5.1CPU的功能和结构

CPU的功能

1.指令控制。
完成取指令、分析指令和执行指令的操作，即程序的顺序控制。
⒉操作控制。
一条指令的功能往往是由若干操作信号的组合来实现的。CPU管理并产生由内存取出的每条指令的操作信号，把各种操作信号送往相应的部件，从而控制这些部件按指令的要求进行动作。
3.时间控制。
对各种操作加以时间上的控制。时间控制要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。
4.数据加工。
对数据进行算术和逻辑运算。
5.中断处理。
对计算机运行过程中出现的异常情况和特殊请求进行处理。

运算器和控制器的功能

**运算器：**对数据进行加工
控制器：
协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列，
基本功能包括取指令、分析指令、执行指令
取指令:自动形成指令地址;自动发出取指令的命令。
分析指令:操作码译码(分析本条指令要完成什么操作);
产生操作数的有效地址。
执行指令:根据分析指令得到的“操作命令”和“操作数地址”，
形成操作信号控制序列，控制运算器、存储器以及I/O设备完成相应的操作。
中断处理:管理总线及输入输出;处理异常情况(如掉电)和特殊请
求(如打印机请求打印一行字符)。

运算器的基本构造

1.算术逻辑单元:主要功能是进行算术/逻辑运算。
2.通用寄存器组:如AX、BX、CX、DX、SP等，用于存放操作数（包括源操作数、目的操作数及中间结果）和各种地址信息等。SP是堆栈指针，用于指示栈顶的地址。




结构简单，容易实现，但数据传输存在较多冲突的现象，性能较低。

3.暂存寄存器:用于暂存从主存读来的数据，这个数据不能存放在通用寄存器中，否则会破坏其原有内容。
4.累加寄存器:它是一个通用寄存器，用于暂时存放ALU运算的结果信息，用于实现加法运算。
5.程序状态字寄存器:保留由算术逻辑运算指令或测试指令的结果而建立的各种状态信息，如溢出标志(OP)、符号标志(SF)、零标志(ZF)、进位标志(CF）等。PSW中的这些位参与并决定微操作的形成。
6.移位器:对运算结果进行移位运算。
7.计数器:控制乘除运算的操作步数。

控制器的基本结构

CPU的基本结构