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CPU结构详解范文

CPU结构详解范文CPU（中央处理器）是计算机的核心部件之一，也是控制和执行计算机指令的关键部分。

下面将对CPU的结构进行详细的解释。

CPU的结构可分为五个主要部分：运算器（ALU）、控制器、寄存器组、数据通路和系统总线。

1. 运算器（ALU）：运算器是CPU中负责执行算术和逻辑运算的部分。

它包含各种电子电路，用于执行加法、减法、乘法、或运算、与运算等运算操作。

运算器还包括累加器（accumulator），用于存储运算结果。

2. 控制器：控制器负责控制计算机的操作和指令的执行顺序。

它通过解码指令并产生相应的控制信号来实现对CPU内部电路的控制。

控制器还包括程序计数器（program counter），用于存储当前执行的指令地址。

3. 寄存器组：寄存器组是一组特殊的存储器单元，用于高速存储数据和地址。

它们位于CPU内部，用于保存当前指令、操作数和中间结果。

常见的寄存器包括累加器、指令寄存器（instruction register）、存储地址寄存器（mar）、存储器缓冲寄存器（mdr）等等。

4.数据通路：数据通路是计算机内部各个部件之间传递数据的路径。

它由各种电子电路和线路组成，用于传输运算器、寄存器和内存之间的数据和控制信号。

数据通路中还包括数据选择器、多路器、解码器等电路，用于实现不同的数据传输部件。

5.系统总线：系统总线是CPU和计算机内其他部件之间传递数据和控制信号的通道。

总线可分为数据总线、地址总线和控制总线三个部分。

数据总线用于传输数据，地址总线用于传输内存或外设的地址，控制总线用于传输各种控制信息。

总体来说，CPU的工作原理是通过不同部件之间的协作来完成各种计算和指令执行任务。

当计算机执行一条指令时，控制器首先从内存中读取指令，并解码成相应的控制信号。

接下来，控制信号通过数据通路传递给运算器和寄存器组，运算器执行相应的算术或逻辑运算，寄存器组保存运算结果和中间数据。

最后，数据和控制信号通过系统总线传递给内存或外设。

第3章CPU构成习题参考解答

6．按照图 3．3 所示的双总线数据通路，写出 SUB R2，R3 指令取指阶段和执行阶段的微操作序列。答：SUB R2，R3。这是一条减法指令，属于寄存器寻址方式，操作数和结果都存在寄存器中。其功能是用寄存器 R2 的内容减去 R3 的内容，结果存入寄存器 R2 中。其指令流程如表 3．26：表 3．26 SUB R2，R3 指令双总线流程分析表步骤（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）（ 5）微操作（PC）→MAR；（PC）+1→C （C ） →PC； M[MAR] →MDR （MDR）→IR （R2）－（R3）→C （C）→R2 控制信号解释 PCOUT1、 CPMAR、 EMAR、指令地址送到 MAR ， PC RD、+1、CPC 内容和 1 相加后送 C。 COUT、CP2PC、SMDR MDROUT1、CP1IR 完成 PC 的修改，将读出的指令送 MDR。将读出的指令送 IR，取指阶段完成。
表 3．27 SUB R2，R3 指令三总线流程分析表步骤（ 1）（ 2）（ 3）（ 4）微操作（PC）→MAR；（PC）+1→PC M[MAR] →MDR （MDR）→IR （R2）－（R3）→R2 控制信号解释 PCOUT3、 CPMAR、 EMAR、指令地址送到 MAR ， PC RD、+1、CP1PC 内容和 1 相加后送 PC。 SMDR MDROUT3、CP1IR R2OUT2 、 R3OUT3 、 ADD、PC1R1 将读出的指令送 MDR。将读出的指令送 IR，取指阶段完成。 R2 减去 R3 的内容后送 R2。
8．根据表 3．7 分析，参考表 3．8，说明此模型机有几种指令格式。答：模型机有如下 9 种指令格式： ⑴ 31 27 26 22 21 17 16 0 OP ra rb C2 指令：LOAD、STORE、LOADA、ADDI、ANDI 和 ORI 使用此格式。 ⑵ 31 27 26 22 21 0 OP ra C1 指令：LOADR、STORER 和 LOADR 使用此格式。 ⑶ 31 27 26 22 21 17 16 12 11 0 OP ra rc 未用指令：NEG、NOT 使用此格式。 ⑷ 31 27 26 22 21 17 16 12 11 OP 未用 rb rc 未用指令：BRxx 使用此格式。 ⑸ 31 27 26 22 21 17 16 12 11 OP ra rb rc 未用指令：BRLxx 使用此格式。 ⑹ 31 27 26 22 21 17 16 12 11 OP ra rb rc 未用 0 指令：ADD、SUB、AND 和 OR 使用此格式。 ⑺ 31 27 26 22 21 17 16 5 4 未用 3 2 C4 3 2 C4 0 0 0

微机原理题库

1、微处理器主要由哪几部分组成？运算器ALU，控制器CU，内部存储器RA三部分组成2、按传送信息的不同，总线一般可分为哪三种总线？数据总线、地址总线、控制总线3、8086CPU 寄存器有哪些？8086 有14个16位寄存器，这14个寄存器按其用途可分为(1)通用寄存器、(2)指令指针、(3)标志寄存器和(4)段寄存器等4类。

