2011年計(jì)算機(jī)等級(jí)考試三級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)考試要點(diǎn)(7)

　　【考點(diǎn)七】 控制器

　　1.控制器在CPU中的位置中央處理器(CPU)由兩個(gè)主要部分——控制器及運(yùn)算器組成。其中程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器等組成了控制器。它是對(duì)計(jì)算機(jī)發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作，因此，它處于CPU中極其重要的位置。在CPU中，除算術(shù)邏輯單元(ALU)及累加器外，尚有下列邏輯部件：

　　(1)緩沖寄存器(DR)緩沖寄存器用來(lái)暫時(shí)存放由內(nèi)存儲(chǔ)器讀出的一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)字;反之，當(dāng)向內(nèi)存存入一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)字時(shí)，也暫時(shí)將它們存放在這里。緩沖寄存器的作用是：

　�、僮鳛镃PU和內(nèi)存、外部設(shè)備之間信息傳送的中轉(zhuǎn)站;

　　②補(bǔ)償CPU和內(nèi)存、外部設(shè)備之間在操作速度上的差別;

　�、墼趩卫奂悠鹘Y(jié)構(gòu)的運(yùn)算器中，緩沖寄存器還可兼作為操作數(shù)寄存器。

　　(2)指令寄存器(IR)指令寄存器用來(lái)保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令。指令劃分為操作碼和地址碼字段，它們由二進(jìn)制數(shù)字組成。為執(zhí)行任何給定的指令，必須對(duì)操作碼進(jìn)行譯碼，以便指出所要求的操作。指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入。操作碼一經(jīng)譯碼后，即可向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號(hào)。

　　(3)程序計(jì)數(shù)器(PC)為了保證程序能夠連續(xù)地執(zhí)行下去，CPU必須具有某些手段來(lái)確定下一條指令的地址。而程序計(jì)數(shù)器(PC)正是起到這種作用，所以通常又稱(chēng)其為指令計(jì)數(shù)器。(

　　4)地址寄存器(AR)地址寄存器用來(lái)保存當(dāng)前CPU所要訪(fǎng)問(wèn)的內(nèi)存單元的地址。由于在內(nèi)存和CPU之間存在著操作速度上的差別，所以必須使用地址寄存器來(lái)保持地址信息，直到內(nèi)存讀/寫(xiě)操作完成為止。

　　(5)累加寄存器(AC)累加寄存器AC通常簡(jiǎn)稱(chēng)為累加器。它的功能是：當(dāng)運(yùn)算器的算術(shù)/邏輯單元(ALU)執(zhí)行全部算術(shù)和邏輯運(yùn)算時(shí)，為ALU提供一個(gè)工作區(qū)。例如，在執(zhí)行一個(gè)加法前，先將一個(gè)操作數(shù)暫時(shí)存放在A(yíng)C中，再?gòu)拇娣胖腥〕隽硪粋�(gè)操作數(shù)，然后同AC的內(nèi)容相加，所得結(jié)果送回AC中，而AC中原有的內(nèi)容隨即被破壞。顧名思義，累加寄存器用來(lái)暫時(shí)存放ALU運(yùn)算的結(jié)果信息。顯然，運(yùn)算器中至少要有一個(gè)累加寄存器。由于運(yùn)算器的結(jié)構(gòu)不同，可采用多個(gè)累加寄存器。

　　(6)狀態(tài)寄存器(SR)狀態(tài)寄存器保存由算術(shù)指令和邏輯指令運(yùn)行或測(cè)試結(jié)果建立的各種狀態(tài)碼內(nèi)容。

　　(7)操作控制器操作控制器的功能，就是根據(jù)指令操作碼和時(shí)序信號(hào)，產(chǎn)生各種操作控制信號(hào)，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路，從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制。根據(jù)設(shè)計(jì)方法不同，操作控制器可分為組合邏輯型、存儲(chǔ)邏輯型、組合邏輯與存儲(chǔ)邏輯結(jié)合型三種。第一種稱(chēng)為常規(guī)控制器，它是采用組合邏輯技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的;第二種稱(chēng)為微程序控制器，它是采用存儲(chǔ)邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的;第三種稱(chēng)為PLA控制器，它是吸收前兩種的設(shè)計(jì)思想來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

　　(8)時(shí)序產(chǎn)生器CPU中除了操作控制器外，還必須有時(shí)序產(chǎn)生器，因?yàn)橛?jì)算機(jī)高速地進(jìn)行工作，每一動(dòng)作的時(shí)間是非常嚴(yán)格的，不能有任何差錯(cuò)。時(shí)序產(chǎn)生器的作用，就是對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的控制。

　　2.控制器的組成運(yùn)算器包括ALU、累加器、數(shù)據(jù)緩沖寄存器和狀態(tài)寄存器，而控制器的核心是操作控制器，圍繞它的有程序計(jì)數(shù)器(PC)、指令寄存器(IR)、指令譯碼器(ID)和時(shí)序產(chǎn)生器。

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