計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1、計(jì)算機(jī)的基本結(jié)計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理構(gòu)和工作原理4.1.1 計(jì)算機(jī)的邏輯（功能）結(jié)構(gòu) 一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成的，人類通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件使用計(jì)算機(jī)。通過(guò)軟件的包裝，人們可以不必太多地了解機(jī)器本身的結(jié)構(gòu)與原理，就可以方便靈活地使用計(jì)算機(jī)。 認(rèn)識(shí)和理解計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本構(gòu)成和工作原理，有利于在此基礎(chǔ)上更好地理解軟件系統(tǒng)中的各種概念，以及各種操作要求的必然性。從而，深刻認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)及其操作使用。 硬件（硬件（HardwareHardware）系統(tǒng)是構(gòu)成計(jì)算機(jī)的物理裝置，是看得見(jiàn)、摸得著的一些實(shí)實(shí)在在的有形實(shí)體。硬件是整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的物理平臺(tái)，計(jì)算機(jī)的性能，如運(yùn)算速度、存儲(chǔ)容量、計(jì)

2、算精度、可靠性等，很大程度上取決于硬件的配置。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)主機(jī)外部設(shè)備中央處理器內(nèi)存儲(chǔ)器運(yùn)算器控制器外存儲(chǔ)器輸入設(shè)備輸出設(shè)備系統(tǒng)軟件應(yīng)用軟件圖4.1 計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)代電子計(jì)算機(jī)的奠基人：英國(guó)科學(xué)家艾蘭艾蘭圖靈（圖靈（Alan Mathison Turing）圖靈機(jī)（圖靈機(jī)（Turing Machine Turing Machine ，TMTM）：）：1936年提出了現(xiàn)代通用數(shù)字計(jì)算機(jī)的數(shù)學(xué)模型。這是一個(gè)描述計(jì)算步驟的數(shù)學(xué)模型，使用這種抽象計(jì)算機(jī)可以把復(fù)雜的計(jì)算過(guò)程還原為十分簡(jiǎn)單的操作 圖靈測(cè)試（圖靈測(cè)試（Turing TestTuring Test）：

3、）：1950年，如果一臺(tái)機(jī)器對(duì)于質(zhì)問(wèn)的響應(yīng)與人類做出的響應(yīng)完全無(wú)法區(qū)別，則該機(jī)器就具有智能。它奠定了人工智能的理論基礎(chǔ)。 美籍匈牙利科學(xué)家馮馮諾依曼（諾依曼（Von Neumann） 在1946年提出了關(guān)于計(jì)算機(jī)組成和工作方式的基本設(shè)想，可以歸納為如下幾點(diǎn)：（1）計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備由存儲(chǔ)器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成，并對(duì)其基本功能做了規(guī)定。（2）計(jì)算機(jī)內(nèi)部采用二進(jìn)制數(shù)碼來(lái)表示指令和數(shù)據(jù)，每條指令由一個(gè)操作碼和一個(gè)地址碼組成，其中操作碼表示所做的操作性質(zhì)，地址碼則指出被操作數(shù)在存儲(chǔ)器中的存放地址。（3）采用存儲(chǔ)程序的概念，即將編制好的程序（由計(jì)算機(jī)指令組成的序列）和原始數(shù)據(jù)

4、存入計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器中，使計(jì)算機(jī)在工作時(shí)能夠連續(xù)、自動(dòng)、高速地從存儲(chǔ)器中取出一條條指令執(zhí)行。 CPU 馮諾依曼設(shè)計(jì)思想確立了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，并第一次提出了“存儲(chǔ)程序”的概念。 圖4.2 馮諾依曼計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯部件（ALUArithmetical Logic Unit），是進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的部件。 算術(shù)運(yùn)算：算術(shù)運(yùn)算：指按照算術(shù)規(guī)則進(jìn)行的運(yùn)算，如加、減、乘、除、求絕對(duì)值等； 邏輯運(yùn)算：邏輯運(yùn)算：泛指非算術(shù)性質(zhì)的運(yùn)算，如比較大小、移位、邏輯加等。 運(yùn)算器在控制器的控制下，對(duì)取自內(nèi)存儲(chǔ)器的數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)和邏輯運(yùn)算。在計(jì)算機(jī)中，各種復(fù)雜的運(yùn)算被分解為一系列算術(shù)運(yùn)算和邏輯

