计算机组成原理：中央处理器
? ? ? ? ? CPU：包括運算器和控制器
? ? ? ? ? CPU中的主要寄存器：CPU中的寄存器用來暫時保存運算和控制過程中的中間結(jié)果，最終結(jié)果以及控制，狀態(tài)信息的，它可以分為通用寄存器和專用寄存器兩大類。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?通用寄存器：通用寄存器可用來存放原始數(shù)據(jù)和運算結(jié)果，有的還可以作為變址寄存器，計數(shù)器，地址指針等。通用寄存器可由程序編址訪問。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 專用寄存器：專門用來完成某一種特殊功能的寄存器。CPU至少有5個專用寄存器。它們是：程序計數(shù)器(PC)，指令寄存器(IR)，存儲器地址寄存器(MAR)，儲存器數(shù)據(jù)寄存器(MDR)，狀態(tài)標(biāo)志寄存器(PSWR)。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1>程序計數(shù)器：又稱指令計數(shù)器，用來存放正在執(zhí)行的指令地址或接著要執(zhí)行的下條指令地址。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2>指令寄存器：用來存放從存儲器中取出的指令。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3>存儲器數(shù)據(jù)寄存器：用來暫時存放由主存儲器讀出的一條指令或一個數(shù)據(jù)字；反之，當(dāng)向主存寫入一條指令或一個數(shù)據(jù)字時，也暫時將它們存放在存儲器數(shù)據(jù)寄存器中。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4>存儲器地址寄存器：用來保存當(dāng)前CPU所訪問的主存單元的地址。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5>狀態(tài)標(biāo)志寄存器：用來存放程序狀態(tài)字。程序狀態(tài)字的各位表示程序和機器運行的狀態(tài)，是參與控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)之一，它包括狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志。
? ? ? ? ? ?CPU的組成：由控制器和運算器兩大部分組成
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?控制器的主要功能：1>從主存中取出一條指令，并指出下一跳指令在主存中的位置；2>對指令進行譯碼或測試，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號，以便啟動規(guī)定的動作；3>指揮并控制CPU,主存和輸入設(shè)備和輸出設(shè)備的數(shù)據(jù)流動方向。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 運算器的功能：1>執(zhí)行所有算術(shù)運算；2>執(zhí)行所有的邏輯運算，并進行邏輯測試。
? ? ? ? ?CPU的主要技術(shù)參數(shù)
? ? ? ? ? ? ? ? ? 字長：CPU單位時間內(nèi)同時處理的二進制數(shù)據(jù)的位數(shù)
? ? ? ? ? ? ? ? ? 內(nèi)部工作頻率：稱為內(nèi)頻或主頻，是衡量CPU速度的重要參數(shù)，CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 外部工作頻率： 由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時鐘頻率。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 前端總線頻率：通常用FSB表示，它是CPU和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，主要連接主存，顯卡等數(shù)據(jù)吞吐率高的部件，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對計算機整體性能作用很大。
? ? ? ? ? ? ? ? ? QPI數(shù)據(jù)傳輸速率：快速通道互連
? ? ? ? ? ? ? ? ? 片內(nèi)Cache的容量：又稱CPU Cache，它的容量和工作速率對提高計算機的速度起著關(guān)鍵作用。CPU Cache可以分為L1 Cache，L2?Cache，部分高端還有L3?Cache。?
? ? ? ? ? ? ? ? ?工作電壓：指的是CPU正常工作所需的電壓。CPU電壓過高，會使CPU得發(fā)熱量太大，使得壽命短。
? ? ? ? ? ? ? ? 地址總線寬度：決定了CPU可以訪問的最大物理地址空間，簡單說就是CPU到底能使用多大容量的主存。
? ? ? ? ? ? ? ? 數(shù)據(jù)總線寬度：決定了CPU與外部Cache，主存以及輸入設(shè)備之間進行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘?#xff0c;表明芯片信息傳遞能力。
? ? ? ? ? ? ? ?制造工藝：線寬是指芯片內(nèi)電路與電路之間的距離，可以用線寬來描述制造工藝。線寬越小，意味著芯片上包括的晶體管數(shù)目越多。
? ? ??控制器的組成和實現(xiàn)方法：控制器是計算機系統(tǒng)的指揮中心，它把運算器，存儲器，輸入輸出設(shè)備等部件組成一個有機的整日，然后根據(jù)指令的要求指揮全機的工作。
? ? ? ? ? ? ? 指令部件：主要任務(wù)是完成取指令并分析指令，指令部件包括：
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1>程序計數(shù)器
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2>指令寄存器
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?3>指令譯碼器：又稱操作碼譯碼器或指令功能解釋器。暫存在指令寄存器中的指令只有在其操作碼部分經(jīng)過譯碼之后才能識別出這是一條什么樣的指令，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號提供給微操作信號發(fā)生器。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4>地址形成部件：地址形參部件根據(jù)指令的不同尋址方式，形成操作數(shù)的有效地址
? ? ? ? ? ? ? 時序部件：時序部件產(chǎn)生一定的時序信號，以保證機器的各功能部件有節(jié)奏地進行信息傳送，加工及信息存儲。時序部件包括：
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1>脈沖源：用來產(chǎn)生具有一定頻率和寬度的時鐘脈沖信號，為整個機器提供基準(zhǔn)信號。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2>啟動控制邏輯：根據(jù)計算機的需要，可靠地開放或封鎖脈沖，控制時序信號的發(fā)生或停止，實現(xiàn)對整個機器的正確啟動或停止。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3>節(jié)拍信號發(fā)生器：又稱脈沖分配器。脈沖源產(chǎn)生的脈沖信號，經(jīng)過節(jié)拍信號發(fā)生器后產(chǎn)生出各個機器周期中的節(jié)拍信號，用以控制計算機完成每一步微操作。
? ? ? ? ? ? ?微操作信號發(fā)生器：一條指令的取出和執(zhí)行可以分解成很多最基本的操作，這種操作基本的不可再分割的操作稱為微操作，微操作信號發(fā)生器也稱為控制單元。
? ? ? ? ? ? 中斷控制邏輯：用來控制中斷處理的硬件邏輯。
? ? ?控制器的硬件實現(xiàn)方法：
? ? ? ? ? ?組合邏輯型：控制單元是由門電路組成的復(fù)雜樹形網(wǎng)絡(luò)。這種方法是分立元件時代的產(chǎn)物，以使用最少器件數(shù)和取得最高操作速度為設(shè)計目標(biāo)。
? ? ? ? ? ?存儲邏輯型：把微操作信號代碼化，使每條機器指令轉(zhuǎn)化成為一段微程序并存入一個專門的存儲器(控制存儲器)中，微操作信號由微指令產(chǎn)生。
? ? ? ? ? 組合邏輯和存儲邏輯結(jié)合型：這種控制器稱為可編程邏輯陣列(PLA)控制器，是一種組合邏輯控制器，但它又與常規(guī)的組合邏輯控制器的硬聯(lián)結(jié)構(gòu)不同；它是可編程序的，某一微操作控制信號由PLA的某一輸出函數(shù)產(chǎn)生。
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? ?參考資料：<<計算機組成原理>>? 蔣本珊? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
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總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的计算机组成原理：中央处理器的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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