【计算机组成原理】中央处理器.ppt

2. CPU的基本部分由 三大部分组成。 运算器 Cache 控制器 * 第五章 中央处理器 1. CPU具有如下五方面的基本功能： 第一节 cpu的功能与组成： ★ 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。 第四章 中央处理器 1. CPU具有如下五方面的基本功能： 第一节 cpu的功能与组成： ★ 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，把各种操作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。 第四章 中央处理器 1. CPU具有如下五方面的基本功能： 第一节 cpu的功能与组成： ★ 时间控制 　　对各种操作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。  第四章 中央处理器 1. CPU具有如下五方面的基本功能： 第一节 cpu的功能与组成： ★ 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。 ★ 处理中断 计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机停止现行程序的运行，转向对这些异常情况或特殊的处理，处理结束后再返回到现行程序的间断处。 第四章 中央处理器 1. CPU具有如下五方面的基本功能： 第一节 cpu的功能与组成： ★ 指令控制 ★ 操作控制 ★ 时间控制 ★ 数据加工 ★ 处理中断 总之，CPU必须具有控制程序的顺序执行（称指令控制）、产生完成每条指令所需的控制命令（称操作控制）、对各种操作实施时间上的控制（称时间控制）、对数据进行算术运算和逻辑运算（数据加工）和处理中断等功能。 演示 控制器 　　由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器组成，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。它的主要功能有： (1)从内存中取出一条指令，并指出下一条指令在内存中的位置； (2)对指令进行译码或测试，并产生相应的操作控制信号，以便启动规定的动作； (3)指挥并控制CPU、内存和输入/输出设备之间数据流动的方向。 运算器 　　由算术逻辑单元(ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器组成，它是数据加工处理部件。相对控制器而言，运算器接受控制器的命令而进行动作 ，即运算器所进行的全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的，所以它是执行部件。 运算器有两个主要功能： (1)执行所有的算术运算； (2)执行所有的逻辑运算，并进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较。 3.　CPU中的主要寄存器 　? 　 在CPU中至少要有六类寄存器。 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） 1.　缓冲寄存器的作用是 ： (1)作为CPU和内存、外部设备之间信息传送的中转站； (2)补偿CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的差别； (3)在单累加器结构的运算器中，数据缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。 2.指令寄存器（IR） 　　指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到缓冲寄存器中，然后再传送至指令寄存器。 指令划分为操作码和地址码字段，由二进制数字组成。为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试，以便识别所要求的操作。 指令译码器就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后，即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。 3.程序计数器（PC） 　　为了保证程序能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器正是起到这种作用，所以通常又称为指令计数器。 在程序开始执行前，必须将它的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入PC，因此PC的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改的过程通常只是简单的对PC加1。 4.地址寄存器（AR） 　　地址寄存器用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之间存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存的读/写操作完成为止 。 5.累加寄存器（AC） 　　累加寄存器AC通常简称为累加器，它是一个通用寄存器。其功能是：当运算器的算术逻辑