cpu的三大总线

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CPU的技术参数的意思

CPU的技术参数的意思

CPU的技术参数的意思1CPU(Central Processing Unit) 也就是我们常说的中央处理器,就一般的用户来说,它不是装机配件中最昂贵的,但它是电脑当中最核心的配件,一台电脑的性能如何跟CPU的性能有着最直接的关系.而且CPU的选择也同时关系到主板和内存的搭配问题!!为了让大家更清晰地了解CPU,我们先来了解CPU的一些基本的概念.CPU重要参数介绍:1)前端总线:英文名称叫Front Side Bus,一般简写为FSB.前端总线是CPU跟外界沟通的唯一通道,处理器必须通过它才能获得数据,也只能通过它来将运算结果传送出其他对应设备.前端总线的速度越快,CPU的数据传输就越迅速.前端总线的速度主要是用频率来衡量,前端总线的频率有两个概念:一就是总线的物理工作频率(即我们所说的外频),二就是有效工作频率(即我们所说的FSB频率).由于INTEL跟AMD采用了不同的技术,所以他们之间FSB频率跟外频的关系式也就不同了.现时的Inter是:FSB频率=外频X4;而AMD的就是:FSB频率=外频X2.举个例子:P4 2.8C的FSB频率是800MHZ,由那公式可以知道该型号的外频是200MHZ了;又如BARTON核心的Athlon XP2500+ ,它的外频是166MHZ,根据公式,我们知道它的FSB频率就是333MHZ了.目前的前端总线频率,这一点Intel还是有优势的.2)二级缓存:也就是L2 Cache,我们平时简称L2.主要功能是作为后备数据和指令的存储.L2容量的大小对处理器的性能影响很大.因为L2需要占用大量的晶体管,是CPU晶体管总数中占得最多的一个部分,高容量的L2成本相当高!!所以INTEL和AMD都是以L2容量的差异来作为高端和低端产品的分界标准!3)制造工艺:我们经常说的0.18微米、0.13微米制程,就是指制造工艺.制造工艺直接关系到CPU的电气性能.而0.18微米、0.13微米这个尺度就是指的是CPU核心中线路的宽度.线宽越小,CPU的功耗和发热量就越低,并可以工作在更高的频率上了.所以0.18微米的CPU 能够达到的最高频率比0.13微米CPU能够达到的最高频率低,同时发热量更大都是这个道理.4)流水线:流水线也是一个比较重要的概念.CPU的流水线指的就是处理器内核中运算器的设计.这好比我们现实生活中工厂的生产流水线.处理器的流水线的结构就是把一个复杂的运算分解成很多个简单的基本运算,然后由专门设计好的单元完成运算.CPU流水线长度越长,运算工作就越简单,CPU的工作频率就越高,不过CPU的效能就越差,所以说流水线长度并不是越长越好的.由于CPU的流水线长度很大程度上决定了CPU所能达到的最高频率,所以现在INTEL为了提高CPU的频率,而设计了超长的流水线设计.Willamette和Northwood核心的流水线长度是20工位,而如今上市不久的Prescott 核心的P4则达到了让人咋舌的30(如果算上前端处理,那就是31)工位.而现在AMD的Clawhammer K8,流水线长度仅为11工位,当然处理器能上到的最高频率也会比P4相对低一点,但是处理效率并不低!5)超线程技术(Hyper-Threading,简写为HT):这是Intel针对Pentium4指令效能比较低这个问题而开发的.超线程是一种同步多线程执行技术,采用此技术的CPU内部集成了两个逻辑处理器单元,相当于两个处理器实体,可以同时处理两个独立的线程.通俗一点就是,超线程实际上把一个CPU虚拟成两个,相当于两个CPU同时运作,从而达到了加快运算速度的目的.参考资料:/index20060602/index_99_174562.htmlCPU的技术参数的意思2CPU的技术参数一、CPU的内部结构与工作原理CPU是Central ProcessingUnit—中央处理器的缩写,它由运算器和控制器组成,CPU的内部结构可分为控制单元,逻辑单元和存储单元三大部分。