5、運(yùn)算，由ALU執(zhí)行。運(yùn)算器每次執(zhí)行什么操作是由當(dāng)前指令的操作碼來(lái)確定的。 1 1）運(yùn)算器）運(yùn)算器2 2）控制器）控制器控制器（控制器（ControllerController）是計(jì)算機(jī)的控制指揮中心，計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞。它的基本功能是從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令并對(duì)指令進(jìn)行分析、判斷，并根據(jù)指令發(fā)出相應(yīng)的各種控制信號(hào)，使計(jì)算機(jī)的有關(guān)設(shè)備或電子器件有條不紊地協(xié)調(diào)工作 ，保證計(jì)算機(jī)能自動(dòng)、連續(xù)地工作。中央處理器即中央處理器即CPUCPU（Control Processing Unit Control Processing Unit ）：）：控制器和運(yùn)算器合稱為CPU，是計(jì)算機(jī)的核心部件。CPU中還包括若干寄

6、存器，用來(lái)存放運(yùn)算過(guò)程中的各種數(shù)據(jù)、地址或其他信息。寄存器的種類很多，主要的有：（1）通用寄存器 向ALU提供運(yùn)算數(shù)據(jù)，或保留運(yùn)算結(jié)果。一般CPU有多個(gè)通用寄存器。（2）累加器A 這是一個(gè)使用相對(duì)頻繁的特殊的通用寄存器，有重復(fù)累加數(shù)據(jù)的功能。（3）程序計(jì)數(shù)器PC 存放將要執(zhí)行的指令的地址。（4）指令寄存器IR 存放根據(jù)PC的內(nèi)容從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出的指令。存儲(chǔ)器（Memory）是有記憶能力的部件，用來(lái)保存程序和數(shù)據(jù)。 3 3）存儲(chǔ)器）存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器內(nèi)存儲(chǔ)器（也稱主存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱內(nèi)存或主存）可以和CPU直接相連，用來(lái)存放當(dāng)前要執(zhí)行的程序和數(shù)據(jù)，以便快速向CPU提供信息。內(nèi)存儲(chǔ)器一般采用半導(dǎo)體材料制造。

7、 外存儲(chǔ)器外存儲(chǔ)器（也稱輔助存儲(chǔ)器，簡(jiǎn)稱外存），一般需要通過(guò)特殊接口與CPU連接。外存儲(chǔ)器用來(lái)存放當(dāng)前暫不參加運(yùn)行而又需要長(zhǎng)期保留的程序和數(shù)據(jù)。存放在外存的程序必須調(diào)入內(nèi)存才能運(yùn)行。軟盤、硬盤和光盤都屬于外存儲(chǔ)器。 將信息存入存儲(chǔ)器謂之“寫入寫入”（WriteWrite）；從存儲(chǔ)器取出信息稱為“讀出讀出”（ReadRead）。 存儲(chǔ)器的操作有寫入操作和讀出操作兩種：為了便于對(duì)存儲(chǔ)器中存放的信息進(jìn)行管理，整個(gè)內(nèi)存被劃分成許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)，此編號(hào)稱為地址（地址（AddressAddress）。 位、字節(jié) 、字等 （1） 位位(bitbit，縮寫為b)：二進(jìn)制的每一位(“0”或

8、“1”)是二進(jìn)制信息的最小單位。 （2） 字節(jié)字節(jié)(ByteByte,縮寫為B)：一個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制代碼組成，它們從左到右排列為：b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0其中b7 是最高位，b0是最低位。字節(jié)是信息存儲(chǔ)的基本單位，存儲(chǔ)單元的地址也通常按字節(jié)編排。 （3) 字字(WordWord)：又稱計(jì)算機(jī)字，是可作為獨(dú)立的信息單位進(jìn)行處理的若干位的組合，其包含的二進(jìn)位個(gè)數(shù)稱為字長(zhǎng)。字長(zhǎng)一般是字節(jié)的整數(shù)倍。 存儲(chǔ)器的容量容量指它能存放的二進(jìn)制位或字節(jié)數(shù)，常用的計(jì)量單位有KB（千字節(jié)，K為210），MB（兆字節(jié)，B為220），GB（千兆字節(jié)，G為230）等。 4 4）輸入設(shè)備）輸入設(shè)備

