1、cpu概述
馮諾依曼計算機
主要功能部件是:運算器、控制器、儲存器、輸入裝置、輸出裝置
這五大功能部件通過資料匯流排相互連線並進行資料互動
馮諾依曼計算機最主要的工作原理就是 儲存程式和程式控制
cpu的主要功能就是完成 取指令和執行指令的功能,由cpu的運算器和控制器來承擔。
cpu經過漫長的歷史,不同時期不同廠家的產品有很大不同,主要差異體現在指令集體系結構、資料通路、以及對應cpu控制器的實現方式。
cpu的設計沒有絕對的對與錯,只有不同設計在效能和成本上的折中與權衡。
2、cpu基本組成
cpu主要由運算器和控制器組成
運算器負責資料加工
控制器負責程式執行/指令執行,保證程式/指令執行的正確的順序。
運算器包括算術邏輯運算單元,以及通用暫存器
通用暫存器用來暫存運算器所需要的運算元以及運算器運算的結果
控制器主要用來取指令,執行指令,
以pc為位址訪問主存,在主存中得到對應指令後,經過資料匯流排傳送到指令暫存器ir中,當前指令在指令解碼器作用下產生指令對應的解碼訊號,並且在相應的時序產生器的作用下,對最終產生的訊號進行時序上的調製,由操作控制器產生各功能部件所需要的操作控制訊號序列,這是控制器的最主要的功能。對應的這些控制訊號最終會生成相應的資料通路,進而實現指令的對應的功能。
在控制器內部,還有相應的中斷邏輯,中斷邏輯為控制器提供異常處理的功能,能夠為外設進行中斷的互動邏輯
3、cpu主要功能
cpu主要功能:取指令並執行指令的部件
運算器功能:
資料加工:算術/邏輯運算
控制器功能:
程式控制:程式中指令執行順序控制
操作控制:將機器指令翻譯成執行部件所需的操作控制訊號
時序控制:控制操作訊號的產生時間、持續時間
異常控制:異常處理,外設互動
4、主要暫存器
pc(program counter)----------程式計數器
ir(instruction register)--------指令暫存器
ar(address register)-----------位址暫存器
dr(data register)----------------資料緩衝暫存器
ac(accumulate count)--------累加暫存器
psw(program status word )--------程式狀態字
5、操作控制器
取指令,將機器指令解碼並生成執行部件控制訊號序列,建立正確的資料通路,從而完成指令的正確執行
按照實現機理可以分為兩大類:
1、硬佈線控制器(時序邏輯型)(硬體實現)
2、微程式控制器(儲存程式型)(軟體實現)
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