专题七 中央处理器-课件-职教高考计算机专业《基础知识》专题复习讲练

计 算 机 基 础 知 识 计算机高职专业理论 主讲人：余挺挺 中 央 处 理 器 中央处理器的概念 • CPU（Central Processing Unit） • 是一块体积不大而集成度非常高、功能非常强大的芯片 • 在微型计算机中也称它为微处理器 • 主要由控制器、运算器和寄存器组成 • CPU是计算机的大脑，计算机的运算、控制都是由它来完成的 • 它的性能直接影响了整个计算机的性能 运算器 运算器的作用：是负责对数据进行算术运算和逻辑运算的部件 组成：运算器由算术逻辑运算单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组 等组成 运算器 算术逻辑运算单元 算术逻辑运算单元是用于完成加、减、乘、除等算术运算，与、或、非等逻辑运算 及移位、求补等操作的部件 算术逻辑运算单元有两个输入口，其中一个输入口和累加器连接，另一个输入口和 通用寄存器连接。算术逻辑运算单元有两个输出端：一个输出运算结果送累加器或 指定部件，另一个输出表示运算结果状态标志位送状态寄存器 运算器 算数逻辑运算单元 （ALU） 累加器 通用寄存器 状态寄存器 运算器 累加器 累加器用于暂存被操作的数和中间运算结果 运算器 通用寄存器 通用寄存器是一组寄存器，运算时用于暂存操作数和数据地址 运算器 状态寄存器 状态寄存器也称标志寄存器，它用于存放运算中产生的状态信息 1运算器 算术逻辑运算单元、累加器和通用寄存器的位数决定了CPU的字长 运算器 运算器的功能 （1）实现对数据的算术和逻辑运算 （2）暂时存放参与运算的数据和某些中间运算结果 （3）挑选参加运算的数据，选中被执行的运算功能，并把运算结果输到所要求的 部件中 控制器 控制器的作用：控制器是计算机的控制中心，用来实现计算机本身运算过程的自动 化，其作用是控制整个计算机的工作。它指挥计算机各部件按照指令功能的要求进 行所需要的操作。它从存储器中取出指令，分析指令，产生一系列的控制信号，去 控制计算机各部件协调地工作，并控制程序的执行顺序。因此说控制器是计算机指 令的执行部件，其工作是取指令、解释指令以及完成指令的执行 组成：控制器由指令指针寄存器、指令寄存器、控制逻辑电路和时钟控制电路等组 成 控制器 指令指针寄存器 指令指针寄存器用于产生及存放下条待取指令的地址 控制器 指令寄存器 指令寄存器用于存放正在执行的指令。指令从内存取出后放入指令寄存器，指令执 行完成前指令寄存器中一直保存着该指令 控制器 控制逻辑电路 控制逻辑电路用于产生执行微操作所需要的控制信号 控制器 时钟控制电路 时钟控制电路用于产生指令执行过程中所需要的时间控制信号。时钟控制电路要与 控制逻辑电路配合才能使指令正确执行 寄存器 寄存器的作用：寄存器是CPU的一个重要组成部分，它是CPU内部的临时存储单元， 用于存储运算中的数据、中间结果、地址和状态信息等 CPU中的寄存器通常分为数据寄存器、存放地址的寄存器，存放控制信息的寄存器、 存放状态信息的寄存器和其他寄存器 寄存器 寄存器数量多可以提高CPU运行速度，但同时会使指令长度增加，因 此数量不能太多。（适当） 寄存器 寄存器位数一般和算术逻辑运算单元（ALU）、数据总线的位宽是一 致的 谢谢 THE END 宁波市职业技术教育中心学校 2020.07