9、輸入設(shè)備就是將程序、命令或數(shù)據(jù)等信息輸入到計(jì)算機(jī)的裝置。輸入設(shè)備把它們轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別的形式，存放在內(nèi)存中。常用的輸入設(shè)備有鼠標(biāo)、鍵盤、掃描儀、數(shù)字化儀等。5 5）輸出設(shè)備）輸出設(shè)備 輸出設(shè)備是將計(jì)算機(jī)處理后的結(jié)果（通常在內(nèi)存）進(jìn)行輸出的設(shè)備。輸出結(jié)果要轉(zhuǎn)換成人們能夠接受的形式，例如數(shù)據(jù)、文字、圖形、表格等。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。就是計(jì)算機(jī)各部件之間傳送信息的公共通道，使構(gòu)成計(jì)算機(jī)的各功能部件成為一個(gè)可工作的系統(tǒng)，圖4.3總線與各功能部件的連接示意圖。 6）總線）總線（BUS）412 微型計(jì)算機(jī)的組成 1）CPU 1971年，Intel 公司把運(yùn)算器和邏輯控制功能集成在

10、一起，用一片芯片實(shí)現(xiàn)了中央處理器的功能，制成了世界上第一片微處理器（MPU Micro Processing Unit）Intel 4004。它再加上存儲(chǔ)器組成了4位微型電子計(jì)算機(jī)MCS-4，隨后，許多公司競(jìng)相研制微處理器，相繼推出了8位、16位、32位微處理器。 1981年美國(guó)IBM公司推出采用Intel微處理器芯片的IBM PC（personal computer）個(gè)人計(jì)算機(jī)，隨后又相繼推出IBM PC XT、PC 286、386、486、Pentium和Pentium Pro等一系列微型計(jì)算機(jī)。 Apple公司一直堅(jiān)持開(kāi)發(fā)自己的PC機(jī)系列，如Apple和Apple等8位PC機(jī)以及包括多種

11、機(jī)型的Macintosh（簡(jiǎn)稱Mac）系列，以其獨(dú)特的界面風(fēng)格，在16位和32位PC機(jī)市場(chǎng)上也占有一席之地。 DEC公司推出的Alpha 211，IBM、Motorola、Apple三家公司聯(lián)合推出的Power-PC體系結(jié)構(gòu)均為64為微處理器芯片 衡量CPU性能的主要技術(shù)指標(biāo)有： （1）CPU字長(zhǎng)字長(zhǎng) 指CPU內(nèi)部各寄存器之間一次能夠傳送的數(shù)據(jù)位，即在單位時(shí)間內(nèi)能一次處理的二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)。該指標(biāo)反映CPU內(nèi)部運(yùn)算處理的速度和效率。（2）運(yùn)算速度）運(yùn)算速度 用每秒鐘能夠執(zhí)行多少條指令來(lái)表示。通常用單位時(shí)間內(nèi)執(zhí)行指令的平均條數(shù)來(lái)衡量，并以MIPS（Million Instructions Per

12、Second）作為計(jì)量單位；或用每秒浮點(diǎn)運(yùn)算次數(shù)FLOPS（ Floating Point Operation Per Second）來(lái)表示。（3）工作頻率）工作頻率 CPU的工作頻率也稱為CPU的主頻，指CPU內(nèi)核電路的實(shí)際運(yùn)行頻率，主頻越高，其處理速度也越快。（4）CPU的生產(chǎn)工藝技術(shù)的生產(chǎn)工藝技術(shù) 通常用m來(lái)描述，精度越高表示其生產(chǎn)工藝越先進(jìn)，在同樣體積的硅材料上可以集成的元件也越多，主頻也越高。 2）內(nèi)存儲(chǔ)器）內(nèi)存儲(chǔ)器 內(nèi)存一般使用半導(dǎo)體材料制造，存取速度較快，容量較小，成本較高；而外存通常以磁性材料和其他材料制造，容量較大，速度較慢，成本較低。 暫存中間結(jié)果 Cache 通常指內(nèi)存

