CPU的組成與功能

一必怜、CPU概述

主要功能部件是:運算器肉拓、控制器、存儲器梳庆、輸入設(shè)備暖途、輸出設(shè)備

  • 這五大功能部件通過數(shù)據(jù)總線相互連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)交互

馮諾依曼計算機(jī)最主要的工作原理就是 存儲程序和程序控制

(1) 主要功能

  • 完成 取指令和執(zhí)行指令的功能膏执,由cpu的運算器和控制器來承擔(dān)

(2)一次完整的取指令、執(zhí)行指令的步驟如下:

  1. 根據(jù)程序計數(shù)器中地址通過地址總線訪問主存更米,找到對應(yīng)地址指令

  2. 將指令通過數(shù)據(jù)總線送到指令寄存器IR中

  3. 由指令譯碼器產(chǎn)生指令對應(yīng)的譯碼信號,再由時序產(chǎn)生器對信號進(jìn)行時間上的調(diào)制

  4. 操作控制器產(chǎn)生各功能部件所需要的操作控制信號序列

  5. 這些控制信號最終會實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)通路征峦,實現(xiàn)指令對應(yīng)的功能

  6. 中斷邏輯提供異常處理功能

二、cpu基本組成

  • cpu主要由運算器和控制器組成

運算器

  • 負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)加工

  • 負(fù)責(zé)程序執(zhí)行/指令執(zhí)行类腮,保證程序/指令執(zhí)行的正確的順序

包括算術(shù)邏輯運算單元,以及通用寄存器

通用寄存器

  • 用來暫存運算器所需要的操作數(shù)以及運算器運算的結(jié)果

控制器

  • 取指令

    • Mem[PC++] --> IR
  • 執(zhí)行指令

    • 指令字→控制信號序列
    • 信號序列→數(shù)據(jù)通路
  • 在控制器內(nèi)部存哲,還有相應(yīng)的中斷邏輯,中斷邏輯為控制器提供異常處理的功能祟偷,能夠為外設(shè)進(jìn)行中斷的交互邏輯

三打厘、CPU主要功能

cpu主要功能:取指令并執(zhí)行指令的部件

運算器功能:

數(shù)據(jù)加工:算術(shù)/邏輯運算

控制器功能:

  • 程序控制:程序中指令執(zhí)行順序控制

  • 操作控制:將機(jī)器指令翻譯成執(zhí)行部件所需的操作控制信號

  • 時序控制:控制操作信號的產(chǎn)生時間、持續(xù)時間

  • 異郴Фⅲ控制:異常處理饲化,外設(shè)交互

四吗伤、主要寄存器

PC(Program Counter)----------程序計數(shù)器

IR(Instruction Register)--------指令寄存器

AR(Address Register)-----------地址寄存器

DR(Data Register)----------------數(shù)據(jù)緩沖寄存器

AC(Accumulate Count)--------累加寄存器

PSW(Program Status Word )--------程序狀態(tài)字

五、操作控制器

取指令足淆,將機(jī)器指令譯碼并生成執(zhí)行部件控制信號序列,建立正確的數(shù)據(jù)通路巧号,從而完成指令的正確執(zhí)行

按照實現(xiàn)機(jī)理可以分為兩大類:

1、硬布線控制器(時序邏輯型)(硬件實現(xiàn))

2丹鸿、微程序控制器(存儲程序型)(軟件實現(xiàn))

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