第二章信息在計(jì)算機(jī)內(nèi)的表示-經(jīng)濟(jì)管理教學(xué)中心門(mén)戶網(wǎng)站后臺(tái)

1、2.2 CPU的結(jié)構(gòu)與原理,,目錄,,指令與指令系統(tǒng),2,,CPU的性能指標(biāo),3,,CPU的結(jié)構(gòu),1,返回,2.2.1 CPU的結(jié)構(gòu),CPU實(shí)物圖,一是內(nèi)含處理器電路的硅芯片。,CPU的物理結(jié)構(gòu),任何CPU都由兩個(gè)主要部分組成。,二就是承載芯片用的電路板，它負(fù)責(zé)芯片和外界的一切通訊，并決定這一顆芯片的時(shí)鐘頻率。,CPU的物理結(jié)構(gòu)圖示,計(jì)算機(jī)的原理,馮 ? 諾依曼-----“計(jì)算機(jī)之父”,馮 ? 諾依曼計(jì)算機(jī)原理 ----

2、-“存儲(chǔ)程序控制”,計(jì)算機(jī)的原理,馮?諾依曼計(jì)算機(jī)原理-----“存儲(chǔ)程序控制”,程序是一個(gè)指令序列；,指令與數(shù)據(jù)都用二進(jìn)制表示，預(yù)先存放在存儲(chǔ)器內(nèi)；,計(jì)算機(jī)工作時(shí)，CPU從內(nèi)存取出指令和數(shù)據(jù)，按指令的規(guī)定，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算處理，直到程序完成為止。,中央處理器的概念,中央處理器是計(jì)算機(jī)的核心部分，主要由運(yùn)算器、控制器和寄存器組組成。,運(yùn)算器：用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算。也稱為執(zhí)行單元。,控制器：是計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的指揮中心，它的作用是

3、控制程序的執(zhí)行，確保各個(gè)部件協(xié)調(diào)一致，有條不紊地完成各種操作。,寄存器組：臨時(shí)存放數(shù)據(jù)。,中央處理器的結(jié)構(gòu)圖,計(jì)算機(jī)工作原理,計(jì)算機(jī)的基本工作原理為存儲(chǔ)程序和執(zhí)行指令。,運(yùn)算器,控制器,存儲(chǔ)器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,,,,,CPU,,,,,,控制指令,,控制指令,,取數(shù)據(jù),,存數(shù)據(jù),,,返回,2.2.2 指令與指令系統(tǒng),指令與指令系統(tǒng),◆ 指令：是用來(lái)規(guī)定

4、 和 的一個(gè)二進(jìn)制位串。,◆ 指令的格式：,計(jì)算機(jī)執(zhí)行的操作,操作對(duì)象所在存儲(chǔ)位置,指令與指令系統(tǒng),操作數(shù)地址：指出該指令所操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的存儲(chǔ)單元的地址。,操作碼：是用來(lái)指出計(jì)算機(jī)應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個(gè)二進(jìn)制代碼。,指令執(zhí)行周期,1 取指令,4 修改指令計(jì)數(shù)器,3 執(zhí)行指令,2 指令譯碼,指令的執(zhí)行過(guò)

5、程,,（1）CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器取得一條指令并放入指令寄存器。,（2）控制器對(duì)指令中的操作碼進(jìn)行譯碼。,（3）計(jì)算出所使用的操作數(shù)的地址，從寄存器或存儲(chǔ)器中取得操作數(shù)。,（4）運(yùn)算器按照指令操作碼的規(guī)定，對(duì)操作數(shù)完成規(guī)定的運(yùn)算處理。,（5）需要時(shí)，把運(yùn)算結(jié)果保存到指定的寄存器或內(nèi)存單元。,（6）修改指令地址，供執(zhí)行下一條指令時(shí)使用。,指令的執(zhí)行過(guò)程,指令系統(tǒng),指令系統(tǒng)：CPU能執(zhí)行的全部指令之和。,每一種CPU都有它自己獨(dú)特的一組指令。,指

6、令系統(tǒng)中有數(shù)以百計(jì)的指令：數(shù)據(jù)傳送指令算術(shù)運(yùn)算指令邏輯運(yùn)算指令移位和位操作指令控制轉(zhuǎn)移指令I(lǐng)/O指令,處理器的兼容性,Pentium系列處理器,IBM公司的Power PC微處理器,,,,,不兼容,Pentium系列處理器,AMD或Cyrix公司的微處理器,,,,,兼容,返回,2.2.3 CPU的性能指標(biāo),CPU的性能指標(biāo)（1）,CPU的性能主要表現(xiàn)在程序執(zhí)行速度的快慢。,字長(zhǎng)（位數(shù)）,主頻（CPU時(shí)鐘頻率）,指CPU中定