(1)通用寄存器有8个, 又可以分成2组,一组是数据寄存器(4个),另一组是指针寄存器及变址寄存器(4个).4、8086 CPU 常用的指令有哪些？数据传送指令，算术运算指令，移位指令，程序控制指令，串操作指令，处理器控制指令，I/O 指令，中断指令。

5、内部存储器主要分为哪两类？它们的主要区别是什么?(1)分为ROM和RAM.(2)它们之间的主要区别是:ROM在正常工作时只能读出，不能写入。

RAM则可读可写。

断电后，ROM中的内容不会丢失，RAM中的内容会丢失。

6、主机与外设之间的数据的输入/输出方式分为哪几种？程序直接控制传送方式程序中断控制方式存贮器直接存取方式7、什么是A/D 转换器，它的作用是什么？什么是D/A 转换器，它的作用是什么？A/D转换就是把模拟量转换成数字量。

这些数字量经过计算机处理后输出结果，通过D/A转换器变为电压或电流信号，送到执行机构，达到控制某种过程的目的。

8、如何将二进制转换成十进制？如何将十进制转换成二进制？二进制转十进制通用公式为：abcd.efg(2)=d*20+c*21+b*22+a*23+e*2-1+f*2-2+g*2-3（10）十进制整数转换为二进制整数采用"除2取余，逆序排列"法。

9、8086 有多少根地址线，寻址的内存容量是多少？20根，1M10、计算机的通信有哪两种基本方式？基本通讯方式：串行方式和并行方式。

11、结构化程序设计有哪几种基本的程序结构？顺序结构、循环结构、分支结构12、什么叫中断？中断向量表的作用是什么？如何设置中断向量表？中断：指当出现需要时，CPU暂时停止当前程序的执行转而执行处理新情况的程序和执行过程。

看看CPU内部结构

看看CPU内部结构(尤其是超频的朋友)使用电脑人几乎没有人不知道CPU，每个人都能说出一些关于CPU的知识。

那么你看到过CPU内部是什么样子的吗？本文会用简单的方式，可以让各位一探CPU内部秘密。

第一部分：CPU的基本结构：我们都知道CPU是什么样子的，可是你知道CPU的内部是什么样子的吗？我们来看下图。

CPU一般包括三部分:基板、核心、针脚如图，目前的CPU一般就是就是包括三个部分:基板、核心、针脚。

其中基板一般为PCB，是核心和针脚的载体。

核心和针脚，都是通过基板来固定的，基板将核心和针脚连成一个整体。

核心，内部是众多的晶体管构成的电路。

如上图，在我们的核心放大图片中，可以看到不同的颜色的部分，同一个颜色代表的是为实现一种功能而设计的一类硬件单元，这个硬件单元是由大量的晶体管构成的。

不同的颜色代表不同的硬件单元。

需要注意的是，在实际的芯片中，并没有颜色的区分，这里只是为了直观，我们才用不同的颜色代表不同的硬件单元。

第二部分，认识CPU核心的基本单位——晶体管：我们常说到的AMD主流的CPU早期的Palomino核心和Thoroughbred-B核心采用了3750万晶体管，Barton核心采用了5400万晶体管，Opteron核心采用了1.06亿晶体管；INTEL的P4的Northwood核心采用了5500万晶体管，Prescot t核心采用了1.25亿晶体管等等，其实指的就是构成CPU核心的最基本的单位——晶体管的数目。

如此庞大数目的晶体管，是什么样子的，是如何工作的呢？我们来看下图。

CPU核心内最基本的单位三极管然后将这样的晶体管，通过电路连接成一个整体，分成不同的执行单元，分别处理不同的数据，这样协同工作，就形成了具有强大处理能力的CPU了。

那么这些电路是怎么连接在一起的呢。

这就是我们要说的铜互连技术(图3)CPU是以硅为原料上制成晶体管如上图，CPU是以硅为原料上制成晶体管，覆上二氧化硅为绝缘层，然后在绝缘层上布金属导线(现在是铜)，独立的晶体管连接成工作单元。