13、與CPU的通信需要經(jīng)過(guò)專門的接口 內(nèi)存按其功能特征可以分為：1. 隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（Random Access Memory，RAM） 可以被隨機(jī)訪問(wèn)，大多采用MOS型半導(dǎo)體集成電路芯片制成。當(dāng)關(guān)機(jī)或斷電時(shí)，保存在存儲(chǔ)器中的信息將隨之丟失。又分為：（1）靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（SRAM）：它的體積較大，功耗大，制造成本較高，價(jià)格較貴；但是存取速度快，能與CPU芯片的工作保持同步，適合用作高速緩沖存儲(chǔ)器。 （2）動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（DRAM）：集成度高，功耗低，作成本較低，被廣泛采用作為主存。 2. 只讀存儲(chǔ)器（Read Only Memory，ROM）兩類。只讀存儲(chǔ)器是一種只取不存的存儲(chǔ)器。一般由計(jì)

14、算機(jī)制造廠家將信息寫入ROM中，用戶是無(wú)法修改的。即使停電，ROM中的信息也不會(huì)丟失，是非易失性存儲(chǔ)器。 （2）高速緩沖存儲(chǔ)器（Cache） Cache設(shè)立的依據(jù)是程序訪問(wèn)的局部性原理，即在一個(gè)較短時(shí)間間隔內(nèi)，CPU執(zhí)行的指令和處理的數(shù)據(jù)往往集中存放在存儲(chǔ)器的局部范圍內(nèi)，對(duì)該局部范圍的存儲(chǔ)器地址訪問(wèn)頻繁，而此范圍外的地址訪問(wèn)較少。如果把在一定地址范圍內(nèi)被頻繁訪問(wèn)的指令和數(shù)據(jù)從內(nèi)存復(fù)制到Cache中，當(dāng)CPU要訪問(wèn)內(nèi)存中的數(shù)據(jù)時(shí)，先在Cache中進(jìn)行查找，若Cache中有CPU所需的數(shù)據(jù)（稱為“命中”），CPU就直接從Cache中讀??；否則再?gòu)膬?nèi)存中讀取，并將與該數(shù)據(jù)相關(guān)的一部分內(nèi)容復(fù)制到Cac

15、he中。這樣在一個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)，CPU將不會(huì)或很少去訪問(wèn)速度較慢的內(nèi)存，可以加快程序的運(yùn)行。 3）系統(tǒng)主板）系統(tǒng)主板 主板上的部件包括控制芯片組、CPU、Cache、BIOS芯片、I/O接口、內(nèi)存儲(chǔ)器插槽、總線擴(kuò)展槽、鍵盤和鼠標(biāo)接口、軟盤接口、IDE（ATA）接口（用于連接硬盤和光驅(qū)）、可充電電池以及各種開(kāi)關(guān)和跳線等。一體化主板上還有多媒體和通信設(shè)備接口。圖4.8是系統(tǒng)主板的布局結(jié)構(gòu)。4 4）總線與接口）總線與接口 計(jì)算機(jī)的各個(gè)功能部件是通過(guò)總線實(shí)現(xiàn)相互通信的，總總線線的主要特征是共享傳輸介質(zhì)。 接口接口是外部設(shè)備與計(jì)算機(jī)連接的端口。 1. 總線分為三種：（1）數(shù)據(jù)總線DB（Data Bus）

