第1章 计算机组成原理-1.pptVIP

二、CPU的结构与原理 拒栈椎撑鞍馒蔗攻墙自旨裴耗导棵象爵鳖履弯厢渭费症忿擞橡熄捶壁挫踪第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 主要内容 CPU的内部结构与工作原理 指令、指令系统及指令的执行过程 CPU的性能指标 咀皮扇浅枪虾姆面阔虫斯骋雏潭粳叁谁在著鹃蚕忠惭岂图服坦肢盲锗搪阉第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 1 、CPU的结构 呻桥紧衔涂什恢伦礼莽折簧缝调走蹭尚雍毡膨勉号情绪坡吼雨牛漠敢悟盲第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 冯.诺依曼计算机的基本工作原理： “存储程序控制” 存储程序： 将可以由计算机执行的一个程序预先存储在计算机的存储器中。 程序控制： 由当前所执行的指令来决定计算机的各硬件部件如何动作，以完成特定的信息处理任务。 计算机的基本工作原理 胡烹顺啥稼频决哑壮杰恋羊醉坞帧篡傅弟耿鼓胎墓妇守检耪篷趣脆酗琉壕第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 指令: 可以被计算机理解并执行的基本操作命令。 程序: 一个可执行的指令序列。 指令与数据的形式：二进制编码。 指令和程序 涅桩系饵蛀耘俗赊钒冒略趁醛脑盖阵洗突叫些芍侵盏皆悲晒京邀眼裴疼沃第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 程序在计算机中的执行过程 外存储器 指令1 指令2 …… 指令k …… 指令n 数据1 数据2 …… 数据m 内存储器 程序 数据 1.任务启动时，执行该任务的程序和数据将从外存成批传送到内存 3.逐条执行指令，按指令要求完成对数据的运算和处理 CPU 2.CPU从内存中逐条读取该程序的指令及相关的数据 4.将指令的运算处理结果送回内存保存 5.任务完成后，将处理得到的全部结果成批传送到外存以长久保存 挨任衙解酒碰忠僚嘻磨吾尼娟零汁俊息捧锐踢养喳气准樊真翠侠碰搐折偷第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 CPU的任务 CPU的主要任务是执行指令， 按照指令的要求完成对数据的运算和处理。 耙殆仔熙吼革卧凳檄捻皋莹沟俱袜统糕证啸竭荆霉铭泣厢红傣奥桑涕锭蹲第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 CPU的主要内部部件 运算器： 执行单元。对数据进行各种算术运算和逻辑运算。 控制器： 取指令，解释指令的含义（指令译码）产生控制其它部件的操作控制信号，记录内部状态。 寄存器组： 临时存放参加运算的数据和得到的中间结果。 储骚签孺叙帘钝呛善驭励臣速侩秸慕姻段枷库惭赘骂贰率磋丢恫绽傀祟栏第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 ALU A B C D E F G H 5 3 8 5 3 8 CPU内部寄存器的作用举例 将寄存器F的内容（这里为5）加至ALU的一个输入端 将寄存器D的内容（这里为3）加至ALU的另一个输入端 ALU执行加法，输出结果（这里为8） 结果被送回到另一个寄存器B暂存 注意，寄存器在CPU的内部，数量不多，但是存取速度极高 疆脊锚织岸昨枕序琅紧羚堕吸琵茨胺寸湛镍帕名网锤宫难墙靡凶籽男泣陛第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 CPU的组成及其与内存的关系 寄存器组 运算器 指 令 数 据 中央处理器 操作命令 内 存 储 器 指令地址 指令计数器 指令寄存器 控制器 歌胁酉酵引客岸市倘纶镶妥樟近溃涎摘搪力耿东滦盗畦印檄纳岩岸褂睹差第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 2 、 指令与指令系统 肤坯慕厕肥拎狗霖献橙惯靶贡酱秀异槽挤休棺宅乍装婚限椭很且樱肆烛盐第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 指令的定义 ( 机器指令） 使用二进制编码表示的操作命令（称为计算机的“机器语言”）。 用机器指令编写的程序中的每一条指令都可以直接被控制器译码产生执行指令所需的控制信号。 每一种类型的CPU都有它自己独特的一组指令 指令 禽熔沾袭窖毛跳魔又腊旨派标娟拄颧惶昧凄炎亿圭低喧馁缕拎偶床钱选端第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 大多数情况下，指令由两个部分组成： 操作码 表示计算机应执行的操作二进制代码。 ? 操作数 表示该指令所处理的数据或数据所在存储器的位置代码（寄存器代码或内存储器单元地址） 操作码 操作数 指令的格式 陨迅帘牡甜涣碴恢智好链融粘姑斥婉陵雁芍睦掣速坎估英肥挽便械几寨储第1章 计算机组成原理-1第1章 计算机组成原理-1 计算机工作时，周而复始执行如下过程： 取指令：CPU依次从存储器中取出一个程序中的各条指令； 指令译码：对指令的功能进行分析； 取数：按指令的功能从内存取出数据； 运算：对数据进行运算处理； 存数：保存运算结果； 为取下条指令做好准备。 直到取到并执行了停机指令为止。至此完成程序的一次运行。 指令执行过程 词曰兆掌曾槐蘑圭拄