CPU结构与功能测试试卷

CPU结构与功能测试试卷（答案见尾页）一、选择题1. CPU的主要功能是什么？A. 存储数据B. 控制计算机系统C. 进行数学计算D. 进行逻辑运算2. CPU内部的主要寄存器有哪些？A. 指令寄存器B. 数据寄存器C. 状态寄存器D. 堆栈寄存器3. 在CPU中，用于解释和执行指令的部件是什么？A. 管线B. 控制单元C. 加法器D. 计算机指令集4. CPU的时钟频率指的是什么？A. CPU每秒执行的指令数B. CPU每秒执行的操作数C. CPU每秒执行的周期数D. CPU每秒执行的时间5. 在多核处理器中，每个核心都有自己的缓存，这种设计是为了什么？A. 提高数据处理速度B. 降低功耗C. 增加内存带宽D. 减少主存容量6. 下列哪个不是CPU的性能指标？A. 主频B. 功耗C. 扩展性D. 可用性7. 在CPU中，用于存储当前正在执行的任务的寄存器是什么？A. 指令寄存器B. 状态寄存器C. 堆栈寄存器D. 通用寄存器8. 在CPU中，用于存储将要执行的指令的部件是什么？A. 管线B. 控制单元C. 加法器D. 寄存器9. CPU的性能主要取决于以下哪个因素？A. 内存容量B. 显卡性能C. CPU的时钟频率D. 硬盘读写速度10. CPU的内部结构通常包括哪些部分？A. 控制单元B. 算术逻辑单元C. 寄存器D. 数据总线11. 控制单元的主要作用是什么？A. 执行指令B. 进行算术运算C. 进行逻辑运算D. 管理内存访问12. 算术逻辑单元（ALU）的主要功能是什么？A. 执行加法和减法运算B. 执行乘法和除法运算C. 执行比较和逻辑运算D. 管理缓存13. 在CPU中，寄存器的主要作用是什么？A. 存储指令和数据B. 缓存数据以提高访问速度C. 管理CPU内部的数据流D. 连接CPU和外设14. 以下哪个不是CPU的性能指标？A. 主频B. 制造工艺C. 缓存大小D. 指令集15. 在多核CPU中，每个核心通常独立执行什么？A. 指令B. 数据C. 操作系统D. 应用程序16. CPU与内存之间的数据交换通常通过什么实现？A. 系统总线B. 内存总线C. 控制总线D. 数据总线17. 在现代CPU中，采用了一种名为“超标量”的技术，它的主要目的是什么？A. 提高指令的执行效率B. 增加指令的数量C. 提高内存访问速度D. 减少指令的执行时间18. 在CPU中，用于存储当前正在执行指令的寄存器是哪一个？A. 指令寄存器B. 数据寄存器C. 状态寄存器D. 堆栈寄存器19. CPU的体系结构有哪两种主要类型？A. 管道过滤器结构B. 数据流结构C. 图灵机结构D. 流水线结构20. 以下哪个是操作系统用来管理CPU资源的工具？A. 内存管理单元B. 中断控制器C. 调度程序D. I/O子系统21. 为什么CPU需要散热器？A. 发热B. 降温C. 散热片D. 散热风扇22. 在CPU封装技术中，哪种技术可以提高CPU的性能和速度？A. 集成电路B. 芯片组C. 超线程技术D. 以上都是23. CPU的主要组成部分包括哪些？A. 控制器B. 运算器C. 寄存器D. 缓存24. 在CPU中，控制器的主要职责是什么？A. 执行指令B. 进行算术运算C. 管理内存访问D. 协调和控制其他组件25. CPU中的运算器主要负责什么？A. 管理内存访问B. 执行算术和逻辑运算C. 控制指令执行D. 进行数据传输26. CPU中的寄存器有什么作用？A. 存储数据和指令B. 提供数据高速缓存C. 管理内存分配D. 控制指令执行27. CPU如何与外部设备进行通信？A. 通过内存总线B. 通过系统总线C. 通过I/O总线D. 通过数据总线28. 在计算机系统中，CPU的性能主要取决于什么？A. 控制器的复杂性B. 运算器的速度C. 寄存器的容量D. 缓存的级别29. 以下哪个是CPU的主频，单位是赫兹（Hz）？A. 2 GHzB. 1000 MHzC. 500 MbpsD. 1000000 Hz30. 超线程技术是一种提高CPU性能的技术，它允许单个物理核心同时执行多个线程。

CPU的结构和功能解析

CPU的结构和功能解析CPU（中央处理器）是计算机的核心组件，它被设计用于执行各种计算和数据处理任务。

CPU的结构和功能包括以下几个方面：1. 控制单元（Control Unit）：控制单元是CPU的一个重要组成部分，负责协调和管理所有的计算机操作。

它从存储器中读取指令并解码，然后将其发送到其他部件以执行相应的操作。

控制单元还负责处理器内部的时序和同步操作。

2. 算术逻辑单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）：ALU是CPU的核心部分，负责执行计算和逻辑运算。