16、用來(lái)傳送數(shù)據(jù)，其位數(shù)一般與微處理器字長(zhǎng)相同。數(shù)據(jù)總線具有雙向功能。通過(guò)它可以實(shí)現(xiàn)CPU、存儲(chǔ)器和輸入輸出接口之間的數(shù)據(jù)交換。 （2）地址總線AB（Address Bus）用來(lái)傳送地址信息。它是單向傳送的，用來(lái)把地址信息從CPU單向地傳送到存儲(chǔ)器或IO接口，指出相應(yīng)的存儲(chǔ)單元或IO設(shè)備。16位AB能直接尋址的存儲(chǔ)空間為216，存儲(chǔ)地址編址范圍為0000HFFFFH。 （3）控制總線CB（Control Bus）用來(lái)傳輸控制信號(hào)。這些控制信號(hào)控制著計(jì)算機(jī)按一定的節(jié)拍，有規(guī)律地自動(dòng)工作?？刂瓶偩€的多少因不同性能的CPU而異。 目前微型計(jì)算機(jī)上常見(jiàn)的總線結(jié)構(gòu)有： ISA（Industry Standa

17、ra Architecture）總線ISA是工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)總線，數(shù)據(jù)傳送寬度是16位，工作頻率為8MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率最高為8MB/s，尋址空間為1MB。它在80286至80486時(shí)代廣泛應(yīng)用，現(xiàn)在的機(jī)器中也還保留有ISA總線插槽。 PCI（Peripheral Component Interconnect）總線外部設(shè)備互聯(lián)總線PCI，也稱局部總線，它在CPU與外部設(shè)備之間提供了一條獨(dú)立的數(shù)據(jù)通道，使每種設(shè)備都能直接與CPU聯(lián)系，各種設(shè)備都能同時(shí)工作。數(shù)據(jù)傳送寬度是32/64位， AGP（Accelerated Graphics Port）總線AGP總線是為了適應(yīng)圖象和視頻傳輸?shù)男枰瞥龅目偩€

18、，又稱加速圖形端口總線?？偩€寬度為32位。 2 計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備接口 必須使用外部接口的原因：CPU和I/O設(shè)備兩者的信息類型和格式不一樣,必須通過(guò)I/O接口來(lái)進(jìn)行緩沖和協(xié)調(diào)。 CPU與I/O設(shè)備信號(hào)傳輸處理信號(hào)的速度往往不匹配，信號(hào)時(shí)序有很大差別，必須通過(guò)I/O接口來(lái)進(jìn)行緩沖和協(xié)調(diào)。 圖4.12 微處理器、總線、存儲(chǔ)器、接口電路和外部設(shè)備的邏輯關(guān)系 I/O接口除了完成主機(jī)與外設(shè)之間的通信之外，還應(yīng)具有以下功能： 作為主機(jī)與I/O設(shè)備傳遞數(shù)據(jù)的緩沖。 信號(hào)轉(zhuǎn)換功能。 控制和定時(shí)功能 錯(cuò)誤或狀態(tài)檢測(cè) 常見(jiàn)的接口有 串行與并行接口:串行接口在一個(gè)方向一次只能傳輸一位數(shù)據(jù)，傳送一個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)必須一位

19、一位地依次傳送。 磁盤接口:在微型計(jì)算機(jī)中使用最廣泛的硬盤接口標(biāo)準(zhǔn)是IDE和SCSI USB接口 IEEE 1394接口：按串行方式通信，數(shù)據(jù)傳輸速度極高，適用于各種高速設(shè)備。 5）常用輸入與輸出設(shè)備滾輪按鍵傳動(dòng)球磁道柱面磁盤盤片控制電路主軸移動(dòng)臂文件定位表磁頭硬盤的主要性能指標(biāo)如下： 容量容量 以千兆字節(jié)為單位，計(jì)算公式為：硬盤容量=磁頭數(shù)柱面數(shù)扇區(qū)數(shù)扇區(qū)容量 存儲(chǔ)密度存儲(chǔ)密度 是指單位長(zhǎng)度或單位面積磁層表面所存儲(chǔ)的二進(jìn)制信息量，可用道密度和位密度來(lái)表示。 數(shù)據(jù)傳輸率數(shù)據(jù)傳輸率 是指單位時(shí)間內(nèi)磁盤與主機(jī)之間傳送數(shù)據(jù)的二進(jìn)制位數(shù)或字節(jié)數(shù)。 平均存取時(shí)間平均存取時(shí)間 指從發(fā)出讀寫命令后，磁頭從原

