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文檔簡介

1、第六章電腦CPU的結(jié)構(gòu)和功能,學(xué)時: 4學(xué)時重點: 電腦CPU的基本結(jié)構(gòu)和基本功能,電腦CPU的功能和構(gòu)成指令周期順序生成器和控制方式,主要內(nèi)容,電腦CPU是什么? 所謂中央處理機(jī),是控制計算機(jī),自動完成指令的取出和指令塔斯克的執(zhí)行的零配件。 這是計算機(jī)的核心零配件,通常被稱為電腦CPU。電腦CPU的功能和配置、電腦CPU的功能命令控制:保證機(jī)器按規(guī)定的順序執(zhí)行計程儀程序操作控制: 電腦CPU管理發(fā)生從存儲器取出的各命令的操作信號,將各種操作信號發(fā)送給相應(yīng)零配件,控制這些部件按命令的要求工作。 時間控制:對各種操作實施時間控制,稱為時間控制。 數(shù)據(jù)加工:數(shù)據(jù)加工是指對數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算

2、處理。 完成資料加工處理是電腦CPU的基本任務(wù)。 電腦CPU的功能和配置,(2),電腦CPU的基本配置中央處理機(jī)由兩個主要部分控制器和運(yùn)算器組成。電腦CPU功能和配置、命令支重輪由程序計數(shù)器、命令暫存器、命令解碼器、時間節(jié)點生成器和操作命令支重輪組成,是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”,協(xié)調(diào)指揮整個計算機(jī)系統(tǒng)的操作。 控件支重輪的主要功能是從內(nèi)存中取出命令,指示以下命令在內(nèi)存中的位置。 解查詢密碼或測試命令并生成相應(yīng)的控制信號。 命令和控制電腦CPU、內(nèi)存和I/O之間數(shù)據(jù)流的方向。電腦CPU的功能和構(gòu)成、運(yùn)算器由算術(shù)邏輯單位(ALU )、累積暫存器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器和狀態(tài)條件暫存器構(gòu)成,并為數(shù)據(jù)加工處理機(jī)

3、構(gòu)。 對于控制支重輪,運(yùn)算器接受控制支重輪的指令來進(jìn)行動作,由于運(yùn)算器進(jìn)行的所有操作都根據(jù)來自控制支重輪的控制信號來軍隊指揮,因此是執(zhí)行單元。 運(yùn)算器的主要功能:執(zhí)行所有算術(shù)運(yùn)算。 執(zhí)行所有邏輯運(yùn)算。電腦CPU的功能和配置、電腦CPU的功能和配置、電腦CPU的主暫存器、電腦CPU的功能和配置、累積暫存器AC累積暫存器AC,通常被稱為累積器,其功能在運(yùn)算器的算術(shù)邏輯單元針織面料(ALU )執(zhí)行所有算術(shù)和邏輯運(yùn)算時,向ALU提供工作空間。 累積暫存器暫時存儲ALU運(yùn)算的結(jié)果信息。 當(dāng)然,運(yùn)算器至少需要一個累積暫存器。 狀態(tài)條件暫存器PSW狀態(tài)條件暫存器存儲根據(jù)算術(shù)指令和邏輯指令的執(zhí)行或測試結(jié)果所建

4、立的各種條件查詢密碼的內(nèi)容,并且狀態(tài)條件暫存器存儲諸如中斷和系統(tǒng)的操作狀態(tài)的信息,從而使電腦CPU和系統(tǒng)能夠?qū)崟r掌握機(jī)器的執(zhí)行狀態(tài)和計程儀程序的執(zhí)行狀態(tài),狀態(tài)條件寄存器能夠存儲各種狀態(tài)條件標(biāo)志、電腦CPU的功能和構(gòu)成、程序計數(shù)器PC程序計數(shù)器中存儲以下指令的地址。 指令寄存器IR指令寄存器用于存儲當(dāng)前正在執(zhí)行的命令。電腦CPU的功能和配置、地址暫存器AR地址暫存器用于存儲當(dāng)前電腦CPU網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫的內(nèi)存uu針織面料的地址。 由于內(nèi)存和電腦CPU的工作速度存在差異,所以在內(nèi)存的讀/寫完成之前,必須使用地址暫存器保存地址信息。 緩沖暫存器DR的緩沖暫存器用于暫時存儲從內(nèi)部存儲器讀取的指令或數(shù)據(jù)字,相