它可以执行加减乘除、移位、逻辑运算（与、或、非）等操作。

ALU的设计通常包括一组寄存器，用于存储和处理操作数和结果。

3. 寄存器（Register）：寄存器是CPU内部的高速存储器，用于存储临时数据和指令。

CPU中包含多个不同类型的寄存器，如数据寄存器、地址寄存器、程序计数寄存器等。

寄存器具有极快的读写速度，能够提高数据的访问效率。

4. 数据总线和地址总线（Data Bus and Address Bus）：数据总线用于在各个组件之间传输数据，地址总线用于标识存储器中的特定位置。

数据总线的宽度决定了CPU能够同时处理的数据量，地址总线的宽度决定了CPU能够寻址的存储器空间大小。

5. 运算器（Arithmetic Unit）：运算器是CPU的一个子部件，用于执行数学运算，如加法、减法、乘法和除法。

运算器通常由ALU和一些辅助电路组成，它能够高效地进行数值计算。

6. 控制器（Controller）：控制器是CPU的另一个子部件，负责控制和协调各个组件之间的操作。

它从指令存储器中获取下一条指令，并将其发送给控制单元解码执行。

控制器还负责处理各种中断和异常情况，以及调度和控制指令的执行顺序。

7. 存储器接口（Memory Interface）：存储器接口是CPU与主存储器之间的桥梁，负责传输数据和指令。

存储器接口包括地址解码器、读写电路、数据缓冲器等，它能够提供合适的接口和协议，以保证数据的高效传输和正确处理。

CPU;MPU;MCU三者,以及ARM,DSP,FPGA三者的区别

CPU ⇒MPU ⇒MCU1 CPU（Central Processing Unit,中央处理器） (1)1.1 CPU的组成 (1)1.2 CPU的工作原理 (1)2 MPU（Microprocessor Unit,微处理器） (3)2.1 MPU的组成 (3)2.2 MPU的分类 (3)2.3 MPU的体系结构：冯.诺伊曼结构和哈佛结构 (3)2.4 MPU的典型代表:DSP（Digital Signal Processor,数字信号处理器） (4)3 MCU（Microcontroller Unit,微控制器/单片机） (5)3.1 MCU的概念 (5)3.2 MCU的概述 (5)3.3 MCU的分类 (6)3.4 MCU的架构:CISC架构和RISC架构 (6)3.5 常见的MCU (6)3.6 MCU的典型代表:ARM (9)4 CPLD（Complex Programmable Logic Device,复杂可编程逻辑器件) (10)5 FPGA（Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列） (10)6 DSP,ARM,FPGA的区别 (10)1 CPU（Central Processing Unit,中央处理器）中央处理器（CPU）是电子计算机的主要器件之一，其功能主要是解释计算机指令及处理计算机软件中的数据。

1.1 CPU的组成CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。

运算器：进行算术运算和逻辑运算(部件:算数逻辑单元、累加器、寄存器组、路径转换器、数据总线)。

控制器：控制程序的执行,包括对指令进行译码、寄存，并按指令要求完成所规定的操作，即指令控制、时序控制和操作控制。

复位、使能(部件:计数器、指令暂存器、指令解码器、状态暂存器、时序产生器、微操作信号发生器)。

寄存器：用来存放操作数、中间数据及结果数据。

1.2 CPU的工作原理CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，将指令分解成一系列的微操作，然后发出各种控制命令，执行微操作，从而完成一条指令的执行。

看看CPU内部结构

瞧瞧CPU内部结构(尤其就是超频的朋友)使用电脑人几乎没有人不知道CPU,每个人都能说出一些关于CPU的知识。

那么您瞧到过CPU内部就是什么样子的不？本文会用简单的方式,可以让各位一探CPU内部秘密。

第一部分:CPU的基本结构:我们都知道CPU就是什么样子的,可就是您知道CPU的内部就是什么样子的不？我们来瞧下图。

CPU一般包括三部分:基板、核心、针脚如图,目前的CPU一般就就是就就是包括三个部分:基板、核心、针脚。

其中基板一般为PCB,就是核心与针脚的载体。

核心与针脚,都就是通过基板来固定的,基板将核心与针脚连成一个整体。

核心,内部就是众多的晶体管构成的电路。

如上图,在我们的核心放大图片中,可以瞧到不同的颜色的部分,同一个颜色代表的就是为实现一种功能而设计的一类硬件单元,这个硬件单元就是由大量的晶体管构成的。

不同的颜色代表不同的硬件单元。

需要注意的就是,在实际的芯片中,并没有颜色的区分,这里只就是为了直观,我们才用不同的颜色代表不同的硬件单元。

第二部分,认识CPU核心的基本单位——晶体管:我们常说到的AMD主流的CPU早期的Palomino核心与Thoroughbred-B核心采用了3750万晶体管,Barton核心采用了5400万晶体管,Opteron核心采用了1、06亿晶体管;INTEL的P4的Northwood核心采用了5500万晶体管,Prescott核心采用了1、25亿晶体管等等,其实指的就就是构成CPU核心的最基本的单位——晶体管的数目。

如此庞大数目的晶体管,就是什么样子的,就是如何工作的呢？我们来瞧下图。

CPU核心内最基本的单位三极管然后将这样的晶体管,通过电路连接成一个整体,分成不同的执行单元,分别处理不同的数据,这样协同工作,就形成了具有强大处理能力的CPU了。

那么这些电路就是怎么连接在一起的呢。

这就就是我们要说的铜互连技术(图3)CPU就是以硅为原料上制成晶体管如上图,CPU就是以硅为原料上制成晶体管,覆上二氧化硅为绝缘层,然后在绝缘层上布金属导线(现在就是铜),独立的晶体管连接成工作单元。

微机原理一至四章课后习题[1]

第一章习题1简答：微处理器也叫CPU或中央处理器，包括运算器、控制器、寄存器组和内部总线。

微型计算机包括CPU、内存、I/O接口、系统总线。

微型计算机系统由硬件系统和软件系统共同构成微型机系统，是相辅相成的，缺一不可关系：微型计算机是以微处理器为核心，微型计算机系统是以微型计算机为核心，它们都不能独立工作，只有微型计算机系统才是完整的数据处理系统，才具有实用意义。

2简答：微型计算机由CPU、内存、I/O接口、系统总线组成。

3简答：在CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为微处理器总线，即内部总线。

总线由三类传输线组成：数据线、地址线和控制线。

4答：微型计算机的工作过程就是逐条执行指令序列的过程，也就是不断的取指令和执行指令的过程。

在去指令阶段，把指令的地址赋给程序计数器PC，CPU从内存中读出的内容为指令，把它送入指令寄存器，由指令译码器译码，经控制器发出相应的控制信号。

在执行指令阶段，CPU执行指令所规定的具体操作。

一条指令执行完毕，就转入下一条指令的取指令阶段，这样周而复始的循环直到程序结束。

第二章习题一、填空题1、执行部件EU的组织有：，和。

2、8086CPU从偶地址访问内存1个字时需占用周期，而从奇地址访问内存1个字操作需占用周期。

3、IBM-PC机中的内存是按段存放信息的，一个段最大存贮空间为字节。

4、8086微处理机在最小模式下，用来控制输出地址是访问内存还是访问I/O。

5、一台计算机能执行多少种指令，是在时确定的。

二、单项选择题1、微型计算机的性能主要由来决定。

A、价钱B、CPUC、控制器D、其它2、对微处理器而言，它的每条指令都有一定的时序，其时序关系是A、一个时钟周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个指令周期。

