计算机原理（对口招生）陶运道安徽化工学校第六章中央处理器计算机硬件由控制器、运算器、存储器、输入设备和
输出设备五部分组成。通常将控制器和运算器合称为CPU。它是计算机核心部件。本章讨论了CPU功能和基本组成、指令周期
、微程序控制器等内容。6.1CPU的功能及组成做一做练一练内容提要1．指令控制程序是指令的有序集合。
若要计算机解决某个问题，程序员就要编制解题程序。程序运行时必须严格按设定顺序进行。这种程序的顺序控制，称为指令控制。它控制指令必
须严格地按程序设定的顺序进行。6．1．1CPU的功能6.1CPU功能及组成要使计算机系统完成任务，就要各部件协
调工作，CPU的功能就是控制各部件协调工作，它包括以下4个方面。2．操作控制一条指令的执行会产生各种操作信号，并
送给各部件。使各部件按要求操作。一条指令的执行，要涉及到计算机中的若干个部件。控制这些部件协同工作，要靠各种操作信号
组合起来工作。因此，CPU产生操作信号传送给被控部件，并能检测其他部件发送来的信号，是协调各个工作部件按指令要求完成规定任务的基础
。6．1．1CPU的功能6.1CPU功能及组成3．时间控制对各种操作实施时间上的定时，称为时间控制
。除了时间控制之外，一条指令的整个执行过程也受到时间的严格定时。只有这样，才能保证各功能部件组合构成有机的计算机系统6．1．1
CPU的功能6.1CPU功能及组成4．数据加工要完成具体的任务，就不可避免地涉及到数值数据的算术运
算、逻辑变量的逻辑运算以及其他非数值数据(如字符、字符串)的处理，对数据进行这些运算和处理，称为数据加工。完成数据的加工处理是CP
U的根本任务。6．1．1CPU的功能6.1CPU功能及组成传统的CPU由运算器和控制器两大部分组成。现在将
CACHE移入CPU内部。这样，CPU就由运算器、cache、控制器三大部分组成。控制器是协调和指挥整个计算机系统工作
的“决策机构”。控制器由程序计数器、指令寄存器、指令译码器、时序产生器和操作控制器五部分组成。1．指令控制程序是
指令的有序集合。若要计算机解决某个问题，程序员就要编制解题程序。程序运行时必须严格按设定顺序进行。6．1．2CPU组成6.
1CPU功能及组成1．程序计数器程序计数器用来确定下一条指令在主存中的地址。当CPU取得当前要执行的指令后，
通过修改程序计数器的值来确定下一条指令在主存的存放地址。6．1．2CPU组成6.2CPU功能及组成顺序指
令执行情况时，程序计数器值修改为：单前指令为单字节指令时加1，双字节加2。分支转移指令的执行情况是：程序计数器修改为当
前程序计数器值+指令相对偏移地址。2．缓冲寄存器（DR）缓冲寄存器用来暂时存放CPU从主存读出的一条指令字或一个数
据字。当CPU要将数据传送给主存时，也先将数据保存到缓冲寄存器中。6．1．2CPU组成6.1CPU功能及组成3．指令
寄存器（IR）当CPU从主存取指时，取得的指令经缓冲寄存器转送给指令寄存器。指令寄存器用来保存当前CPU正在执行的
一条指令。指令由地址码和操作码两部分组成。执行给定的指令，指令译码器先要对指令中的操作码进行译码，确定该指令的操作
性质，以便向控制器发出具体操作的特定信号。6．1．2CPU组成6.2CPU功能及组成4．地址寄存器（DR）
地址寄存器用来保存当前CPU所要访问的主存单元或I/O端口的地址，是CPU与内存或外设之间的地址缓冲寄存器。当CPU要对存放
在主存或外部设备的信息进行存取时，由于CPU和存储设备之间存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存的
读/写操作完成为止。6．1．2CPU组成6.1CPU功能及组成5．累加寄存器（DR）累加寄存
器简称累加器。它的数据来源于缓冲寄存器或算术逻辑单元(ALU)，它的数据出口是算术逻辑单元(ALU)。累加器为算术逻
辑单元(ALU)提供一个操作数，并用来保存操作的结果。算术逻辑单元最基本的操作是加法，这就是累加器名称的由来。在
一个算术逻辑单元中，至少有一个累加器。6．1．2CPU组成6.1CPU功能及组成6．状态寄存器（DR）
状态寄存器用来保存算术运算指令、逻辑运算指令及各类测试指令的状态结果，为后续指令的执行提供判断条件。状态结果
主要包括运算结果进位标志、运算结果为零标志、运算结果溢出标志、运算结果符号标志、运算结果奇偶标志等。状态寄存器还保存
一些控制标志，如中断允许标志、单步标志、方向标志等。与状态结果标志不同，控制标志是通过专用指令的执行而设置的。6．1
．2CPU组成6.1CPU功能及组成（2）一般而言,CPU至少有，
，，
，，
6个寄存器。（1）算术逻辑运算结果通常放在和
中。累加寄存器AC程序计数器PC通用寄存器一、填空题练习题做一做
练一练缓冲寄存器DR指令寄存器IR地址寄存器MAR状态寄存器累加寄存器AC（2）保存当前正在执行指令的寄存器是
,保存当前正在执行指令地址的寄存器是。（1）在
计算机中,基本的运算有和。
算术运算程序计数器PC逻辑运算一、填空题练习题做一做练一练指令寄存器IR1.中央处理器(CPU)是指(?
)。????????????A、控制器??B、控制器和主存C、运
算器和控制器?D、运算器和寄存器C二、选择题练习题做一做练一练2.下列逻辑部件中,(??)不包括在运算器内.A、累加器?????B、状态条件寄存器????C、指令寄存器?????D、ALUC二、选择题练习题做一做练一练Thankyou! |
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