5、反,在存儲器中存儲命令或數(shù)據(jù)字時,它們也暫時存儲在緩沖暫存器中。 操作控制支重輪和時間節(jié)點生成器的數(shù)據(jù)路徑:通常,在許多暫存器之間傳送信息的路徑被稱作“數(shù)據(jù)路徑”。 操作控制支重輪:根據(jù)命令操作碼和時間節(jié)點信號,生成正確建立數(shù)據(jù)路徑的各種操作信號,完成命令的檢索和命令的執(zhí)行。 時間節(jié)點生成器:由于計算機(jī)運(yùn)行速度很快,因此每次運(yùn)行的時間非常嚴(yán)格,沒有任何錯誤。 時間節(jié)點生成器的作用是對各種操作進(jìn)行時間上的控制。、電腦CPU的功能和構(gòu)成、程序的執(zhí)行過程:指令周期、馮諾依曼結(jié)構(gòu)的計算機(jī)執(zhí)行程序的順序:1.從程序的開頭地址正確地.2.正確地階段性地執(zhí)行各指令, 3 .正確且自動地連續(xù)執(zhí)行指令直到計程儀

6、程序的最后的讀出內(nèi)容被送入指定的暫存器解析指令,按照每個指令規(guī)定內(nèi)容執(zhí)行指令的操作步驟數(shù)和具體的操作內(nèi)容有很大不同,如果檢查有無中斷請求,則在下一個指令的執(zhí)行過程中, 轉(zhuǎn)移到指令周期,下一個指令地址、指令的執(zhí)行過程、指令周期的基本概念、指令周期、指令周期:每個電腦CPU、機(jī)器周期:指令周期通常用多個電腦CPU周期數(shù)表示,電腦CPU周期也稱為機(jī)器周期。時鐘周期:由于電腦CPU內(nèi)部的動作速度快,電腦CPU網(wǎng)站數(shù)據(jù)庫1次內(nèi)存所花費(fèi)的時間長,因此通常在從內(nèi)存讀取1個命令字的最短時間內(nèi)規(guī)定電腦CPU周期。 此外,一個電腦CPU周期時間包含多個時鐘周期(通常稱為節(jié)拍脈沖或t周期,是處理動作的最基本的單位)

7、。 這些個時鐘周期的總和規(guī)定了電腦CPU周期的時間寬度。 指令循環(huán)、指令循環(huán)、t循環(huán)、(取得指令)、(執(zhí)行指令)、指令循環(huán)、指令循環(huán)、間位址循環(huán)、指令循環(huán)、執(zhí)行循環(huán)指令周期、一個電腦CPU周期、一個電腦CPU周期、取指令階段,執(zhí)行指令階段,星空衛(wèi)視指令,取指令PC 1,查詢密碼指令,執(zhí)行指令,執(zhí)行地址暫存器AR、地址男低音ABUS、數(shù)據(jù)男低音DBUS、累加器AC 電腦CPU、20、21、22、23、24、30、31、40、CLA、ADD 30、STA 40、NOP、jmp21、000006、000地址暫存器AR、地址男低音ABUS、數(shù)據(jù)男低音DBUS、累加器AC、緩沖器暫存器DR ADD 30

8、,STA 40,NOP,jmp 21,000006,000020第一個電腦CPU周期是取命令的階段。 第2個電腦CPU周期將指令的地址發(fā)送到地址暫存器,完成地址查詢密碼。在第3個電腦CPU周期從存儲器中取出歌舞劇,執(zhí)行加法運(yùn)算。 指令周期、一個電腦CPU周期、一個電腦CPU周期、執(zhí)行指令階段、開始、取指令PC 1、解碼指令、發(fā)送歌舞劇地址、取指令PC 1的程序計數(shù)器PC、地址暫存器AR、地址男低音ABUS, 數(shù)據(jù)男低音DBUS、累加器AC、緩沖器暫存器DR、電腦CPU、20、21、22、23、24、30、31、40、CLA、ADD 30、STA 40、NOP、jmp21、000 006、000

