本文操作环境:Windows7系统、DellG3电脑。
微型计算机的微处理器芯片上集成了控制器和运算器。
计算机系统的硬件结构主要由四部分组成:控制器、运算器、内存和输入输出设备,其中,控制器和运算器统称为中央处理器。简称CPU.它是计算机硬件系统的指挥中心.它包括控制器和运算器两个部件,其中,控制器的功能是控制计算机各部分协调工作,运算器则是负责计算机的算术运算和逻辑运算.
(一)运算器
1、算术逻辑运算单元ALU(ArithmeticandLogicUnit)
ALU主要完成对二进制数据的定点算术运算(加减乘除)、逻辑运算(与或非异或)以及移位操作。在某些CPU中还有专门用于处理移位操作的移位器。
通常ALU由两个输入端和一个输出端。整数单元有时也称为IEU(IntegerExecutionUnit)。我们通常所说的“CPU是XX位的”就是指ALU所能处理的数据的位数。
2、浮点运算单元FPU(FloatingPointUnit)
FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些FPU还具有向量运算的功能,另外一些则有专门的向量处理单元。
3、通用寄存器组
通用寄存器组是一组最快的存储器,用来保存参加运算的操作数和中间结果。
对于x86指令集只支持8个通用寄存器的缺点,Intel和AMD的最新CPU都采用了一种叫做“寄存器重命名”的技术,这种技术使x86CPU的寄存器可以突破8个的限制,达到32个甚至更多。不过,相对于RISC来说,这种技术的寄存器操作要多出一个时钟周期,用来对寄存器进行重命名。
4、专用寄存器
专用寄存器通常是一些状态寄存器,不能通过程序改变,由CPU自己控制,表明某种状态。
(二)控制器
运算器只能完成运算,而控制器用于控制着整个CPU的工作。
1、指令控制器
指令控制器是控制器中相当重要的部分,它要完成取指令、分析指令等操作,然后交给执行单元(ALU或FPU)来执行,同时还要形成下一条指令的地址。
2、时序控制器
3、总线控制器
总线控制器主要用于控制CPU的内外部总线,包括地址总线、数据总线、控制总线等等。
4、中断控制器
中断控制器用于控制各种各样的中断请求,并根据优先级的高低对中断请求进行排队,逐个交给CPU处理。