29、微处理器基础概念全解析

微处理器基础概念全解析

1. 微处理器概述

微处理器是一种紧凑型计算机。早期的微处理器比当时的典型小型计算机和大型机简单得多，但许多现代微处理器比那个时代的计算机更复杂、更强大。不同制造商提供了数十种不同的微处理器，它们在速度、功率、尺寸和功能上各不相同。不过，无论复杂程度如何，所有微处理器的核心基本架构都是相同的。

2. 简单微处理器

简单微处理器的核心是算术逻辑单元（ALU）。ALU接收两个值并产生一个结果，结果可以是两个输入值的和、差、逻辑结果（如按位与或按位或）或其他运算。执行哪种功能由ALU的控制输入决定。

一个简单的ALU可以执行四种功能：加法、取反、逻辑与和逻辑或。以下是使用4位值的操作示例：
| 变量 | 值 |
| ---- | ---- |
| 变量A | 1001 |
| 变量B | 1100 |
| A或B | 1101 |
| A与B | 1000 |
| A取反 | 0110 |
| B取反 | 0011 |

为了让ALU能获取数据，引入了寄存器组。每个寄存器组有四个寄存器，ALU可以从每侧的四个寄存器中获取数据。通过控制输入可以选择寄存器组中的任何寄存器。

mermaid格式流程图如下：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px;
    A(寄存器组Y):::process --> B(ALU):::proces