B、一个机器周期包括几个指令周期，一个指令周期包括几个时钟周期。

C、一个指令周期包括几个机器周期，一个机器周期包括几个时钟周期。

D、一个指令周期包括几个时钟周期，一个时钟周期包括几个机器周期。

微机原理与接口技术李珍香版课后习题1-10章参考答案

习题一1.1微型计算机系统主要由哪些部分组成？参考答案：微型计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

1.2微型计算机中的CPU由哪些部件组成？各部件的功能是什么？参考答案：微型计算机中的CPU由运算器、控制器、寄存器组等部件组成。

其中运算器也称算术逻辑单元（ALU），主要用来完成对数据的运算（包括算术运算和逻辑运算）；控制器是控制部件，它能自动、逐条地从内存储器中取指令，将指令翻译成控制信号，并按时间顺序和节拍发往其它部件，指挥各部件有条不紊地协同工作。

微机的数据输入/输出、打印、运算处理等一切操作都必须在控制器的控制下才能进行。

寄存器组是微处理器内部的一组暂时存储单元，主要起到数据准备、调度和缓冲的作用，寄存器的访问速度要比存储器快得多。

1.3微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？参考答案：微型计算机的硬件结构主要由微处理器、内存储器、输入/输出接口电路、输入/输出设备及系统总线组成。

其中微处理器是微型计算机的核心部件，其主要功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作；内存储器的主要功能是用来存储微机工作过程中需要操作的数据、程序，运算的中间结果和最后结果，具有存数和取数的功能；输入/输出（I/O）接口电路的功能是完成主机与外部设备之间的信息交换；I/O设备是用户与微机进行通信联系的主要装置，其中输入设备是把程序、数据、命令转换成微机所能识别接收的信息，然后输入给微机；输出设备是把CPU计算和处理的结果转换成人们易于理解和阅读的形式，然后输出到外部。

微机的系统总线实现将CPU、存储器和外部设备进行连接，共有数据总线、地址总线和控制总线三种，其中数据总线主要用来实现在CPU与内存储器或I/O接口之间传送数据；地址总线是由CPU输出用来指定其要访问的存储单元或输入/输出接口的地址的；控制总线；控制总线用于传送控制信号、时序信号和状态信息，实现CPU的工作与外部电路的工作同步。

cpu包括

cpu包括哪些部分一、概念CPU全称叫中央处理器，包含有运算器（算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache）及实现它们之间联系的数据（Data）、控制及状态的总线（Bus）三大部件。

它与内部存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。

中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（Control Unit）。

它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

二、CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。

1、逻辑部件英文Logic components；运算逻辑部件。

可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址运算和转换。

2、寄存器寄存器部件，包括寄存器、专用寄存器和控制寄存器。

通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间（或最终）的操作结果。

通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。

3、控制部件英文Control unit；控制部件，主要是负责对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。

其结构有两种：一种是以微存储为核心的微程序控制方式；一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。

微存储中保持微码，每一个微码对应于一个最基本的微操作，又称微指令；各条指令是由不同序列的微码组成，这种微码序列构成微程序。

中央处理器在对指令译码以后，即发出一定时序的控制信号，按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作，即可完成某条指令的执行。

三、cpu主要功能1、处理指令这是指控制程序中指令的执行顺序。

程序中的各指令之间是有严格顺序的，必须严格按程序规定的顺序执行，才能保证计算机系统工作的正确性。

2、执行操作一条指令的功能往往是由计算机中的部件执行一系列的操作来实现的。

计导-课后习题参考答案(第5章

第5章计算机组成一、复习题1.计算机由哪三个子系统组成？答：计算机由中央处理单元、主存储器和输入/输出子系统组成。

2.CPU又哪几个部分组成？答：；CPU由算术逻辑单元（ALU）、控制单元和寄存器组成。

3.ALU的功能是什么？答：ALU（即算术逻辑单元）用于算术运算和逻辑运算。

4.描述一下几种不同的寄存器。

答：寄存器是用来临时存放数据的高速独立的存储单元。

寄存器有三种：数据寄存器、指令寄存器和程序计数器。

其功能如下：①数据寄存器：数据寄存器用来保存复杂运算的中间结果，可以提高运算速度。

②指令寄存器：指令寄存器存储CPU从内存中逐条取出的指令，解释并执行指令。

③程序计数器：程序计数器保存当前正在执行的指令，当前的指令执行完后，计数器自动加1，指向下一条指令的地址。

5.控制单元的功能是什么？答：控制单元控制各部件协调工作，对取到指令寄存器中的指令进行译码并产生控制信号以完成操作。

控制通过线路的开（高电平）或关（低电平）来实现。

6.字和字节有什么区别？答：数据是以称之为字的位组的形式在存储器中传入和传出。

字就是指执行一条指令时可以处理的二进制数位数。

不同的机器字可以取8位、16位、32位，甚至是64位。

而字节是指8位二进制位。

7.主存的功能是什么？答：主存是存储单元的集合，用于临时存储数据和程序。

8.兆字节的近似值和实际值的字节数如何对应？答：其实际值是220字节，近似值是106字节。

9.存储地址用哪种数的表示法表示？答：地址本身也使用位模式表示，通常用无符号二进制整数表示。

10.RAM和ROM有何区别？答：RAM是随机存取存储器，是主存的主要组成部分。

具有可随机读写、易失性的特点。

ROM是只读存储器，具有只读、非易失性特点。

11.SRAM和DRAM有何区别？答：SRAM技术使用传统的触发器门电路，通电时数据始终存在，不需要刷新，速度快但价格昂贵；DRAM技术使用电容器，内存单元需要周期性地刷新（因为漏电），速度慢，但是便宜。

