《中央处理部件CPU》PPT课件

《《中央处理部件CPU》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第六章中央处理单元CenterProcessingUnit简称CPU1计算机组成计算机系统主要由计算机主机/各种I/O外设/系统软件组成;计算机主机则主要由处理器/主存/总线与各种接口组成;采用LSI集成于一个电子芯片内的处理器叫做微处理器;主机可有多个微处理器/运行系统软件;并行处理计算机的CPU可由多个处理器组成。26.1CPU内部的组成中央处理器简称CPU，是计算机系统的核心。主要功能：程序的执行（指令控制），信息的处理（数据加工），操作控制，时间控制，I/O设备的控制。组成：运算器，寄存器

2、，控制器，时钟电路，（某些CPU中还包括一定容量的ROM、RAM存储器）3通用寄存器组运算寄存器ALU标志寄存器执行控制电路指令队列缓冲器IO控制电路4个段寄存器1个IP寄存器内部寄存器外围总线中央处理器的基本结构与组成46.1.1运算器运算器是加工处理数据的功能部件。运算器主要由下列部件组成：算术逻辑单元（ALU）完成二进制信息的定点算术运算，逻辑运算，移位操作通用寄存器和状态标志寄存器存放数据，运算的中间、最后结果，各种状态标志有的CPU中包含浮点处理单元算术逻辑单元和通用寄存器的位数决定了

3、CPU的字长。56.1.2寄存器组（Register）寄存器：是CPU中的重要组成部分，是CPU内部的临时存储单元。存放内容：数据、地址、控制信息、CPU的工作状态信息。寄存器增加可以提高CPU运行速度。分类：数据寄存器、地址寄存器、标志状态寄存器、控制寄存器和一些其它作用的寄存器。但总体可分为通用寄存器和专用寄存器两大类。6一、通用寄存器组——在运算中存储数据与地址累加寄存器AX（Accumulator）低位累加器AL（LowwordAccumulator）变址寄存器XR（IndexRegist

4、er）基址寄存器BR（BaseRegister）标志寄存器FR（FlagRegister）以Intel80486为例(32位)，其通用寄存器有：EAX,EBX,ECX,EDX,EBP,ESP,ESI,EDI(早期16位机器为AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI)CS，DS，ES，SS，FS，GS(早期16位机器只有前4个）7状态标志寄存器（FlagRegister）——用于存放ALU工作时产生的状态信息VDITSZAPC1514131211109876543210进位标志位

5、奇偶标志位辅助进位位零标志位结果符号位单步标志位中断允许位方向标志位溢出标志位状态标志寄存器也叫标志寄存器。每一位单独使用，称为标志位。它反映了ALU当前的工作状态或条件转移指令的转移条件。具体常用如下：二、专用寄存器——保存系统运行必需的重要数据8指令寄存器IR（InstructionRegister）——用于存放将要执行的指令。指令指针寄存器IP，又称指令计数器。——用于产生和存放下条待取指令的地址。堆栈指针寄存器SP——指示堆栈栈顶的地址。变址寄存器——变址寻址中存放基础地址的寄存器，如XI

6、、DI段地址寄存器——计算机内存大时多把内存存储空间分成段(例如64KB)来管理，使用时以段为单位进行分配。段地址寄存器即是在段式管理中用来存放段地址的寄存器。9三、其他寄存器——根据CPU结构特点而设置的专用寄存器。Intel80486设有下列专用寄存器：机器状态字寄存器MSW描述符寄存器——存储管理。测试寄存器——用于存储管理。控制寄存器–虚地址方式、实地值方式选择调试寄存器——用于程序调试。106.2控制器的组成一、控制器的组成控制器是指挥与控制整台计算机各功能部件协同工作、自动执行计算机程

7、序的部件。它把运算器和存储器以及I/O设备组成一个有机的系统。控制器的作用是控制程序（即指令）的有序执行。基本功能：取指令、分析解释指令、执行指令（包括控制程序和数据的输入输出、以及对异常情况和特殊请求的处理）组成：一般由指令指针寄存器IP、指令寄存器IR、指令译码器ID、控制逻辑电路和时钟控制电路等组成.11通用寄存器GRALUDRAR12二、指令执行过程举例1）一条加法指令的执行过程：①从存储器取指令，送人指令寄存器，并进行操作码译码。程序计数器加1，为下一条指令作好准备。控制器发出的控制信号

8、PCAB，W／R=0，M/IO=1；DBIR；PC＋l。②计算数据地址，将计算得到的有效地址送地址寄存器AR。其中rs1标志通用寄存器地址、GR表示通用寄存器、disp表示位移量。控制器发出的控制信号:rs1GR，（rs1）ALU，dispALU;“十”；ALUAR（有效地址送地址寄存器）。③到存储器取数。控制器发出的控制信号ARAB,W／R=0，M/IO=1;DBDR。（将地址寄存器内容送地址总线，同时发访存读命令，存储器读出数据送数据总线后，打人数据寄存器）。13④进行加法运算