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,共享匯流排的各個部件必須分時使用匯流排傳送資訊,以保證匯流排上資訊每時每刻都是唯一的,但是匯流排上的各部件可同時接受匯流排上的資訊。
控制器也稱為控制單元control unit
控制器是cpu的組成部分,主要任務是根據事先編好並存放在儲存器中的程式,有序地讀入指令,根據不同的指令,不同的狀態條件,在不同的時間產生不同的訊號,控制計算機各部位有條不紊地、自動協調地進行工作。也即控制器是按照取指令、分析指令(形成操作碼和位址碼)、執行指令的基本步驟控制程式的執行。
主要的功能包括:
1.控制指令的正確執行;
2.控制程式和資料的輸入及結果的輸出;
3.控制對異常情況和特殊情況的處理。
具體可檢視
cu的基本組成:
1.指令部件:
(1)程式計數器pc
program counter簡稱pc,用來儲存從記憶體提取的下一條指令的位址。
(2)指令暫存器ir
instruction register簡稱ir,用於暫存當前正在執行的指令。
(3)指令解碼器id
instruction decoder簡稱id。計算機能且只能執行「指令」。指令由操作碼和位址碼組成。操作碼表示要執行的操作性質,即執行什麼操作或做什麼;位址碼是操作碼執行時的操作物件的位址。指令的操作碼被送到指令解碼器中解碼,操作控制器根據指令解碼器對於指令的解碼,產生出實現指令功能所需要的全部動作的控制訊號。
(4)位址形成部件:位址形成部件根據指令特徵將位址碼形成有效位址ea,送外主存的位址暫存器。
2.時序控制部件
用於產生一系列的時序訊號,為各種微操作定時以保證微操作執行的順序。
3.操作部件
操作控制器:用於根據指令部件提供的輸入控制訊號、時序部件提供的各種時序訊號及有關狀態條件,產生機器所需要的各種微操作控制訊號。
4.中斷控制邏輯
用於實現對各種異常情況和特殊請求的處理。
5.程式狀態暫存器psr
程式狀態暫存器用以存放程式的工作狀態(如管態、目態等)和指令執行的結果特徵(如alu運算的結果為零、負、結果溢位等),把它所存放的內容稱為程式狀態字(psw)。psw表明了系統的基本狀態,是控制程式執行的重要依據。不同的機器其psw的格式及內容並不相同。
運算器:arithmetic unit,計算機中執行各種算術和邏輯運算操作的部件。運算器的基本操作包括加、減、乘、除四則運算,與、或、非、異或等邏輯運算,以及位移、比較和傳達等操作,亦稱為算術邏輯部件alu。
累加暫存器acc
乘商暫存器mq
操作符暫存器x
狀態字暫存器psw
資料從記憶體到cpu的過程:
pc(程式計數器)–>mar(位址暫存器)–>m–>mdr(資料暫存器)—>ir
位址暫存器mar和資料暫存器mdr用作主存介面的暫存器。mar用以存放所要訪問的主存單元的位址。它可以接收來自pc的指令位址,或接受來自位址形成部件的運算元位址。資料暫存器mdr用來存放想主存寫入的資訊或從主存中讀出的資訊。
通用暫存器是一組程式可訪問的、具有多種功能的暫存器。在指令系統中為這些暫存器分配了編號(活成暫存器的位址),可以程式設計指定暫存器,它們自身的邏輯往往比較簡單且統
一、甚至是快速的小規模儲存器的一些單元,但通過程式設計,與元算器配合,可指定其實現多種功能,如提供運算元、儲存中間結果(即做累加器),或用作指標位址,或作為基址暫存器、變址暫存器、計數器等,因而被稱為通用暫存器。
除了上述提到的暫存器外,cpu中還常設定一些程式不能直接訪問、用於暫存運算元據或中間結果的暫存器,稱為暫存器。
組成 GPU與CPU的比較
不管是cpu還是gpu都是很高速的裝置,然而從主存中取資料會很慢很慢,為了充分利用高速裝置,二者都使用了快取,程式設計一定要考慮的是電腦程式的區域性性 locality 的基本屬性 時間區域性性與空間區域性性。多核時代和gpu並行運算時代來臨,另外乙個影響程式執行的速度的關鍵因素 快取一致性 cac...
CPU體系結構(組成部分)
在準備網路工程師考試,裡面有些知識點是比較常考的。自己寫這篇部落格呢,當作是筆記吧,自己看一看也分享給大家一起學習。這部分的內容就是講cpu裡面的組成結構以及各部分的功能。cpu的構成 cpu主要由運算器 控制器 暫存器組和內部匯流排構成。運算器 由算術邏輯單元alu 通用暫存器 資料暫存器等組成。...
cpu的組成及分工
控制單元是上帝 掌控一切 運算單元只負責算術和邏輯運算,運算的指令由控制單元提供,資料由暫存器提供 儲存單元 一方面給運算單元提供輸入輸出,另一方面在控制單元的控制下和記憶體通訊 控制單元使用運算單元的計算結果進行自我調整 工作流程猜測 獲取指令 指令解碼 指令執行 暫存器在控制器控制下從記憶體讀取...