cpu包括三个部分

类别低档微处理器高档微处理器 16位微处理器 32位微处理器
奔腾酷睿
按照CPU的发展里程分
工艺
代表作
PMOS
Intel4004
NMOS
Intel80Βιβλιοθήκη 0HMOSIntel8086
CMOS
Intel 80386
超标量指令流水线结构
Intel Pentium II
Core微架构
Core i系列
说明两个或非门和两个NMOS、一个非门组成）令都要访问到通用寄存器些特殊操作所需用的寄存器器的操作模式以及当前执行任务的特性完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号
程分
备注
国内接触的个人电脑采用 Single Edge Contact (S.E.C) 匣型封装
CPU的组成
序号
名称
说明
1
逻辑部件
即逻辑电路，如三态门(可以由两个或非门和两个NMOS、一个非门组
通用寄存器
指令都要访问到通用寄存器
2
寄存器
专用寄存器
执行一些特殊操作所需用的寄存器
控制寄存器
控制和确定处理器的操作模式以及当前执行任务的特性
3
控制部件
微存储逻辑硬布线结构
对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控

1、中央处理器也称为CPU,它有两部分组成,其中（）的功能,决

1、中央处理器也称为CPU，它有两部分组成，其中()的功能，决定了计算机的自动化程度。

A、运算器B、控制器C、硬盘D、存储器［B］2、中央处理器被人们称为“计算机的大脑”，它有两部分组成，其中()是计算机的控制中心，按照人们事先给定的指令步骤，统一指挥各部件有条不紊地协调工作。

A、运算器B、控制器C、只读存储器和可读写存储器D、存储器［B］3、在购买计算机时，某计算机的配置表显示为“内存金士顿2G DDR3 133”，其中“G”表示内存为( )A、字节B、吉字节C、兆字节D、千字节［B］4、冯·诺依曼被称作计算机之父，“冯·诺依曼结构”计算机的硬件系统由（）五部分组成。

A、主机、显示器、键盘、鼠标和音箱B、主机、显示器、键盘、鼠标和打印机C、运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备D、CPU、内存、显示器、键盘和鼠标［C］5、在计算机领域，1946年2月14日是一个特殊而重要的日子，这天世界上第一台电子数字式计算机诞生了，其诞生地是（）A、美国B、英国C、德国D、法国［A］6、小明家有一台内存为1GB的联想电脑，请问1GB 等于（）A、1024BB、1024MBC、1024KBD、1024GB［B］7、小小字节兄弟多：太字节、吉字节、兆字节、千字节，那么1兆字节相当于（）A、1024BB、1024KBC、1000KBD、1024MB［B］8、在日常学习、工作和生活中，键盘、鼠标、游戏杆等常被计算机用来接收外部信息，下列与其功能相同的是（）。

A、显示器B、打印机C、优盘D、扫描仪［D］9、某型号计算机参数如下“E6300/2G/320G……”，其中的E6300指的是（）A、内存B、硬盘C、CPUD、主板［C］10、在日常生活中，除了我们常用的十进制数外，还有十六进制数、十二进制数，计算机所采用的是二进制数，那么0110所对应的十进制数为（）。

A、2B、6C、8D、11 ［B］11、二进制数的运算法则是逢（）进一。

2.1什么是微处理器它包含哪几部分【精品推荐-doc】

习题22.1 什么是微处理器？它包含哪几部分？【解】：微处理器（CPU）的任务是执行存放在存储器里的指令序列。

为此，除要完成算术逻辑操作外，还需要担负CPU和存储器以及I/O之间的数据传送任务。

早期的CPU芯片只包括运算器和控制器两大部分。

从80386开始，为使存储器速度能更好地与运算器的速度相匹配，已在芯片中引入高速缓冲存储器。

它们主要由以下三部分组成。

（1）算术逻辑部件算术逻辑部件（Arithmetic Logic Unit，ALU）用来进行算术和逻辑运算及其相应操作。

（2）控制逻辑部件控制逻辑部件负责对全机的控制工作，包括从存储器取出指令，对指令进行译码分析，从存储器取得操作数，发出执行指令的所有命令，把结果存入存储器以及对总线及I/O的传送控制等。

（3）工作寄存器工作寄存器在计算机中起着重要的作用，每一个寄存器相当于运算器中的一个存储单元，但它的存取速度比存储器要快得多。

它用来存放计算过程中所需要的或所得到的各种信息，包括操作数地址、操作数及运算的中间结果等。

2.2 8086微处理器由哪几部分组成？各部分的功能是什么？【解】：按功能可分为两部分：总线接口单元BIU（Bus Interface Unit）和执行单元EU（Execution Unit）。