计算机总线3篇

计算机总线3篇

计算机总线第一篇:计算机总线的基础知识计算机总线指的是用于数据传输的一组电气信号线,是计算机内部各种硬件设备之间传输信息的通路。

计算机总线分为系统总线、输入输出总线和扩展总线三大类。

系统总线是连接计算机中央处理器(CPU)和随机存取存储器(RAM)之间的数据和控制信号传输线。

它由三类线路组成:数据线、地址线、控制线。

数据线用于传送数据,地址线用于传送RAM中存储单元的地址,控制线用于传送CPU对RAM的读写控制信号。

系统总线的传输速率是由CPU主频和总线位宽共同决定的,通常称作总线带宽。

输入输出总线是用于连接计算机输入输出设备和CPU的信号线路。

通过输入输出总线,计算机和打印机、鼠标、键盘等外设可以进行数据交换和数据控制。

扩展总线则是一种可供用户扩展计算机功能的总线。

在计算机体系结构中,扩展总线采用插卡的形式,用户可以通过插卡的方式扩展计算机的功能。

例如扩展显卡、声卡等。

总的来说,计算机总线是计算机内部各种硬件设备之间传输信息的通路。

它可以分为系统总线、输入输出总线和扩展总线三类,每一类总线都起着独特的作用。

在计算机的使用中,我们需要对计算机总线有相关的了解,以便更好地使用计算机。

第二篇:计算机总线的分类与功能计算机总线是计算机内部各种硬件设备之间传输信息的通路,分为系统总线、输入输出总线和扩展总线三类。

(1)系统总线系统总线是计算机内部各种硬件设备之间进行数据和控制信号传输的通路。

系统总线包含数据线、地址线和控制线这三类线路。

其中,数据线用于传送数据,地址线用于传送RAM中存储单元的地址,控制线用于传送CPU对RAM的读写控制信号。

系统总线的传输速率受CPU主频和总线位宽影响,通常称作总线带宽。

(2)输入输出总线输入输出总线是计算机内部连接各种输入输出设备和CPU 的信号线路。

通过输入输出总线,计算机可以和打印机、鼠标、键盘等外设进行数据交换和数据控制。

输入输出总线的传输速率取决于具体的接口标准和外设类型,如USB、PS/2等。

1请比较单机系统中单总线、双总线和三总线结构的性能特点

1请比较单机系统中单总线、双总线和三总线结构的性能特点

1.请比较单机系统中单总线、双总线和三总线结构的性能特点。

【解】单总线结构:使用一条单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备。

总线只能分时工作,使信息传送的吞吐量受到限制。

双总线结构:在CPU和主存之间专门设置了一组高速的存储总线,使CPU可通过专用总线与存储器交换信息,并减轻了系统总线的负担。

主存仍可通过系统总线与外设之间实现DMA操作,而不必经过CPU三总线结构:在双总线系统的基础上增加I/O总线,其中,系统总线是CPU、主存和通道(IOP)之间进行数据传送的公共通路,而I/O总线是多个外部设备与通道之间进行数据传送的公共通路。

通道实际上是一台具有特殊功能的处理器,它分担了一部分CPU的功能,以实现对外设的统一管理及外设与主存之间的数据传送。

2.当代PC机主板中的“南桥”和“北桥”分别是什么?有什么作用?【解】CPU总线、PCI总线、ISA总线通过两个“桥”芯片连成整体。

桥芯片在此起到了信号速度缓冲、电平转换、控制协议转换的作用。

通常将CPU总线-PCI总线的桥称为“北桥”,将PCI总线-ISA总线的桥称为“南桥”。

通过桥将两类不同的总线“粘合”在一起的技术特别适合于系统的升级换代,这样,每当CPU芯片升级时只需改变CPU总线和北桥芯片,原有的全部外围设备可以继续正常工作。

3.PCI总线中三种桥的名称是什么?桥的功能是什么?【解】在PCI总线体系结构中有三种桥:HOST桥、PCI-PCI桥、PCI-LAGACY桥,其中,HOST桥又是PCI总线控制器,含有中央仲裁器。

桥具有很重要的作用,它一方面连接两条总线,使彼此之间相互通信,另一方面又是一个总线转换部件,可以把一条总线的地址空间映射到另一条总线的地址空间上,从而使系统中任意一个总线主设备都能看到同样的一份地址表。

4.比较通道、DMA、中断三种基本I/O方式的异同点。

【解】中断方式时是在外围设备数据准备就绪后“主动”向CPU发中断要求信号,请求CPU暂时中断目前正在执行的程序转而进行数据交换;当CPU响应这个中断时,便暂停运行主程序,自动转去执行该设备的中断服务程序;当中断服务程序执行完毕,CPU 又回到原来的主程序继续执行。

