CPU的功能和基本结构 |
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文章是观看王道计算机组成原理所写 中央处理器CPU 1.CPU基本功能 CPU:中央处理器CPU由运算器和控制器组成用计算机解决某个问题时要为它编写程序程序是一个指令序列,它告诉计算机要执行什么操作,在什么地方来找到用来操作的数据一旦把程序加载到内存储器,就可以由计算机来自动完成取出指令和执行指令的任务
处理中断: ①控制程序的输入和结果的输出,就是说控制主机和IO设备的交换信息,比如说我们程序在运行中,要给一个输入从可以让程序继续运行,不然的话,程序就会卡住不动,这里就运用到了处理中断 ②总线管理,运行过程中的异常情况和特殊情况的请求处理 先来回顾一下控制器的组成,后面的知识需要用到 思考:程序开始执行以后,就会根据指令的关系来执行程序,那么第一条指令是谁给的呢? 就比如说电脑上我们安装了QQ,当我们想要运行的时候,双击就可以了, 由于我们安装QQ的时候,是安装在硬盘上的,双击的时候,操作系统会把程序从硬盘调到内存中,调到内存的地方不是固定的,因为内存是动态管理的,也就是说一个程序开始的第一条指令存放的位置是由操作系统掌控的 我们知道取出指令以后,肯定是想要进行相应的操作,但是我们肯定要先知道要做什么,也就是指令代码的含义,才能进行操作,所以下一步是译码。 第二步译码 根据IR中的指令,结合指令系统规范,分解指令的操作码、地址码等部分 操作码——指明做哪种操作 地址码——指明如何得到操作数、如何保存结果以及如何形成后续指令地址等 第三步执行 第四步写回 将计算结果保存到主存(或缓存) 第五步中断 响应外部请求 接下来就是这几个步骤的循环 下面这张图就是CPU的工作流程 顾名思义,运算部件是用来做运算的,那么控制部件肯定是用来控制的 控制部件主要是用来负责指令译码,并且发出完成指令功能所需要的各种操作的控制信号,比如说告诉各个部件,哪一些部件需要进行操作,具体要进行什么操作 我们知道每一个人看待问题的角度是不一样的,因此不同的人看待同一种事物的感受也是不一样的,同样的,计算机的工作过程从不同的角度来看也是不一样的。 从用户的角度:计算机的工作过程就是指令序列的连续执行从内部的实现机制:计算机的工作过程是控制命令下的信息传输,是控制流和信息流综合的过程对于控制部件来说,最重要的是控制命令(微命令)产生部件 同步:做一件事有明确的时间规定,从什么时候开始,到什么时候结束 ![]() ![]()
单总线方式:每一个部件都和总线相连,但是部件之间不相连 每一个部件和总线之间的连接方式由一个可以控制信号的通断的控制信号控制
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设计步骤 列出操作时间表写出微操作命令的最简表达式画出逻辑图 |
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