【机组】计算机系统组成课程笔记 第三章 微体系结构层 —— CPU的构成

本文详细介绍了CPU的组成(寄存器组、ALU和控制器)、功能(指令控制、数据加工等),以及单总线结构在数据通路中的应用,探讨了其优缺点。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

3.1 CPU的组成和功能

3.1.1 CPU的组成

CPU(中央处理单元)由寄存器组、算术逻辑单元(ALU)、控制器(CU)及内部总线构成。

3.1.2 CPU的功能

CPU通过程序指令的执行,控制各部件协调工作,以完成程序指定的功能。主要功能如下:

  1. 指令控制:控制程序的执行顺序;
  2. 操作控制:产生每条指令所需的控制命令;
  3. 时间控制:对各种操作实施时间上的控制;
  4. 数据加工:对数据进行算术运算和逻辑运算;
  5. 处理中断:对异常情况和外来请求的处理。

3.1.3 指令的执行过程

取指 → 译码 → 执行

  1. 取指:PC→MAR;;M(MAR)→MDR;MDR→IR;PC+1→PC
  2. 译码:分析指令、解释指令
  3. 执行:根据译码阶段产生的控制信号序列,通过CPU及输入输出设备的执行,实现具体指令的功能。

3.2 CPU模型机的数据通路及指令流程

CPU分为数据部分和控制部分;

数据部分即数据通路,包括寄存器和ALU,数据通路对数据项执行某些操作;

控制部分指的是控制器,用来向数据通路发出控制信号;

指令流程就是指令的操作过程。

3.2.1 单总线结构

CPU寄存器和ALU之间采用单一总线。

1. 单总线结构的数据通路及控制信号

优点:总线结构简单,花费时间最小;

缺点:限制了在同一时钟周期内数据传输的数量,从而降低了CPU总体的性能。

评论
添加红包

请填写红包祝福语或标题

红包个数最小为10个

红包金额最低5元

当前余额3.43前往充值 >
需支付:10.00
成就一亿技术人!
领取后你会自动成为博主和红包主的粉丝 规则
hope_wisdom
发出的红包
实付
使用余额支付
点击重新获取
扫码支付
钱包余额 0

抵扣说明:

1.余额是钱包充值的虚拟货币,按照1:1的比例进行支付金额的抵扣。
2.余额无法直接购买下载,可以购买VIP、付费专栏及课程。

余额充值