「老B讲堂」计算机基础之总线的那些事

「老B讲堂」计算机基础之总线的那些事

「⽼B讲堂」计算机基础之总线的那些事⼤家好,欢迎来到⽼B的系列教学类栏⽬【⽼B讲堂】。

在上⼀期的⽼B讲堂中,⽼B为⼤家简单的介绍了处理器的诞⽣及其⼤致⼯作原理,在这⼀期的⽼B讲堂中,⽼B将会为⼤家介绍⼀下处理器内⾮常容易忽视但是却⼗分重要的部分:总线及控制器。

总线,是指计算机设备和设备之间传输信息的公共数据通道,它是由导线组成的传输线束。

总线是⼀种内部结构,它是cpu、内存、输⼊、输出设备传递信息的公⽤通道,主机的各个部件通过总线相连接,外部设备通过相应的接⼝电路再与总线相连接,从⽽形成了计算机硬件系统。

在计算机系统中,各个部件之间传送信息的公共通路叫总线,微型计算机是以总线结构来连接各个功能部件的。

按照计算机所传输的信息种类,可以将计算机的总线划分为三类:数据总线、地址总线和控制总线,分别⽤来传输数据、数据地址和控制信号。

数据总线:数据总线(Data Bus,简称DB)是双向三态形式的总线,即它既可以把CPU的数据传送到存储器或输⼊输出接⼝等其它部件,也可以将其它部件的数据传送到CPU。

数据总线的位数是微型计算机的⼀个重要指标,通常与微处理的字长相⼀致。

我们说的32位,64位计算机指的就是数据总线。

地址总线:地址总线(Address Bus,简称AB)是专门⽤来传送地址的,由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O端⼝,所以地址总线总是单向三态的,这与数据总线不同。

地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间⼤⼩。

控制总线:控制总线(Control Bus,简称CB)主要⽤来传送控制信号和时序信号。

控制总线的传送⽅向由具体控制信号⽽定,⼀般是双向的,控制总线的位数要根据系统的实际控制需要⽽定。

其实数据总线和控制总线可以共⽤。

⽽按照CPU内外来分类,总线则可以分为内部总线和外部总线:内部总线:在CPU内部,寄存器之间和算术逻辑部件ALU与控制部件之间传输数据所⽤的总线称为⽚内部总线。

外部总线:通常所说的总线指⽚外部总线,是CPU与内存RAM、ROM和输⼊/输出设备接⼝之间进⾏通讯的通路,也称系统总线。

什么是微型计算机的系统总线

什么是微型计算机的系统总线

1.什么是微型计算机的系统总线?说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。

【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。

(1)数据总线(DB):用来传送数据,主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。

16位机有16条数据总线,32位机有32条。

数据总线是双向的。

(2)地址总线(AB):用来传送地址。

主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备,或从外存储器传送地址至内存储器等。

地址总线的多少决定了系统直接寻址存储器的范围,如8086的地址总线有20条,可以寻找从00000H-FFFFFH共220=1M个存储单元,可以寻址64K个外设端口。

地址总线是单向的。

(3)控制总线(CB):用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。

2.8086CPU具有20 条地址线,可直接寻址(220=)1MB 容量的内存空间,在访问I/O端口时,如果使用地址线16条,最多可寻址(216=)64K 个I/O端口。

3.8086CPU的数据外总线宽度为16 位,指令缓冲器为 6 个字节,选通存储器或I/O接口的信号是;8088CPU的数据外总线宽度为8 位,指令缓冲器为 4 个字节,选通存储器或I/O 接口的信号是。

4.解释逻辑地址、偏移地址、有效地址、物理地址的含义,8086存储器的物理地址是如何形成的?怎样进行计算?【解答】逻辑地址:表示为段地址:偏移地址书写程序时用到,一个存储单元可对应多个逻辑地址;偏移地址:是某一存储单元距离所在逻辑段的开始地址的字节个数。

有效地址:是指令中计算出的要访问的存储单元的偏移地址。

物理地址:是CPU访问存储器时用到的20位地址,是存储单元的唯一的编号。

物理地址计算公式:物理地址= 段地址×10H+有效地址(或偏移地址)5.已知堆栈段寄存器(SS)=2400H,堆栈指针(SP)=1200H,计算该堆栈栈顶的实际地址,并画出堆栈示意图。

微处理器CPUCPU的内部和外部结构微处理器级总线

微处理器CPUCPU的内部和外部结构微处理器级总线
Base Register 计数器Count Register
数据寄存器Data Register
存放数据
2.4 微处理器的寄存器组织
2.地址指针和变址寄存器(4个)


