CPU的主要功能就是执行指令,结构组成主要包括运算器和控制器,各组件的功能为:
运算器:就像是搬砖的,主要工作就是埋头执行各种算数运算和逻辑运算,主要组成有:1)算术逻辑单元:用以执行各种算术和逻辑运算;2)通用寄存器,用以存放待运算的操作数;3)累加器,用以存放操作数和运算结果;4)乘商寄存器,用以辅助乘商计算。
控制器:就像是工头,主要工作就是指挥运算器执行各种指令,主要组成有:1)控制单元:分析指令,给出控制信号;2)指令寄存器:用以存放待执行指令;3)程序计数器:用以存放下一条指令的地址。
主存储器就是一个临时货柜,用以存放待运行程序翻译而成的各种指令(数据),组成包括三个部分:1)存储体,其如同货柜一样存放着海量的程序或数据;2)MAR,地址寄存器,临时存放待取程序或数据的地址(如同取件码);3)MDR,数据寄存器,临时存放待取程序或数据(就如同待取包裹)。
当以机器语言表示的指令和数据装入主存后,CPU就开始访问主存提取指令并开始执行,具体过程如下所示:
- step1:程序计数器PC指向当前指令地址#01,并将地址送至主存的地址寄存器MAR;
- step2:存储体根据MAR的取件码,将对应位置的数据发给数据寄存器MDR;
- step3:MDR将指令发给控制器的指令寄存器IR,进行指令分析;
- step4:IR将指令的操作码发给控制单元CU,将地址码发MAR,CU依据操作码通知运算器要进行何种操作;
- step5:存储体根据MAR的取件码,将#04地址对应的数据经由MDR传给运算器的ACC进行运算。
如此这般,就大致了解了计算机的各硬件是如何协作,确保程序顺利运行的。