CTO网络工程师:计算机原理及网络概述(11分)--cpu体系结构

发布时间 2023-07-18 15:28:14作者: 测试人员a

1.1计算机组成原理

1.1.1计算机系统组成

冯诺依曼计算机体系结构三原则:

计算机的五大部件:运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备

采用二进制运算 用0和1代表数值

程序和数据以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中,存放位置由地址确定

 

 

CPU体系结构

cpu的定义

运算器和控制器合称中央处理器

CPU的功能

程序控制:CPU通过执行指令来控制程序的执行顺序

操作控制:控制器生成每条指令的操作信号,传送到不同的部件并控制各部件的操作

时序控制:控制器通过时序电路产生的时钟信号进行定时,来控制各种操作有序进行

数据处理:运算器完成对数据加工处理

cpu的构成:运算器、控制器、寄存器组合内部总线等部件

运算器:完成算术运算,逻辑运算和移位操作。

主要部件有算术逻辑运算单元(ALU),累加器(AC),通用寄存器(GR),状态寄存器(SR),数据缓冲寄存器,多路转换器和数据总线等。其中:

算术逻辑运算单元(ALU):执行算术或逻辑运算

累加器(AC):保存操作数和运算结果

通用寄存器(GR):用于存储操作数或地址,包括数据寄存器,指针寄存器等。其作用是减少CPU访问存储器的次数,提高运算速度。

对于cpu要运算的数在通用寄存器,通用寄存器提取到累加器,累加器把马上要算的数据提取到算术逻辑单元

控制器:实现指令的存取,译码和执行,控制计算机各个部件有条不紊的工作。

主要部件有程序计数器(PC),指令寄存器(IR),指令译码器,通用寄存器和时序产生器等。

程序计数器(pc):存储程序指令的起始地址。用于cpu从内存中读取要执行的指令,程序员可以访问。

当程序顺序执行时,cpu每取出一条指令,pc中的内容自动加1,指向下一条要读取的指令地址。

指令寄存器(IR):存储从内存取出的、正在运行的指令、指令译码器会分析IR中的指令,产生各种微操作指令,从而控制其他部件的工作

寄存器组:实现用于暂时存放寻址和计算过程中的信息、

cpu中的寄存器通常分为5大类,存放数据,存放地址,存储控制信息,存储状态信息和其他寄存器