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第5章 处理器
CPU
Computer Arithmetic
Cache and
I/O Login Unit
System CPU
Bus
Internal CPU
Memory Interconnection
Control
Unit
CPU的功能和组成
处理器
通常简称CPU (Central Process Unit)。
一旦把程序装入内 器,就可以由计算机
来自动完成取出指令和执行指令的任务。专门用
来完成此项工作的计算机部件称为 处理器。
CPU的基本部分由运算器、cache和控制器
三大部分组成。
CPU的基本功能:
★ 指令控制
程序的顺序控制称为指令控制。由于程序是一个
指令序列,这些指令的相互顺序不能任意颠倒,必须
严格按程序规定的顺序进行。
★ 操作控制
一条指令的功能往往是由若干个操作信号的组合
来实现的,因此,CPU管理并产生由内存取出的每
条指令的操作信号,把 信号送往相应的部件,
从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
CPU的基本功能:
★ 时间控制
对 实施时间上的定时称为时间控制。
在计算机中,各种指令的操作信号以及一条指令
的整个执行过程都受到时间的严格定时。
★ 数据加工
数据加工就是对数据进行算术运算和逻辑运
算处理。
CPU中的主要寄存器
在CPU中至少要有六类寄存器。 这些寄存器
用来暂存一个计算机字。根据需要,可以扩充其
数目。下面详细介绍这些寄存器的功能与结构。
1.数据缓冲寄存器 (DR)
2.指令寄存器 (IR)
3.程序计数器 (PC)
4.地址寄存器 (AR )
5.累加寄存器 (AC )
6.状态条件寄存器 (PSW)
CPU的组成
控制器:
由程序计数器、指令寄存器、指令译 、时
序产生器和操作控制器等组成。它是发布命令的
“决策机构”,即完成协调和指挥整个计算机系统
的操作。
控制器三大部件:
指令部件:程序计数器、指令寄存器、指令译
时序部件:时序产生器
操作控制部件:操作控制器
控制器还包括:中断系统
控制台等其他功能部件
控制器的组成
• 1.程序计数器 (PC):存放指令的地址 (当前
指令或者下一条指令地址);
– 当指令顺序执行时,由PC+1产生下一条指令的地址;
– 当遇到转移指令时,转移地址→PC作为下一条指令的
地址。
• 2 .指令寄存器 (IR):存放当前指令的指令码
• 3.指令译 :对指令寄
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