1.1 计算机系统基础知识
中央处理单元
中央处理单元()是计算机系统的核心部件,负责获取程序指令、对指令进行译
码并加以执行。 的主要功能包括程序控制、操作控制、时间控制、数据处理。
、计算机硬件组成:运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备(简称外设)。
、:运算器控制器寄存器组内部总线等,是硬件系统的核心。
、运算器的两个功能:
()执行所有的算数运算,加减乘除等
()执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试,与或非等
、运算器包括算术逻辑单元()、累加寄存器()、缓冲寄存器()、状态条件
寄存器()。★★★)
()算术逻辑单元:负责数据处理,包括算数和逻辑运算;( 加法器 )
()累加寄存器:为 提供工作区,相当于数据仓库;
()数据缓冲寄存器:作为 和内存、外部设备之间数据传送的中转站以及操作速度
上的缓冲区;
()状态条件寄存器:存储运算或测试结果的条件码内容,包括状态标志和控制标志。
、控制器:决定计算机运算过程的自动化,不仅要保证程序的正确执行,而且要能够处理
异常事件,控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑、终端控制逻辑
等几个部分。
控制器工作过程涉及的部件(★★★):
()指令寄存器():用来暂存指令,指令译码器根据 的内容产生各种微操作指令,
控制其他部件协调工作,完成指令的功能;
()程序计数器():具有寄存信息和计数两种功能,存放将要执行的下一条指令的
地址;
()地址寄存器():存放当前
所访问的内存单元的 地址 ,因为内存和 存在
操作速度上的诧异,所以需要 保持地址信息,直到内存的读写操作完成为止;
()指令译码器():指令包含操作码地址码, 就是对指令中的操作码字段进行分
析解释,识别该指令规定的操作,向操作控制器发出具体的控制信号,控制各部件工作,
完成所需的功能。
、寄存器分为专用寄存器(运算器、控制器中的寄存器,作用固定)和通用寄存器。
、 的核心是内核,多核 系统的最大优点是可以满足用户同时进行多任务处理等要
求。单核多线程 是交替的转换执行多个任务,交替转换时间短暂,用户一般感知不到;
多核在理论上是任何时间内每个核各自执行各自的任务,不存在交替问题。
本节历年真题示例:
( 年)为实现程序指令的顺序执行,中的值将自动加 。
指令寄存器(程序计数器(地址寄存器(指令译码器(
【答案:】书本 程序计数器,为了保证程序指令能够连续地执行下去, 必须具有
某些手段来确定下一条指令的地址。而程序计数器正起到这种作用,所以通常又称为指令
计数器。在程序开始执行前,必须将它的起始地址,即程序的一条指令所在的内存单元地
址送入 因此程序计数器(的内容即是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令
时, 将自动修改 的内容;即每执行一条指令 增加一个量,这个量等于指令所含
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