计算机组成原理第五章第1讲CPU功能和组成研究.ppt

CPU功能和组成 * * 计算机硬件结构 运算器 控制器 存储器 输入设备 输出设备 第五章 中央处理器 5.1CPU功能和组成 5.2指令周期 5.3时序产生器 5.4微程序控制器及其设计 5.5硬布线控制器及其设计 5.6流水CPU 5.7RISC的CPU 5.1 CPU的功能和组成 从冯诺依曼的程序存储思想说起… 1、CPU的功能 指令控制（程序的顺序控制） 操作控制（微操作控制信号处理指令） 时间控制（微操作控制信号的定时） 数据加工（算术运算和逻辑运算） 中断处理 5.1.2CPU的基本组成 运算器、控制器、Cache 标记黄色五星表示此处内容可观看教材配套的CAI动画 5.1.2CPU的基本组成 运算器：数据加工处理部件。 执行所有算术运算 执行所有逻辑运算 5.1.2CPU的基本组成 运算器、控制器、Cache 5.1.2CPU的基本组成 控制器：完成协调和指挥整个计算机系统的操作。 从指令Cache中取出一条指令，给出下一条指令的地址 对指令译码产生相应操作控制信号 指挥并控制CPU、数据Cache和输入输出设备间的数据流动 5.1.2CPU的基本组成 运算器、控制器、Cache 5.1.2CPU的基本组成 Cache：高速缓冲存储器，存储数据和程序 数据Cache 指令Cache 5.1.3CPU中的主要寄存器 运算器、控制器、Cache 5.1.3CPU中的主要寄存器 数据缓冲寄存器：暂时存放从数据存储器读出的数据或者存放来自外设的数据或者存放ALU运算结果。 5.1.3CPU中的主要寄存器 运算器、控制器、Cache 5.1.3CPU中的主要寄存器 数据缓冲寄存器：暂时存放从数据存储器读出的数据或者存放来自外设的数据或者存放ALU运算结果。 指令寄存器：用来保存当前正在执行的一条指令。指令到达指令寄存器后，需经指令译码器译码，方可向操作控制器发出具体的操作信号。 5.1.3CPU中的主要寄存器 运算器、控制器、Cache 5.1.3CPU中的主要寄存器 数据缓冲寄存器：暂时存放从数据存储器读出的数据或者存放来自外设的数据或者存放ALU运算结果。 指令寄存器：用来保存当前正在执行的一条指令。指令到达指存后，需经指令译码器译码，方可向操作控制器发出具体的操作信号。 程序计数器（指令计数器）： 程序执行之前：保存起始地址 执行过程中：自动修改PC内容，使其总保存下一条指令地址（累加或跳转）。 5.1.3CPU中的主要寄存器 运算器、控制器、Cache 5.1.3CPU中的主要寄存器 数据地址寄存器：保存当前CPU访问的数据Cache单元地址。 5.1.3CPU中的主要寄存器 运算器、控制器、Cache * *