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computer architecture (21) CPU
回忆过去,我们知道CPU由运算器和控制器两大部件组成。

其中,运算器主要负责对数据进行处理,也就是算术运算和逻辑运算。

控制器由①CU ②IR ③PC,三个部分组成。
除此之外也有其他一些重要的寄存器。

在控制单元的指挥之下,CPU会执行一系列的指令序列。
每一条指令的执行分为①取指令②分析指令③执行指令,这样的三个部分。
NOTECPU工作的过程,就是执行一条条指令的过程。


CPU的功能和结构
CPU的功能

运算器的基本结构



控制器的基本结构

CPU的基本结构


指令执行过程
指令周期





指令周期的数据流-取指周期

指令周期的数据流-间址周期

指令周期的数据流-中断周期

本节回顾

数据通路-单总线结构
一条指令的执行,指令周期会被划分为不同的阶段。
在不同的阶段有可能数据的流向是不一样的,大致分为:
- 寄存器与寄存器之间的数据流通。
- 寄存器与主存之间的数据流通。
- 寄存器与算术逻辑单元(ALU)之间的数据流通。

在这个图当中,我们采用的是CPU内部单总线的方式。所有的寄存器之间交换数据,都是通过CPU的内部总线来完成的,意味着同一时间只允许两个部件之间进行数据交换。它们对总线的使用是独占式的。
CPU内部单总线方式
1.寄存器之间的数据传送

2.主存与CPU之间的数据传送

3.执行算术或逻辑运算
如果采用单总线的结构,在执行算术或逻辑运算时,必须先把其中的一个操作数放到暂存寄存器。

本节回顾

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