20、始位置移動(dòng)到磁盤上所要求讀寫的記錄位置，并準(zhǔn)備寫入或讀出數(shù)據(jù)所需要的時(shí)間。 cache容量容量 高速緩沖存儲(chǔ)器能有效地提高硬盤的數(shù)據(jù)傳輸性能，理論上cache的速度越快越好，容量越大越好。目前多為1MB或2MB的。42 計(jì)算機(jī)的工作原理 馮諾依曼機(jī)工作原理：存儲(chǔ)程序和程序控制 存儲(chǔ)程序存儲(chǔ)程序 指人們必須事先把計(jì)算機(jī)的執(zhí)行步驟序列（即程序）及運(yùn)行中所需的數(shù)據(jù)，通過(guò)一定方式輸入并存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。程序控制程序控制 指計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)地逐一取出程序中一條條指令，加以分析并執(zhí)行規(guī)定的操作。 計(jì)算機(jī)是依靠硬件和軟件的配合進(jìn)行工作的，計(jì)算機(jī)工作過(guò)程就是指令、程序的執(zhí)行過(guò)程。 421指令和指令系統(tǒng)

21、 1）指令）指令 能夠被計(jì)算機(jī)識(shí)別并執(zhí)行的命令稱為指令，指令規(guī)定了計(jì)算機(jī)能完成的某一種操作。 指令由二進(jìn)制代碼組成，可像數(shù)據(jù)一樣存放在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。一條指令一般包含操作碼和操作數(shù)兩部分。 操作碼操作碼指明該指令要完成的操作，例如，加法、減法、乘法、除法、取數(shù)、存數(shù)等。操作數(shù)操作數(shù)表示操作對(duì)象的內(nèi)容或所在的存儲(chǔ)單元地址。操作數(shù)的個(gè)數(shù)可以是1個(gè)、多個(gè)或0個(gè)（例如停機(jī)指令不需要操作數(shù)的信息）。2）指令系統(tǒng)）指令系統(tǒng) 指令系統(tǒng)：指令系統(tǒng)：指一臺(tái)計(jì)算機(jī)所能執(zhí)行的全部指令的集合，或稱該計(jì)算機(jī)的機(jī)器語(yǔ)言指令系統(tǒng)。按其功能都可將指令系統(tǒng)分為以下幾種類型：（1）數(shù)據(jù)傳送指令 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在內(nèi)存與CPU之間的傳送

22、。（2）數(shù)據(jù)處理指令 實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。（3）程序控制指令 實(shí)現(xiàn)改變程序執(zhí)行順序的功能。（4）輸入輸出指令 實(shí)現(xiàn)CPU與外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。（5）其他指令 實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)硬件的管理。3）（匯編語(yǔ)言）程序）（匯編語(yǔ)言）程序 為解決某一個(gè)問(wèn)題而設(shè)計(jì)的指令序列稱為程序程序。 當(dāng)人們需要用計(jì)算機(jī)來(lái)解決某個(gè)問(wèn)題時(shí)，首先要將問(wèn)題分解為若干個(gè)基本操作，并把每一種基本操作轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的指令，按一定的順序進(jìn)行編排。當(dāng)計(jì)算機(jī)執(zhí)行這一指令序列時(shí)，就完成了預(yù)定的任務(wù)。 一臺(tái)計(jì)算機(jī)的指令種類是有限的，但是通過(guò)人們的精心設(shè)計(jì)，可以編寫出完成各種不同類型問(wèn)題的程序。422 指令的執(zhí)行過(guò)程 計(jì)算機(jī)執(zhí)行一條指令的過(guò)程可以分為幾個(gè)基本的步驟：（1）取指令取指令 根據(jù)程序計(jì)數(shù)器中的地址，從內(nèi)存儲(chǔ)器中取出指令，并送到指令寄存器中。（2）分析指令分析指令 對(duì)指令寄存器中的指令進(jìn)行分析，由譯碼器對(duì)指令中的操作碼部分進(jìn)行譯碼，得知該條指令要完成什么樣的操作，并轉(zhuǎn)換