考研408总结【计组】---中央处理器

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考研倒计时:29天

@[TOC](第五章 中央处理器知识点总结)

CPU的基本结构和功能

两大结构:运算器控制器

运算器:暂存寄存器、累加寄存器ACC、通用寄存器、ALU算术逻辑单元等

控制器:PC、IR、MAR、MDR、微操作信号发生器等

功能:指令控制,操作控制,时间控制,数据加工,中断处理

在这里插入图片描述 在这里插入图片描述==答案: B==

指令执行过程

指令周期可以分为:取指---间址---执行---中断 比如:取指周期的数据流如下图所示 在这里插入图片描述

执行方案有:单指令周期,多指令周期,指令流水线

数据通路的功能和基本结构

数据通路有两种方式 CPU内部总线结构专用数据通路方式

内部总线包括内部单总线和内部三总线等方式。

在这里插入图片描述

下图是数据通路中常用组合逻辑元件

其中MUX多路选择器在考研真题考过,问一端是数字的用处,要立刻联系到每执行一条指令,PC要进行自加的功能。 在这里插入图片描述

控制器的功能和工作原理

根据产生微操作信号的方式不同,存在硬布线控制器和微程序控制器

硬布线控制器

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设计步骤:

  1. 列出微操作命令时间表
  2. 对微操作信号综合
  3. 画出微操作命令的逻辑图

微程序控制器

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1. 清楚微程序控制器的工作过程

  1. 微指令格式有水平型、垂直型、混合型。

  2. 知道微指令编码方式(水平型的),有直接编码法和字段直接编码法、以及字段间接编码法。

  3. 知道微指令地址形成方式,一个断定方式,一个是机器指令的操作码

在这里插入图片描述 额外小tip 在这里插入图片描述

指令流水线

常考五段式流水线

会判断影响流水线的因素:结构相关、数据相关、控制相关

会计算流水线的性能指标:吞吐率、加速比、流水线效率

在这里插入图片描述 其他知识待补充完善~

> 参考资料:
> [1] 王道计算机组成原理考研复习指导 
> [2] 天勤计算机组成原理高分笔记
> [3] 计算机组成原理-唐朔飞
> [4] 计算机组成与系统结构-袁春风