总线接口单元BIU是8086 CPU在存储器和I/O设备之间的接口部件，负责对全部引脚的操作，即8086对存储器和I/O设备的所有操作都是由BIU完成的。

所有对外部总线的操作都必须有正确的地址和适当的控制信号，BIU中的各部件主要是围绕这个目标设计的。

它提供了16位双向数据总线、20位地址总线和若干条控制总线。

其具体任务是：负责从内存单元中预取指令，并将它们送到指令队列缓冲器暂存。

CPU 执行指令时，总线接口单元要配合执行单元，从指定的内存单元或I/O端口中取出数据传送给执行单元，或者把执行单元的处理结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。

执行单元EU中包含1个16位的运算器ALU、8个16位的寄存器、1个16位标志寄存器FR、1个运算暂存器和执行单元的控制电路。

cpu结构与原理

cpu结构与原理随着计算机的普及和发展，CPU（中央处理器）作为计算机的核心部件之一，扮演着重要的角色。

了解CPU的结构与原理，对于理解计算机的工作原理和性能提升具有重要意义。

本文将从四个方面介绍CPU的结构与原理。

一、CPU的基本组成部分1. 控制单元（CU）：控制单元负责指令的解析和执行，它从内存中读取指令，并根据指令的要求执行相应的操作。

控制单元包括指令寄存器、程序计数器、指令译码器等。

2. 算术逻辑单元（ALU）：算术逻辑单元执行计算机运算和逻辑操作，包括加法、减法、乘法、除法等算术运算，以及与、或、非等逻辑运算。

ALU通常由加法器、移位器、逻辑门等组成。

3. 寄存器：寄存器是CPU内部的存储器件，用于暂时存储数据和指令。

常见的寄存器有累加器、数据寄存器、地址寄存器等，它们共同构成了CPU的数据通路。

4. 内部总线：内部总线负责CPU内部各个部件之间的数据传输和控制信号传递，它连接了寄存器、ALU、控制单元等。

二、CPU的工作原理1. 取指令阶段：控制单元从内存中读取指令，并存储到指令寄存器中。

指令寄存器中存储的是当前待执行的指令。

2. 指令译码阶段：控制单元对指令进行解析和译码，确定指令的操作类型和操作数。

3. 执行阶段：根据指令译码的结果，控制单元将相应的操作发送给ALU执行。

ALU进行算术运算或逻辑运算，并将结果存储在寄存器中。

4. 存储阶段：执行完成后，控制单元将指令执行的结果存储回内存或寄存器。

以上是简化的CPU工作原理，实际上CPU还包括中断处理、访存控制等更多细节。

三、CPU的性能提升1. 频率提升：随着制程工艺的改进，CPU的工作频率逐步提高，从而提升计算速度。

然而，频率提升也面临功耗和散热问题，所以在实际应用中需要权衡。

2. 指令并行：为了提高CPU的运行效率，现代CPU采用指令并行技术。

通过重叠执行多条指令的子操作，可以提高指令的处理速度。

3. 缓存优化：CPU中的缓存可以暂存频繁使用的数据和指令，以加快对这些数据和指令的访问速度。

cpu芯片

cpu芯片CPU是计算机的核心部件，全称为“中央处理器”（Central Processing Unit），是计算机的大脑，负责执行和控制计算机的所有操作。

CPU芯片是CPU的核心组成部分，它由许多晶体管和电路组成，用于处理和运算数据。

一、CPU芯片的结构CPU芯片通常由以下几个主要的组成部分构成：1. 控制单元（Control Unit）：负责协调和控制CPU内部各部件的操作，包括指令的获取、解码和执行等。

