Ein vereinfachtes Blockdiagramm eines digitalen Computers enthält typischerweise die folgenden Komponenten und deren Zusammenhänge:
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+-----------------++-----------------+-----------------+
| Eingabe | ----> | Steuereinheit | ----> | Arithmetik |
| (Tastatur usw.) | | (Cu) | | Logikeinheit |
+ -----------------+ ------------------+ | (Alu) |
^ | +-----------------+
| | ----> | Speicher |
| | | (RAM, ROM usw.) |
+ ------------------+ | | +-----------------+
| Ausgabe | <-+ | |
| (Monitor usw.) | | |
+-----------------++-----------------+-----------------+
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Komponenten und ihre Funktionen:
* Eingabe: Diese Einheit empfängt Daten und Anweisungen aus externen Quellen wie Tastatur, Maus, Scanner oder Netzwerkverbindung. Es konvertiert diese Daten in ein Format, das der Computer verstehen kann (binär).
* Steuereinheit (Cu): Das "Gehirn" des Computers. Es holt Anweisungen aus dem Speicher ab, dekodiert sie und lenkt die anderen Komponenten, um die Anweisungen auszuführen. Es verwaltet das Timing und die Sequenzierung von Operationen.
* arithmetische Logikeinheit (Alu): Führt arithmetische Operationen (Addition, Subtraktion, Multiplikation, Teilung) und logische Operationen (und, oder, nicht, XOR) auf Daten durch.
* Speicher: Speichert Daten und Anweisungen. Dies umfasst sowohl den Random Access Memory (RAM), das volatil ist (verliert an Daten, wenn die Leistung ausgeschaltet ist) als auch das schreibgeschützte Speicher (ROM), das nicht flüchtig ist (beibehält die Daten, auch wenn die Stromversorgung ausgeschaltet ist). Andere Art von Speicher wie Cache können ebenfalls enthalten sein.
* Ausgabe: Dieses Gerät zeigt oder sendet verarbeitete Daten an externe Geräte wie einen Monitor, Drucker oder Lautsprecher. Es konvertiert die internen Binärdaten des Computers in ein menschlich lesbares oder verwendbares Format.
Datenfluss:
Die Steuereinheit holt Anweisungen aus dem Speicher. Anschließend decodiert es die Anweisung und sendet Signale an Alu und/oder Speicher, um die erforderlichen Vorgänge auszuführen. Die Ergebnisse werden dann im Speicher gespeichert oder an die Ausgangseinheit gesendet. Eingabedaten werden nach Bedarf in den Speicher und/oder in die ALU eingespeist.
detailliertere Diagramme:
Komplexere Diagramme umfassen zusätzliche Komponenten wie:
* Bussystem: Eine Reihe von Drähten, die alle Komponenten verbinden und es ihnen ermöglichen, zu kommunizieren.
* Register: Kleine Hochgeschwindigkeitsspeicherorte innerhalb der CPU (zentrale Verarbeitungseinheit - die die Cu und die Alu umfasst).
* Cache -Speicher: Ein sehr schneller Speichertyp, der häufig auf Daten zugegriffen wird.
* Controller unterbrechen: Verwaltet Interrupts, die Signale sind, die auf Ereignisse hinweisen, die sofortige Aufmerksamkeit benötigen.
* I/O -Controller: Verwalten Sie die Kommunikation mit Eingabe- und Ausgabegeräten.
Dieses vereinfachte Diagramm bietet ein grundlegendes Verständnis der grundlegenden Komponenten und ihrer Beziehungen in einem digitalen Computer. Das Detailniveau kann je nach Zweck und Publikum erheblich erhöht werden.
