计算机系统架构

计算机系统基本上是一台简化复杂任务的机器。它应最大化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、控制单元等。

下图显示了这些单元之间数据流动的图表：

输入数据从输入单元流向算术逻辑单元。类似地，计算得到的数据从算术逻辑单元流向输出单元。数据在存储单元和算术逻辑单元之间不断流动。这是因为存储的数据在存储之前需要进行计算。控制单元控制所有其他单元以及它们的数据。

关于所有计算机单元的详细信息如下：

• 输入单元

输入单元从外部提供数据给计算机系统。因此，它基本上连接了外部环境与计算机。它从输入设备中获取数据，将其转换为机器语言，然后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

输出单元将计算机的处理结果提供给用户，即它连接计算机与外部环境。大多数输出数据都是以音频或视频的形式呈现的。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。主存储器也称为主存储器，是CPU直接访问的存储器。辅助或外部存储器不能直接由CPU访问。在CPU使用之前，需要将辅助存储器中的数据传送到主存储器中。辅助存储器包含大量永久数据。

• 算术逻辑单元

所有与计算机系统相关的计算由算术逻辑单元执行。它可以执行加法、减法、乘法、除法等操作。控制单元在需要进行计算时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组成中央处理单元。

• 控制单元

这个单元控制计算机系统的所有其他单元，因此被称为计算机的中枢神经系统。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单元以及反之。控制单元还决定了内存、输入输出设备、算术逻辑单元等的行为方式。