9、06=6,00006、sttp其中的第一個電腦CPU周期仍處于取指令的階段,其過程與CLA指令、ADD指令完全相同,不同的是在此階段對程序計數(shù)器加1等于023,因此準(zhǔn)備取第四個指令。 假設(shè)在第一個電腦CPU周期后結(jié)束,STA 40命令定徑套到指令寄存器,并且查詢密碼測試完成。 命令周期、算術(shù)邏輯單元針織面料、狀態(tài)條件暫存器、程序計數(shù)器PC、地址暫存器AR、地址男低音ABUS、數(shù)據(jù)男低音DBUS、累加器AC、操作緩沖器暫存器控制模式的定時發(fā)生器、時間校正、狀態(tài)反饋、指取控制、 執(zhí)行控制,c,c,c,c,1,20,21,22,23,24 000 023,000006,000006,NOP命令和JM

10、P命令的命令周期JMP命令為2個第二個周期是執(zhí)行階段,電腦CPU向程序計數(shù)器發(fā)送指令注冊機(jī)的地址查詢密碼部分21以用新的內(nèi)容21替換PC的原始內(nèi)容25,而下一個指令不從25億針織面料讀出,而是從21電源讀出并執(zhí)行,從而改變節(jié)目的原始執(zhí)行順序。 命令周期、算術(shù)邏輯單元針織面料、狀態(tài)條件暫存器、程序計數(shù)器PC、地址暫存器AR、地址男低音ABUS、數(shù)據(jù)男低音DBUS、累加器AC、緩沖器暫存器狀態(tài)反饋、指取控制、執(zhí)行控制、c、c、c、1、 在以子搖滾樂格拉夫語言表示20,21,22,23,24,30,40 000006,000006,000025,00021,指令周期的計算機(jī)設(shè)置校正時,可以以子搖滾樂

11、格拉夫語言表示指令的指令周期。 方塊代表電腦CPU周期,方塊中的內(nèi)容代表資料路徑的行為或控制。 菱形符號表示判別或測試,但時間取決于前一個框的電腦CPU周期,不會單獨(dú)占用電腦CPU周期。 符號“”表示公共動作。指令周期、指令周期、PCAR ABUS DBUS DR IR PC 1、解查詢密碼或測試、0 AC、IR AR、IR PC PCAR、AR ABUS DBUS DR RDALU ALUAC、arabusaccus STA、JMP、NOP、小結(jié)節(jié):各種信息的傳輸路徑指令: m bus-ri、指令周期,例如圖所示是雙男低音構(gòu)造設(shè)備的數(shù)據(jù)路徑,控制信號g控制的是男同性戀電路。 “ADD R2,

12、R0”命令完成(R0) (R2)R0功能操作。 假設(shè)此命令的地址已經(jīng)在PC中。 子r 1,R3指令完成(R3)-(R1)R3的功能操作定。 指令周期、指令周期、AR、m、a、b、ALU、IRi、IRo、R0 R2R0、PCAR、MDR、DRIR、R3Y、R1X、R3-R1R3、PC0操作定命令支重輪構(gòu)成修正機(jī)硬件的去老虎鉗特性決定時間節(jié)點信號的最基本的體制是電位脈沖制。時間節(jié)點生成器和控制方式,常用的操作控件支重輪有2種。 硬接線控制支重輪微編程控制支重輪、時間節(jié)點發(fā)生器和控制方式、硬接線控制支重輪中時間節(jié)點信號包括主狀態(tài)周期接觸電位接觸脈沖三級方式微、定時發(fā)生器和控制方式、主狀態(tài)周期(指令周期):包括多個接觸周期,可以用一個觸發(fā)的狀態(tài)持續(xù)時間表示。 節(jié)拍電位(機(jī)器周期):包含多個節(jié)拍脈沖,表示較大的時間單位。 節(jié)拍脈沖(時鐘周期):表示較小的時間單位。時間節(jié)點震蕩器和控制方式、構(gòu)成時間節(jié)點信號震蕩器的時鐘源環(huán)形脈沖發(fā)生器的節(jié)拍脈沖和讀/寫時間節(jié)點的解查詢密碼起??刂七壿嫛r間節(jié)點振蕩器和控制方式、定時發(fā)生器和控制方式、起??刂七壿?、節(jié)拍脈沖和對定

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