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有关cpu小知识

归档日期:08-04       文本归类:指令控制器      文章编辑:爱尚语录

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  展开全部中央处理器(CPU)由两个主要部分———控制器及运算器组成。其中程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器等组成了控制器。它是对计算机发布命令的“决策机构”,协调和指挥整个计算机系统的操作,因此,它处于CPU中极其重要的位置。

  缓冲寄存器用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字;反之,当向内存存入一条指令或一个数据字时,也暂时将它们存放在这里。缓冲寄存器的作用是:①作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站;②补偿CPU和内存、外部设备之间在操作速度上的差别;

  (2)指令寄存器(IR)指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。指令划分为操作码和地址码字段,它们由二进制数字组成。为执行任何给定的指令,必须对操作码进行译码,以便指出所要求的操作。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后,即可向操作控制器发生具体操作的特定信号。

  为了保证程序能够连续地执行下去,CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器(PC)正是起到这种作用,所以通常又称其为指令计数器。

  地址寄存器用来保存当前CPU所要访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别,所以必须使用地址寄存器来保持地址信息,直到内存读/写操作完成为止。

  累加寄存器AC通常简称为累加器。它的功能是:当运算器的算术/逻辑单元(ALU)执行全部算术和逻辑运算时,为ALU提供一个工作区。例如,在执行一个加法前,先将一个操作数暂时存放在AC中,再从存放中取出另一个操作数,然后同AC的内容相加,所得结果送回AC中,而AC中原有的内容随即被破坏。顾名思义,累加寄存器用来暂时存放ALU运算的结果信息。显然,运算器中至少要有一个累加器寄存器。

  操作控制器的功能,就是根据指令操作码和时序信号,产生各种操作控制信号,以便正确地建立数据通路,从而完成取指令和执行指令的控制。

  根据设计方法不同,操作控制器可分为组合逻辑型、存储逻辑型、组合逻辑与存储逻辑结合型三种。第一种称为常规控制器,它是采用组合逻辑技术来实现的;第二种称为微程序控制器,它是采用存储逻辑来实现的;第三种称为PLA控制器,它是吸收前两种的设计思想来实现的。

  CPU中除了操作控制器外,还必须有时序产生器,因为计算机高速地进行工作,每一动作的时间是非常严格的,不能有任何差错。时序产生器的作用,就是对各种操作实施时间上的控制。

  运算器包括ALU、累加器、数据缓冲寄存器和状态寄存器,而控制器的核心是操作控制器,围绕它的有程序计数器(PC)、指令寄存器(IR)、指令译码器(ID)和时序产生器。

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