中央处理器CPU

[yangsirgo]

• CPU的组成:

  1. CPU 由寄存器组
  2. 算数逻辑单元ALU
  3. 控制单元CU

• 寄存器组包含：

  1. 用户可见的寄存器。如通用寄存器，数据寄存器，地址寄存器，标志寄存器等
  2. 状态寄存器，包括程序计数器PC，指令寄存器IR，存储器地址寄存器MAR，存储器缓冲寄存器MBR，程序状态字PSW。

• 算数逻辑单元（算数器ALU）包括：负责对数据进行算数和进行逻辑运算。

• 控制器CU：负责控制整个计算机系统的运行。

• 计算机的指令系统

  1. 机器指令的格式，分类及功能：
     • CPU所完成的操作是由其执行的指令所来决定的，这些指令被称为机器指令。
     • CPU能执行的所有指令的集合，称为CPU指令系统。

机器指令

机器指令一般由操作码，源操作数，目的操作数，和下一条指令的地址组成。

• 操作码指明要执行的操作。
• 源操作数是该操作的输入数据。
• 目的操作数是该操作的输出数据。
• 下一条指令的地址通知CPU到该地址去取下一条操作的指令。

• 指令的寻址方式：立即数寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址。

• 指令的执行过程

  • 计算下一条要执行的指令的地址；
  • 从该地址读取指令；
  • 对指令译码以确定其所要实现的功能；
  • 计算操作数的地址；
  • 从该地址读取操作数；
  • 执行操作；
  • 保存结果；

• I/O（输入/输出）系统的工作方式：

  • 程序控制：CPU完全控制，CPU必须实时查询查询I/O设备的状态；
  • 程序中断：I/O设备以中断方式通知CPU,定期查询状态
  • DMA方式：CPU只在数据传输前和完成后才介入