第六章 中央处理部件.pdfVIP

第六章 中央处理部件CPU 第一节 CPU的结构和功能 第二节 微程序控制计算机的工作原理 第三节 硬布线控制计算机的工作原理 第四节 流水线工作原理 1 v本章要求: 领会CPU在计算机中的地位和作用 熟悉CPU的 功能和内部结构 熟悉机器完成一条指令的全过程 初步掌握并行性的基本概念以及实现时间重叠的技 术途径 流水处理 领会指令周期 机器周期 时钟周期 节拍 和控制信号的关系 深刻领会控制单元在机器运行 中所起的核心作用 掌握设计控制单元的两种基本 方法 组合逻辑设计与微程序设计 初步建立设计 控制单元的思路 2 第一节 CPU的结构和功能 一 CPU的组成结构 ÿCPU是计算机系统的核心 主要由运算器和控制 器两大部分组成 主机 CPU I/O M.M ALU 主 算术逻辑单元 设 存 储 备 器 CU 控制单元 v运算器是加工处理数据的功能部件 v控制器是控制指挥整台计算机各功能部件协 同工作 自动执行计算机程序的部件 3 ÿCPU主要功能 控制程序指令的执行 完成 对数据信息的加工处理 一 运算器 运算器是计算机进行算术运算和逻辑运算 的主要部件 运算器的主要构成部件 v算术逻辑单元 ALU 完成二进制信息 的定点算术运算 逻辑运算 移位操作 v寄存器组 存放数据 运算的中间 最后 结果 各种状态标志 v有的CPU中包含浮点处理单元 算术逻辑单元和通用寄存器的位数决定了CPU的字长 4 二 控制器 控制器是计算机工作的指挥和控制中心 CP IR XR TSG ID 地址计算部件 微操作形成部件 AR PC 微操作控 制信号 去存储器选址部件 去计算机各部件 5 CU基本组成 按功能分为指令控制部件 地址形成 部件 时序信号产生部件和微操作控制部件 ÿ指令控制部件 包括PC