计算机组成原理——中央处理器(1)

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小知识,大挑战!本文正在参与“程序员必备小知识”创作活动。

中央处理器是计算机的中心,中央处理器分为了哪几部分,包含了什么功能,是本文的重点。

基本结构

CPU由运算器和控制器组成,控制器负责协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列。

运算器包括:

  • 算术逻辑单元
  • 暂存寄存器
  • 累加寄存器
  • 用于存放操作数和地址的通用寄存器组
  • 程序状态字寄存器

控制器包括:

  • 程序计数器
  • 指令寄存器
  • 指令译码器
  • 存储器地址寄存器
  • 存储器数字寄存器

上文提到了很多寄存器,其中运算器诸如通用寄存器,程序状态字寄存器大多是对用户可见的,而存储器地址寄存器,指令寄存器等是对用户不可见的。

基本功能

  • 指令控制。完成取指令、分析指令和执行指令的操作,即程序的顺序控制。
  • 操作控制。一条指令的功能往往由若干操作信号的组合来实现。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。
  • 时间控制。对各种操作加以时间上的控制。时间控制要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。
  • 数据加工。对数据进行算术和逻辑运算。
  • 中断处理。对计算机运行过程中出现的异常情况和特殊请求进行处理。