第三節 計算機結構的簡化模型

2021-08-28 19:33:05 字數 1960 閱讀 8894

模型機由儲存器與cpu組成,兩者之間使用系統匯流排相連。

系統匯流排根據相關功能又分為:

控制匯流排:控制邏輯、位址解碼器

位址匯流排:mar

資料匯流排:mdr

注意:該模型機中的「儲存器」即指主存(記憶體)

cpu要想訪問某個儲存單元,必須通過位址匯流排給出相應的位址。若是位址匯流排的寬度為n,則cpu能管理的儲存單元最多為2^n個

cpu要讀寫的資料則是通過資料匯流排來傳送;資料匯流排的寬度一般為儲存單元位寬的整數倍,

若是以位元組儲存,資料匯流排寬度為8n

cpu讀寫對應的資料則是存放在儲存器資料暫存器,簡稱mdr(memory data register)

作用:用於存放cpu正在讀出或即將寫入儲存單元的資料

控制匯流排與儲存器中的控制邏輯相連,用來接收cpu的讀寫訊號或者向cpu傳輸已經完成的訊號。

cpu(控制器、運算器、內部匯流排):

控制器:用於控制計算機各部件完成取指令、分析指令、和執行指令等功能,其主要組成部分如下:

1)指令暫存器 ir(instrution register)

2)程式計數器 pc(program counter)

3)儲存器位址暫存器 mar(memory address register)

4)儲存器資料暫存器 mdr(memory data register)

5)指令解碼部件

6)控制電路

以下進行逐條進行分析:

1.指令暫存器 ir(instrution register)

作用:存放「正在執行或即將執行的指令」,該指令是從儲存器中取來的。

2.程式計數器 pc(program counter)

作用:存放「下一條指令的儲存單元位址」,具有自動增量計數的功能

3.儲存器位址暫存器 mar(memory address register)

作用:在訪存時用於存放「儲存單元的位址」

4.儲存器資料暫存器 mdr(memory data register)

作用:在訪存時用於存放「對儲存單元讀/寫的資料」

5.指令解碼部件

作用:對ir中的指令進行解碼,以確定ir中存放的是哪一條指令

6.控制電路

作用:ir中的指令解碼完成之後,控制電路產生控制訊號,在時序脈衝的同步下控制cpu中各個部件的動作。

運算器:用於算術運算和邏輯運算

常見的算術運算--加、減、乘、除等

常見的邏輯運算--非、與、或等

運算器的基本組成:

核心部分alu(算術單元):

作用:用於完成算術運算和邏輯運算

內部匯流排: 用於在cpu內部各個部件之間傳遞資料

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