2. 运算单元（Arithmetic Logic Unit，ALU）：负责处理各种算术和逻辑运算，如加法、减法、乘法、除法、与、或、非等。

3. 寄存器（Registers）：用于暂时存储数据和指令，包括通用寄存器、专用寄存器等。

4. 缓存（Cache）：用于临时存储CPU频繁使用的数据，以提高数据访问速度。

5. 总线接口（Bus Interface）：用于与内存、外设等其他组件进行数据和指令的传输和交换。

二、CPU的工作过程当计算机启动时，操作系统会将一系列指令加载到内存中，并将第一个指令的地址传递给CPU。

CPU会根据控制单元的指令，从内存中读取指令并进行解码。

根据解码后的指令类型，CPU会执行不同的操作，包括运算、分支、跳转、存取数据等。

CPU的工作过程可以分为以下几个阶段：1. 指令获取（Instruction Fetch）：从内存中读取下一条指令并将其存储在指令寄存器中。

2. 指令解码（Instruction Decode）：解读指令的内容和操作类型，确定需要执行的操作。

3. 数据处理（Data Execution）：根据指令要求，进行算术和逻辑运算等数据处理操作。

4. 结果存储（Result Store）：将处理后的结果暂时存储到寄存器或主存中。

5. 控制跳转（Control Transfer）：根据指令要求，跳转到程序的其他部分执行，或者继续按照程序的顺序执行下一条指令。

三、CPU芯片的性能指标CPU芯片的性能可以通过以下几个指标来衡量：1. 时钟频率（Clock Speed）：CPU芯片的工作频率，以赫兹（Hz）为单位。

处理器管理

处理器如何知道当前运行的是操作系统还是一应用软件？执行时有不同的权限。有赖于处理器状态。
8
四、处理器的状态
根据运行程序对资源和机器指令的使用权限将处理器设置为不同状态，处理器状态又称为处理器模式。
多数系统将处理器工作状态划分为核心态和用户态。
1.核心态（Kernel Mode)
CPU执行操作系统程序时所处的状态。较高的特权级别，又称为特权态（特态）、系统态、管态。
26
2.中断屏蔽
在CPU上运行的程序，有时由于种种原因，不希望其在执行过程中被别的事件所中断，称为中断屏蔽。
在PSW中设置中断屏蔽位以屏蔽某些指定的中断类型各设备接口中也有中断禁止位，以禁止该设备的中断
27
3.多个中断的处理
若中断处理过程中又发生中断，引起多中断处理问题。
两种策略方法：
一、进程的概念
计算机出现以来，“程序”是使用广泛的一个概念，在多道程序设计技术出现之前，程序是顺序执行的。
1.程序的顺序执行
例：在系统中有n个作业，每个作业都有三个处理步骤：首先输入用户的程序和数据（Ii），然后进行计算（Ci），最后将结果打印出来（Pi ）。
在计算机系统中只有一个程序在运行，这个程序独占系统中所有资源，其执行不受外界影响。一道程序执行完后另一道才能开始。
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三、特权指令和非特权指令 1.处理器执行指令过程
处理器依据在程序计数器中的指令地址从存储器中取一条指令取到的指令放在指令寄存器（IR）中处理器解释并执行指令自动将程序计数器的值变成下条指令的地址
6
2.五类指令
(1)数据处理类指令； (2)转移类指令； (3)数据传送类指令； (4)移位与字符串类指令； (5)I/O类指令。

计算机基础题库 (4)

B操作码和操作数
C操作数和地址码
D操作数和存贮地址
参考答案
A
58、微型计算机的硬盘和软盘是
A计算机的内部存储器
B计算机的外部存储器
C分别是内部存储器、外部存储器
D随机存储器
参考答案
B
59、在微机系统中，对输入输出设备进行管理的基本程序模块（BIOS）存储在
A RAM中
B ROM中
C硬盘中
D寄存器中
参考答案
B处理器的运算速度是2.4GIPS
C处理器是Pentium4第2.4代
D处理器与内存间的数据交换频率是2.4GB/S
参考答案
A
71、下列各类计算机程序语言中，不属于高级程序设计语言的是
A Visual Basic
B Visual C++
1、微型计算机的发展经历了从集成电路到超大规模集成电路等几代的变革，各代变革主要是基于
A存储器
B输入输出设备
C微处理器
D操作系统
参考答案
C
2、目前微型计算机中采用的逻辑元件是
A小规模集成电路
B中规模集成电路
C大规模和超大规模集成电路
D分立元件
参考答案
C
3、磁盘的主要作用是()
A存放FAT表
B后台运行程序
D原操作数和目的操作数
参考答案
C
39、计算机硬件系统由____组成。
A控制器、显示器、打印机和键盘
B控制器、运算器、存储器、输入输出设备
C CPU、主机、显示器、硬盘和电源
D主机箱、集成块、显示器和电源
参考答案
B
40、若一台计算机的字长为2个字节，这意味着它
A能处理的数值最大为2位十进制数99

cpu的组成部分及功能

一、CPU的组成部分及功能1、控制器：CPU的控制器包括用电信号指挥整个电脑系统的执行及储存程序命令的电子线路。

像一个管弦乐队的指挥者，控制器不执行程序命令，而是指挥系统的其它部分做这些工作。

控制器必须与算术逻辑单元和内存都有紧密的合作与联系。

2、指令译码器：指令译码器为CPU翻译指令，然后这些指令才能够被执行。

3、程序计数器：程序计数器是一个特别的门插销。

当有新的指令送入PC时，PC会被加1。

因此它按照顺序通过CPU必须执行的任务。

然而，也有一些指令能够让CPU不按顺序执行指令，而是跳跃到另一些指令。

4、算术逻辑单元：算术逻辑单元包含执行所有算术/逻辑操作的电子线路。

算术逻辑单元能够执行四种算术操作（数学计算）：加、减、乘、除算术逻辑单元也能执行逻辑操作。

一个逻辑操作通常是一个对照。

它能够对比数字、字母或特殊文字。

电脑就可以根据对比结果采取行动。

5、寄存器：寄存器是位于CPU内部的特殊存储单元。

存储在这里的数据的存取比存储在其它内存单元（如：RAM、ＲＯＭ）的数据的存取要快。

ＣＰＵ内不同部分的寄存器有不同的功能。

在控制器中，寄存器用来存储电脑当前的指令和操作数。

同时，ＡＬＵ中的寄存器被叫做累加器，用来储存算术或逻辑操作的结果。

二、CPU的速度1、主频、外频和前端总线频率时钟频率以每秒钟各单元转过圈数计，单位是赫兹。

1）主频是指CPU的时钟频率，也可以说是ＣＰＵ的工作频率。

一般来说，一个时钟周期内执行的指令数是固定的，所以主频越高，运算速度也就越快。

但是，由于ＣＰＵ的运算速度受许多因素影响。

所以此规律并不绝对。

2）外频：系统的时钟频率具体指ＣＰＵ到芯片组之间的总线速度。

（系统总线的工作频率）。

主频=外频*倍频系数3）前端总线：CPU与北桥芯片间的总线，是CPU和外界交换数据的唯一通道。

没有足够快的前端总线，性能再好的CPU也不能明显提高计算机整体速度。

2、字长和位数字长：芯片同时能输入/输出和处理的位数。