计算机系统架构

计算机系统本质上是一台简化复杂任务的机器。它应该最大限度地提高性能，并降低成本和功耗。计算机系统架构中的不同组件包括输入单元、输出单元、存储单元、算术逻辑单元 (ALU)、控制单元等。

下图显示了这些单元之间的数据流：

输入数据从输入单元传输到ALU。同样，计算后的数据从ALU传输到输出单元。数据不断地在存储单元和ALU之间移动。这是因为存储的数据在再次存储之前需要进行计算。控制单元控制所有其他单元及其数据。

所有计算机单元的详细信息如下：

• 输入单元

  输入单元为计算机系统提供外部数据。因此，它基本上连接了外部环境和计算机。它从输入设备获取数据，将其转换为机器语言，然后将其加载到计算机系统中。键盘、鼠标等是最常用的输入设备。

• 输出单元

  输出单元将计算机处理的结果提供给用户，即它连接了计算机和外部环境。大部分输出数据都是音频或视频形式。不同的输出设备包括显示器、打印机、扬声器、耳机等。

• 存储单元

  存储单元包含许多用于存储数据的计算机组件。它传统上分为主存储器和辅助存储器。主存储器也称为主内存，是CPU可以直接访问的内存。辅助存储器或外部存储器不能被CPU直接访问。辅助存储器中的数据需要先加载到主存储器中，然后CPU才能使用它。辅助存储器永久存储大量数据。

• 算术逻辑单元

  所有与计算机系统相关的计算都是由算术逻辑单元执行的。它可以执行加、减、乘、除等运算。当需要执行计算时，控制单元将数据从存储单元传输到算术逻辑单元。算术逻辑单元和控制单元一起构成中央处理器。

• 控制单元

  这个单元控制计算机系统的其他所有单元，因此被称为其中央神经系统。它根据需要在整个计算机中传输数据，包括从存储单元到中央处理器，反之亦然。控制单元还决定内存、输入输出设备、算术逻辑单元等的运行方式。

David Meador

更新于：2023年9月2日

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