CPU結構與功能

2021-09-24 11:07:11 字數 2000 閱讀 6589

1.1程式控制:通過執行指令控制程式的執行順序;

1.2操作控制:一條指令需若干個操作訊號來完成,每條操作訊號送往不同的部件,控制相應部件完成操作。

時間控制:操作訊號的出現時間、持續時間以及出現的時間順序都要嚴格控制。

1.3資料處理:cpu通過對資料進行算術運算及邏輯運算等方式進行加工處理,資料加工處理的結果被人們所利用。

1.4異常處理:資料處理和中斷是cpu的本質功能。

參考: cpu內部組成結構及指令執行過程

參考: 計算機的指令執行過程分析

指令(ir指令暫存器)=操作碼(解碼器將操作碼翻譯交給操作控制器)+位址碼(送到位址暫存器);

參考: 一條指令在cpu中的執行流程

2.1.2 時序控制器:為每條指令按時間順序提供控制訊號。包括時鐘發生器和倍頻定義單元。

cpu外頻:系統時鐘頻率;主機板上的石英振盪晶元(通常叫時鐘發生器晶元)產生的電脈衝訊號;

計算機其他部件有各自的時鐘頻率,都與外頻有關,是適應和使用外頻,否則無法相互同步;

倍頻:以前,外頻=主頻;後來,系統時鐘頻率和主頻不斷提高,但其他部件受工藝影響,不能承受更高系統時鐘。如何提高cpu主頻,又能兼顧其他部件。核心工作頻率(主頻)=外頻x倍頻。

參考: cpu外頻、倍頻、主頻淺說

2.1.4 中斷控制器:控制各種各樣的中斷請求,並根據優先順序高低對中斷請求排隊,逐個交給cpu處理。

參考: 控制器的作用

cu:分析當前指令所需完成的操作,並發出各種微操作命令序列,用以控制所有被控制物件。

指令解碼器控制算,位址解碼器控制存(讀取和寫入)。

oc中主要有節拍脈衝發生器、控制矩陣、時鐘脈衝發生器、復位電路和啟停電路等控制邏輯。

oc根據指令操作碼和時序訊號,產生各種操作控制訊號,以便正確地建立資料通路,從而完成取指令和執行指令的控制。

參考: 操作控制器

資料的流動是由什麼部件控制的呢? 通常把許多數字部件之間傳送資訊的通路稱為「資料通路」。資訊從什麼地方開始,中間經

過哪個暫存器或多路開關,最後傳到哪個暫存器,都要加以控制。

運算器=算術邏輯單元alu/浮點運算單元fpu+通用暫存器組(3個暫存器)/專用暫存器(通常是狀態暫存器)

通用暫存器組其中acc為累加器,mq為乘商暫存器,x為運算元暫存器。這三個暫存器存放不同類別運算元。

不同機器的運算器結構是不同的。運算器可將運算結果從acc送至儲存器中的mdr;而儲存器的運算元也可以從它的mdr送至運算器中的acc、mq或x。有的機器用mdr取代x暫存器。

1.pc存放指令的位址,在控制器的協調下,將位址送到mar,pc與mar有一條直接通路;

處理器從pc指向的記憶體區域中獲取指令,pc自動加1的功能,自動形成一條指令的位址。

2.mar送到位址匯流排,在控制器的協調下,到這個位址取出指令,結果送到資料匯流排,再送到到mdr;

3.在控制器的協調下,將mdr中的指令再送到ir;

4.把ir指令中的操作碼送到cu控制單元,裡面有解碼器進行解碼並且發出取數的操作命令,再將ir中的位址碼送到mar;

5.在控制器的協調下根據位址在主存中取出資料放在mdr,再把mdr資料送至acc。

取指週期中從記憶體讀出的資訊流是指令流,它流向控制器,而在執行週期中從記憶體讀出的資訊流是資料流,由記憶體流向運算器。

指令和資料以同等地位存放在儲存器內,並按位址訪問。

指令由操作碼和位址碼組成,操作碼用來表示操作的性質,位址碼用來表示運算元所在儲存器中的位置。

指令在儲存器內按順序存放。

CPU的結構與組成

cpu主要包括控制器 運算器 暫存器組和內部匯流排構成。暫存器 可用來暫存指令 資料等處理物件,可以將其看做是記憶體的一種。根據種類的不同,乙個cpu內部會有20 100個暫存器。下圖的中斷系統可以包含在cu內。匯流排是一組可為多個功能部件共享的公共資訊傳送線路。為保證匯流排上資訊不至於衝突,共享匯...

第8章 CPU的結構和功能

控制器取指令 分析指令 執行指令 cpu功能 指令控制 操作控制 時間控制 資料加工 處理中斷 cpu結構 暫存器 cu alu 中斷系統 使用者可見暫存器 控制和狀態暫存器 使用者可見暫存器 通用暫存器 資料暫存器 位址暫存器 條件碼暫存器 控制和狀態暫存器 mar mdr pc ir 指令週期 ...

5 1 CPU的功能和基本結構

返回目錄 計算機組成原理筆記目錄 2019 王道考研 5.1 cpu的功能和基本結構 本章總覽 1.cpu的功能和結構 1.需要提供哪些功能?2.對應這些功能需要有哪些結構?2.指令執行過程 1.指令週期的概念 一條指令的執行分為不同的階段 2.資料流 不同階段要求依次訪問的資料序列 3.指令執行方...