CPU的组成和功能

2011-02-12 19:50:11

技术资料 计算机原理

  CPU主要由控制器和运算器组成。

  控制器一般由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器、状态/条件寄存器、时序部件、微操作形成部件等组成。控制器负责控制整个计算机系统的运行,读取指令寄存器、状态控制寄存器以及从外部来的控制信号(如中断信号),发布外控制信号控制CPU与存储器、I/O设备进行数据交换;发布内控制信号控制寄存器间的数据交换;控制ALU完成指定的运算功能.并且管理其他的CPU内部操作。控制器的主要功能有时序控制和执行控制,控制器的实现方法主要有硬布线逻辑和微程序控制。控制器的基本功能是从内存中取出指令,井指出下一条指令在内存中的位置,将取出的指令送入指令寄存器,启动指令译码器对指令进行分析,最后发出相应的控制信号和定时信息,控制和协调计算机的各个部件有条不紊地工作,完成指令所规定的操作。

  运算器主要完成算术运算和逻辑运算,实现对数据的加工与处理。不同的计算机,运算器的结构也不同,但最基本的结构都包括算术逻辑运算单元(ALU)、累加器(ACC)、标志寄存器、寄存器组、多路转换器和数据总线等部件。算术逻辑运算单元用于完成加、减、乘、除等算术运算和与、或、非等逻辑运算,以及移位、求补等操作。在运算过程中,寄存器用于暂存操作数或数据的地址。标志寄存器也称为状态寄存器.用于存放算术、逻辑运算过程中产生的状态信息。ACC是运算器中的主要寄存器之一,用于暂存运算结果以及向ALU提供运算对象。