对口高考计算机原理

《对口高考计算机原理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、CPU的基本功能：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。指令控制：程序的顺序控制。时间控制：操作实施时间上的定时。数据加工：对数据进行算术运算和逻辑运算处理。CPU的组成结构：ALU表示算术逻辑运算单元Acc表示累加寄存器CU表示控制单元PSWR表示程序状态字寄存器IR表示指令寄存器PC表示程序记数器MDR表示存储器数据寄存器MAR表示存储器地址寄存器运算器由算术逻辑运算单元(ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器和程序状态寄存器

2、组成，它是数据加工处理部件。运算器主要功能：执行所有的算术运算、逻辑运算，并可进行逻辑测试，如零值测试或两个值的比较等。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。控制器的主要功能有：1.从主存中取出一条指令，并指出下一条指令在主存中的位置。2.对指令进行译码或测试，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、主存和输入输出设备之间的数据流动方向。CPU中的寄存器是用来暂时保存运算和控制过程中的中间结果、最终结果以及控制、状态信息的，它可以分为通用寄存器和专

3、用寄存器两大类。通用寄存器：可用来存放原始数据和运算结果，有的还可以作为变址寄存器、计数器、地址指针等。现代计算机中为了减少访问存储器的次数，提高运算速度，往往在CPU中设置大量的通用寄存器，少则几个，多则几十个，甚至上百个。累加寄存器Acc也是一个通用寄存器，它用来暂时存放ALU运算的结果信息。运算器中至少要有一个累加寄存器。专用寄存器：程序计数器(PC)：又称指令计数器，用来存放正在执行的指令地址或接着要执行的下条指令地址。顺序执行的情况，PC的内容应不断地增量(加“1”)，以控制指令的顺序执行。需要改变程序执行顺序的情况时，将转移的目标地址送往PC，即可实现程序的转

4、移。指令寄存器(IR)：用来存放从存储器中取出的指令。当指令从主存取出暂存于指令寄存器之后，在执行指令的过程中，指令寄存器的内容不允许发生变化，以保证实现指令的全部功能。存储器数据寄存器(MDR)：用来暂时存放由主存储器读出的一条指令或一个数据字；反之，当向主存存入一条指令或一个数据字时，也暂时将它们存放在存储器数据寄存器中。存储器地址寄存器(MAR)：用来保存当前CPU所访问的主存单元的地址。由于主存和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，直到主存的读写操作完成为止。当CPU和主存进行信息交换，无论是CPU向主存存取数据时，还是CPU从

5、主存中读出指令时，都要使用存储器地址寄存器和存储器数据寄存器。状态标志寄存器(PSWR)：状态标志寄存器用来存放程序状态字(PSW)。程序状态字的各位表征程序和机器运行的状态，是参与控制程序执行的重要依据之一。它主要包括两部分内容：一是状态标志，如进位标志(C)、结果为零标志(Z)等，大多数指令的执行将会影响到这些标志位；二是控制标志，如中断标志、陷阱标志等。计算机系统主要由硬件和软件两大部分组成。所谓硬件是指由五大基本部件组成的实际装置。软件则是为了方便用户使用计算机而编写的各种程序，最终转化成一系列机器指令后在计算机上执行。计算机的指令是机器指令的简称，是计算机硬件能

6、够识别和执行的操作命令，用二进制编码形式表示。指令系统是一台计算机所能执行的全部指令的集合。一台计算机的指令系统越丰富，这台计算机的CPU越复杂，其处理能力也越强。一个完善的指令系统应该具备如下几个方面的特性：完备性：指用汇编语言编写各种程序时，指令系统直接提供的指令足够使用，而不必用软件来实现。完备性要求指令系统丰富、功能齐全、使用方便。有效性：指利用该指令系统所编写的程序能够高效率地运行。高效率主要是指时空效率，即程序在执行时所占用的存储空间小而执行速度快。规整性包括指令系统的对称性、匀齐性、指令格式和数据格式的一致性。对称性：在指令系统中所有的寄存器和存储器单元都可

7、同等对待，所有的指令都可使用各种寻址方式。匀齐性：一种操作性质的指令可以支持各种数据类型；格式一致性：指令长度和数据长度有一定的关系，以方便处理和存取。兼容性：主要指程序的移植性。至少要能做到”向上兼容”，即低档机上运行的软件可以在高档机上运行。一般来说，指令包括操作码及地址码两部分。操作码用来表示各种不同的操作，或者说操作码指明该指令执行什么类型的操作。地址码指出被操作的数据在内存中存放的位置。深入讨论指令的构成时，指令中还应以下信息：操作的种类和性质、操作数的存放地址、操作结果存放地址、下条指令存放地址(保证程序能连续不断