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果，最終結果以及控制，狀態信息的，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據和運算結果，有的還可以作為變址寄存器，計數器，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：程序計數器(PC)，指令寄存器(IR)，存儲器地址寄存器(MAR)，儲存器數據寄存器(MDR)，狀態標志寄存器(PSWR)。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 1>程序計數器：又稱指令計數器，用來存放正在執行的指令地址或接著要執行的下條指令地址。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2>指令寄存器：用來存放從存儲器中取出的指令。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3>存儲器數據寄存器：用來暫時存放由主存儲器讀出的一條指令或一個數據字；反之，當向主存寫入一條指令或一個數據字時，也暫時將它們存放在存儲器數據寄存器中。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 4>存儲器地址寄存器：用來保存當前CPU所訪問的主存單元的地址。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 5>狀態標志寄存器：用來存放程序狀態字。程序狀態字的各位表示程序和機器運行的狀態，是參與控制程序執行的重要依據之一，它包括狀態標志和控制標志。
? ? ? ? ? ?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，產生相應的操作控制信號，以便啟動規定的動作；3>指揮并控制CPU,主存和輸入設備和輸出設備的數據流動方向。
? ? ? ? ? ? ? ? ? 運算器的功能：1>執行所有算術運算；2>執行所有的邏輯運算，并進行邏輯測試。
? ? ? ? ?CPU的主要技術參數
? ? ? ? ? ? ? ? ? 字長：CPU單位時間內同時處理的二進制數據的位數
? ? ? ? ? ? ? ? ? 內部工作頻率：稱為內頻或主頻，是衡量CPU速度的重要參數，CPU的主頻表示在CPU內數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和外界交換數據的最主要通道，主要連接主存，顯卡等數據吞吐率高的部件，因此前端總線的數據傳輸能力對計算機整體性能作用很大。
? ? ? ? ? ? ? ? ? QPI數據傳輸速率：快速通道互連
? ? ? ? ? ? ? ? ? 片內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。
? ? ? ? ? ? ? ? 數據總線寬度：決定了CPU與外部Cache，主存以及輸入設備之間進行一次數據傳輸的信息量，表明芯片信息傳遞能力。
? ? ? ? ? ? ? ?制造工藝：線寬是指芯片內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目越多。
? ? ??控制器的組成和實現方法：控制器是計算機系統的指揮中心，它把運算器，存儲器，輸入輸出設備等部件組成一個有機的整日，然后根據指令的要求指揮全機的工作。
? ? ? ? ? ? ? 指令部件：主要任務是完成取指令并分析指令，指令部件包括：
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1>程序計數器
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?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過譯碼之后才能識別出這是一條什么樣的指令，并產生相應的控制信號提供給微操作信號發生器。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?4>地址形成部件：地址形參部件根據指令的不同尋址方式，形成操作數的有效地址
? ? ? ? ? ? ? 時序部件：時序部件產生一定的時序信號，以保證機器的各功能部件有節奏地進行信息傳送，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信號。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 2>啟動控制邏輯：根據計算機的需要，可靠地開放或封鎖脈沖，控制時序信號的發生或停止，實現對整個機器的正確啟動或停止。
? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 3>節拍信號發生器：又稱脈沖分配器。脈沖源產生的脈沖信號，經過節拍信號發生器后產生出各個機器周期中的節拍信號，用以控制計算機完成每一步微操作。
? ? ? ? ? ? ?微操作信號發生器：一條指令的取出和執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。
? ? ?控制器的硬件實現方法：
? ? ? ? ? ?組合邏輯型：控制單元是由門電路組成的復雜樹形網絡。這種方法是分立元件時代的產物，以使用最少器件數和取得最高操作速度為設計目標。
? ? ? ? ? ?存儲邏輯型：把微操作信號代碼化，使每條機器指令轉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生。
? ? ? ? ? 組合邏輯和存儲邏輯結合型：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，但它又與常規的組合邏輯控制器的硬聯結構不同；它是可編程序的，某一微操作控制信號由PLA的某一輸出函數產生。
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? ?參考資料：<<計算機組成原理>>? 蔣本珊? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??
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總結
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容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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