計算機組成原理複習（2）

中央處理器由運算器和控制器兩大部分組成。

運算器接收從控制器送來的命令並執行相應的動做，對數據進行加工和處理。

運算器主要由算術邏輯單元（ALU）、暫存寄存器、累加寄存器、程序狀態字寄存器（PSW）、通用寄存器組、計數器（CT）、移位器組成。

程序狀態字寄存器用於保存系統的運行狀態。條件轉移指令執行時，需對標誌寄存器的內容進行測試，判斷是否知足轉移條件。

程序狀態字寄存器用於存放程序狀態字，而程序狀態字的各位表徵程序和機器運行狀態，如：含有進位標誌C、結果爲零標誌Z等。 

通用寄存器用於存放操做數和各類地址信息等，其位數與機器字長相等，這樣便於操做控制。 

 

控制器的基本功能就是執行指令，每條指令的執行是由控制器發出的一組微操做實現的。

控制器的功能是取指令、分析指令和執行指令，併產生有關操做控制信號。

控制器由硬佈線控制器和微程序控制器兩種類型。

控制器由程序計數器（PC）、指令寄存器（IR）、指令譯碼器、存儲器地址寄存器（MAR）、存儲器數據寄存器（MDR）、時序系統和微操做信號發生器等組成。

控制器的工做原理是根據指令操做碼、指令的執行步驟（微命令序列）和條件信號來造成當前計算機個部件要用到的控制信號。計算機整機各硬件系統在這些控制信號的控制下協同運行，產生預期的執行結果。

程序計數器用於存放下一條指令在主存中的地址，具備自增功能。

程序計數器的內容爲下一條指令在主存中的地址，因此程序計數器的位數與存儲器地址的位數相等，而存儲器地址取決於存儲器的容量，由此可知，程序計數器的位數取決於存儲器的容量。

指令寄存器用於存放當前正在執行的指令。

指令寄存器中保存當前正在執行的指令，因此其位數取決於指令字長。

指令譯碼器：僅對操做碼字段進行譯碼，向控制器提供特定的操做信號。

指令譯碼器僅對操做碼字段進行譯碼，藉以肯定指令的操做功能。

微操做信號發生器：根據IR的內容（指令）、PSW的內容（狀態信息）及時序信號，產生控制整個計算機系統所需的各類控制信號，其結構有組合邏輯型和存儲邏輯型兩種。

 

用戶可見的寄存器：通用寄存器組、程序狀態字寄存器、程序計數器。

用戶不可見（對用戶透明）的寄存器：存儲器地址寄存器、存儲器數據寄存器、指令寄存器。

 

數據總線的位數與處理器的位數相同，也就表示了CPU一次能處理的數據的位數，即CPU的位數。（n位CPU表示有n條數據總線）

 

轉移指令時，須要判別轉移是否成功，若成功則PC修改成轉移指令的目標地址，不然下一條指令的地址仍然爲PC自增後的地址。

 

一條無條件跳轉指令的指令週期內，PC的值被修改了2次。取指週期結束後，PC值自動加1；執行週期中，PC值修改成要跳轉的地址。

 

地址譯碼器是主存等存儲器的組成部分，其做用是根據輸入的地址碼惟一選定一個存儲單元，它不是CPU的組成部分。

 

間指週期的做用是去操做數的有效地址，故兼職週期結束後，MDR中的內容爲操做數地址。

 

CPU中專用寄存器由程序計數器（PC）、指令寄存器（IR）、存儲器數據寄存器（MDR）、存儲器地址寄存器（MAR）和程序狀態字寄存器（PSW）。