不同。从1970年代开始,随着复杂的半导体以及通信技术的发展,集成电路的研究、发展也逐步展开。
计算机里的控制核心微处理器就是超大规模集成电路的最典型实例,超大规模集成电路设计( VLSI design),尤其是数字集成电路,通常采用电子设计自动化的方式进行,已经成为计算机工程的重要分支之一。
扩展资料:
世界上超大规模集成电路厂(Integrated Circuit, 简称IC,台湾称之为晶圆厂)主要集中分布于美国、日本、西欧、新加坡及台湾等少数发达国家和地区,其中台湾地区占有举足轻重的地位。
但由于近年来台湾地区历经地震、金融危机、政府更迭等一系列事件影响,使得本来就存在资源匮乏、市场狭小、人心浮动的台湾岛更加动荡不安,于是就引发了一场晶圆厂外迁的风潮。而具有幅员辽阔、资源充足、巨大潜在市场、充沛的人力资源供给等方面优势的祖国大陆当然顺理成章地成为了其首选的迁往地。
存储器工作原理
DRAM存储器是利用芯片内部各个记忆点的微小电容记忆逻辑电平的。
而电容是会通过周围电路放电的,一旦某个记忆点电容的电放光,该记忆点逻辑1的数据就丢失了。
刷新电路会定时给各个记忆点的微小电容重新充电。
组合电路与时序逻辑电路有什么区别?
存储器就是用来存放数据的地方。它是利用电平的高低来存放数据的,也就是说,它存放的实际上是电平的高、低,而不是我们所习惯认为的1234这样的数字。
一个存储器就象一个个的小抽屉,一个小抽屉里有八个小格子,每个小格子就是用来存放“电荷”的,电荷通过与它相连的电线传进来或释放掉,至于电荷在小格子里是怎样存的,就不用我们操心了,你能把电线想象成水管,小格子里的电荷就象是水,那就好理解了。存储器中的每个小抽屉就是一个放数据的地方,我们称之为一个“单元”。
在每个单元上有个控制线,我想要把数据放进哪个单元,就给一个信号这个单元的控制线,这个控制线就把开关打开,这样电荷就能自由流动了,而其它单元控制线上没有信号,所以开关不打开,不会受到影响,这样,只要控制不一样单元的控制线,就能向各单元写入不一样的数据了,同样,如果要某个单元中取数据,也只要打开对应的控制开关就行了。
存储器(Memory)是现代信息技术中用于保存信息的记忆设备。其概念很广,有很多层次,在数字系统中,只要能保存二进制数据的都可以是存储器;在集成电路中,一个没有实物形式的具有存储功能的电路也叫存储器,如RAM、FIFO等;在系统中,具有实物形式的存储设备也叫存储器,如内存条、TF卡等。计算机中全部信息,包括输入的原始数据、计算机程序、中间运行结果和最终运行结果都保存在存储器中。
一、性质不同
1、组合逻辑电路性质:在任何时刻,输出状态只决定于同一时刻各输入状态的组合,而与电路以前状态无关,而与其他时间的状态无关。
2、时序逻辑电路性质:数字逻辑电路的重要组成部分。
二、特点不同
1、组合逻辑电路特点:任意时刻的输出仅仅取决于该时刻的输入,与电路原来的状态无关。
2、时序逻辑电路特点:任意时刻的输出不仅取决于当时的输入信号,而且还取决于电路原来的状态,或者说,还与以前的输入有关。
三、原理不同

1、组合逻辑电路原理:在实际的设计工作中,如果某些门电路由于某些原因不能得到,可以通过改变逻辑表达式来改变电路,从而可以用其他器件代替器件。同时,为了使逻辑电路的设计更加简洁,有必要通过各种方法对逻辑表达式进行简化。
2、时序逻辑电路原理:其状态主要由存储器电路来存储和表示。输出不仅与当前输入有关,而且与输出状态的原始状态有关。它相当于在组合逻辑的输入上加上一个反馈输入。电路中有一个存储电路,可以保持输出的状态。
-组合逻辑电路
-时序逻辑电路


