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資料->運算單元使用暫存器內容進行計算->暫存器在控制器控制下向記憶體寫資料；

注意：某些指令，控制單元會根據暫存器的狀態進行自我調整，不使用運算單元（當然是運算單元運算的結果）。

控制單元：控制單元是整個cpu的指揮控制中心，由指令暫存器ir(instruction register)、指令解碼器id(instruction decoder)和操作控制器oc(operation controller)等，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據使用者預先編好的程式，依次從儲存器中取出各條指令，放在指令暫存器ir中，通過指令解碼(分析)確定應該進行什麼操作，然後通過操作控制器oc，按確定的時序，向相應的部件發出微操作控制訊號。操作控制器oc中主要包括節拍脈衝發生器、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。

運算單元：是運算器的核心。可以執行算術運算(包括加減乘數等基本運算及其附加運算)和邏輯運算(包括移位、邏輯測試或兩個值比較)。相對控制單元而言，運算器接受控制單元的命令而進行動作，即運算單元所進行的全部操作都是由控制單元發出的控制訊號來指揮的，所以它是執行部件。

我們將上圖細化一下，可以得出cpu的工作原理概括如下：

1. 控制器的組成和功能： 控制器由程式計數器、指令暫存器、指令解碼器、時序產生器和操作控制器組成。它是計算機指揮系統，完成計算機的指揮工作。儘管不同計算機的控制器結構上有很大的區別，當就其基本功能而言，具有如下功能： 

執行指令 控制器還必須具備執行指令的功能，指揮並控制cpu、記憶體和輸入/輸出裝置之間資料流動的方向，完成指令的各種功能。  

發出各種微操作命令 在指令執行過程中，要求控制器按照操作性質要求，發出各種相應的微操作命令，使相應的部件完成各種功能。  

改變指令的執行順序 在程式設計過程中，分支結構、迴圈結構等非順序結構的引用可以大大提供程式設計的工作效率。控制器的這種功能可以根據指令執行後的結果，確定下一步是繼續按原程式的順序執行，還是改變原來的執行順序，而轉去執行其它的指令。  

控制程式和資料的輸入與結果輸出 這實際也是乙個人機對話的設計，通過編寫程式，在適當的時候輸入資料和輸出程式的結果。  

對異常情況和某些請求的處理 當計算機正在執行程式的過程中，發生了一些異常的情況，例如除法出錯、溢位中斷、鍵盤中斷等。

2. 運算器的組成和功能： 運算器由算術邏輯單元（alu）、累加暫存器、資料緩衝暫存器和狀態條件暫存器組成，它是資料加工處理部件，完成計算機的各種算術和邏輯運算。相對控制器而言，運算器接受控制器的命令而進行動作，即運算器所進行的全部操作都是由控制器發出的控制訊號來指揮的，所以它是執行部件。運算器有兩個主要功能： 

add 30指令是一條訪問主訪問數並執行加法的指令，其指令週期由3個cpu週期組成，其中取指令階段需要1個cpu週期，執行指令階段需要2個cpu週期。

圖3-7 add 30指令週期

在第1個cpu週期，即取指令階段，cpu從主訪問出指令並解碼，以確定執行何種操作；

執行指令階段由2個cpu週期組成，其中在第2個cpu週期，cpu將指令的位址碼（運算元位址）部分（30）送往位址暫存器，並完成位址解碼，而在第3個cpu週期，cpu從主訪問出運算元，並執行加法操作。

③sta 40指令

sta 40指令是一條訪問主存的存數指令，其指令週期由3個cpu週期組成，其中取指令階段需要1個cpu週期，執行指令階段需要2個cpu週期。

圖3-8 sta 40指令週期

一 計算機核心組成及CPU核心組成

1 計算機的核心組成 cpu 記憶體 2 cpu核心組成 pc program counter 程式計數器 用來記錄記憶體中指令的位址，一次只能計數乙個執行緒的指令位址，執行緒指令切換的時候會額外儲存之前執行的執行緒及指令。registers 暫存器 用來暫時儲存cpu計算需要用到的資料。alu a...

組成原理 記憶體及記憶體與CPU的關係

首先，我們對計算機的記憶體進行簡單的了解 記憶體 memory 又稱內部儲存器，是計算機的重要組成部分。其主要作用是進行程式的執行和程式執行過程中一些半成品資料的儲存。根據不同的效能，有以下幾類內部儲存器 唯讀儲存器 rom read only memory rom，唯讀儲存器，在製造rom的時候，...

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...