2012年軟考系統(tǒng)分析師經(jīng)典教程：中央處理器CPU

　　CPU由寄存器組、算術(shù)邏輯單元ALU和控制單元CU這3部分組成。

　　CPU的功能：

　　讀取指令

　　解釋指令

　　讀取數(shù)據(jù)

　　處理數(shù)據(jù)

　　保存數(shù)據(jù)

　　1. 寄存器組分為兩大類：

　　用戶可見的寄存器，有通用寄存器、數(shù)據(jù)寄存器、地址寄存器、標(biāo)志寄存器等;

　　狀態(tài)寄存器，包括程序計數(shù)器PC、指令寄存器IR、存儲器地址寄存器MAR、存儲器緩沖寄存器MBR、程序狀態(tài)字PSW。

　　2.運算器ALU：負責(zé)對數(shù)據(jù)進行算術(shù)和邏輯運算。

　　3.控制器CU：負責(zé)控制整個計算機系統(tǒng)的運行，讀取指令寄存器、狀態(tài)控制寄存器以及外部來的控制信號，發(fā)布外控制信號控制CPU與存儲器、I/O設(shè)備進行數(shù)據(jù)交換;發(fā)布內(nèi)控制信號控制寄存器間的數(shù)據(jù)交換;控制ALU完成指定的運算功能;管理其他的CPU內(nèi)部操作。

　　控制器的實現(xiàn)有硬布線邏輯和微程序控制兩種方案

　　中斷控制機制：

　　計算機系統(tǒng)通常提供了中斷機制，允許某一事件中止CPU正在執(zhí)行的程序，轉(zhuǎn)去對該事件進行處理，然后再返回原程序被中止處繼續(xù)執(zhí)行。其作用是提高CPU的處理效率，使CPU與I/O設(shè)備并行工作，還可以實現(xiàn)分時操作過程。

　　中斷處理過程可分為：中斷響應(yīng)過程和中斷服務(wù)過程。

　　中斷的分類：按中斷源位置可分為內(nèi)部中斷和外部中斷;

　　按中斷源的類型可分為硬件中斷和軟件中斷;

　　按中斷源的屏蔽特性可分為可屏蔽中斷和不可屏蔽中斷。

　　CPU處理中斷有兩種策略：中斷排隊和中斷嵌套。

　　計算機的指令系統(tǒng)：

　　機器指令的格式、分類及功能:

　　CPU所完成的操作是由其執(zhí)行的指令來決定的，這些指令被稱為機器指令。

　　CPU所能執(zhí)行的所有機器指令的集合稱為該CPU的指令系統(tǒng)。

　　機器指令一般由操作碼、源操作數(shù)、目的操作數(shù)和下一條指令的地址組成。

　　操作碼指明要執(zhí)行的操作;

　　源操作數(shù)是該操作的輸入數(shù)據(jù);

　　目的操作數(shù)是該操作的輸出數(shù)據(jù);

　　下一條指令地址通知CPU到該地址去取下一條將執(zhí)行的指令。

　　指令系統(tǒng)可分為數(shù)據(jù)傳送類、算術(shù)運算類、邏輯類、數(shù)據(jù)變換類、輸入/輸出類、系統(tǒng)控制類、控制權(quán)轉(zhuǎn)移類等類型。

　　指令的尋址方式

　　常用的尋址方式有立即數(shù)尋址、直接尋址、間接尋址、寄存器尋址、基址尋址、變址尋址、相對尋址。

　　指令的執(zhí)行過程

　　1.計算下一條要執(zhí)行的指令的地址;

　　2.從該地址讀取指令;

　　3.對指令譯碼以確定其所要實現(xiàn)的功能;

　　4.計算操作數(shù)的地址;

　　5.從該地址讀取操作數(shù);

　　6.執(zhí)行操作;

　　7.保存結(jié)果;

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