SP
地 址
BP

SI
存 器
DI
堆栈指针寄存器Stack Pointer 基址指针寄存器Base Pointer 源变址寄存器Source Index 目的变址寄存器Destination Index
均为16位,也能存放数据
2.4 微处理器的寄存器组织
二.段寄存器
在微机系统的内存中通常存放着三类信息: 代码(指令码) 指示CPU执行何种操作。 数据(数值、字符等) 程序处理的对象或结果。 堆栈信息 被保存的返回地址和中间结果等。
代码段 数据段 堆栈段
2.4 微处理器的寄存器组织
8086/8088CPU有4个段寄存器。
四.控制寄存器(2个)
1.指令指针寄存器(IP:Instruction Pointer )(16位)
指令指针寄存器相当于一般微处理器中的程
序计数器(PC:Program Counter )。
它始终指向CPU下一条要取指令所在存贮器单 元的偏移地址(段地址由CS提供)。
用户不能更改IP的值,只有CPU执行转移指令, 子程序调用指令和子程序返回指令以及中断处理 时,IP才作相应的改变。
2.2 微处理器的内部结构
指令寄存器(IR)
保存从存储器中读入的当前要执行的指令。
指令译码器(ID)
对指令寄存器中保存的指令进行译码分析。
控制逻辑部件
根据ID对指令的译码分析,发出相应的一系 列的节拍脉冲和电位(控制信号),去完成指令 的所有操作。

微机原理的三种总线和CPU的寻址方式完美版

微机原理的三种总线和CPU的寻址方式完美版

高8位
低8位
CPU 奇存储体
A0~A18
A0~A18
1
0
偶存储体
8、8086与奇偶存储体连接图
低8位数据
高8位数据
① CPU的A1~A19与奇偶存储体的A0~A18对应 相连,同时选通某字对应的高、低字节存储单元;
②A0低电位选中偶存储体,输入/出该字的低8位数据; ③BHE低电位选中奇存储体输入/出该字的高8位数据。
2.3 试说明段寄存器的作用。 答:8086微处理器中的16位寄存器,用来存放对应的存储段的 段基值—段起始地址的高16位。通过段寄存器值和指令中给出 的16位段内偏移量,可得出存储器操作数的物理地址(20位)。
2.4 试说明8086的引脚信号中M/IO、DT/R、RD、WR、ALE和BHE 的作用。 答:8086的引脚信号中 M/IO*的作用是,存储器/I/O选择信号(输出)。用于区分当前 操作是访问存储器还是访问I/O端口。若该引脚输出高电平,表示 访问存储器;若输出低电平,表示访问I/O端口。 DT/R*的作用是,数据发送/接收信号(输出)用于指示数据 传送的方向,高电平表示CPU发送数据,低电平表示CPU接收数据。 该信号常用于数据缓冲器的方向控制。(T) RD*的作用是,读控制信号(三态输出),低电平有效时, 表示CPU正从存储器或I/O端口读取信息。 WR*的作用是,写控制信号(三态、输出),低电平有效。有 效时表示CPU正将信息写入存储器或I/O端口。 ALE的作用是,地址锁存允许,高电平有效。有效时表示地址 线上的地址信息有效。 BHE*的作用是,数据总线高8位输出允许 / 状态S7信号。在 总线周期的T1时刻,为数据总线高8位允许信号BHE,低电平有效, 有效时允许高8位数据在D15—D8总线上传送。

微型计算机系统的总线结构

微型计算机系统的总线结构
息的通路,用来连接CPU内部的各逻辑部件。 系统总线:又称外部总线。用于连接微型计算
机内的CPU、存贮器及I/O接口电路。 通信总线:用于各微型计算机系统之间或微型
计机系统与其它系统之间的通信。 通常所说的总线是指系统总线。
2
主机箱
主板(CPU、芯片组、 BIOS、RAM 等)
总线插槽 显示卡
硬盘 光驱
数据从CPU送往存贮器或I/O接口电路称为 CPU写数或存数。
读(取)写(存)数据的过程又统称为访问。 存贮器分为内存与外存。CPU不直接与外存打 交道。
8
二、操作方式
CPU把一条指令分解成若干个步骤完成。
取指 控制器发出指令地址及控制信号,将需要执行的
那条指令从存储器取出送到控制器,这一过程称为
地址总线一般是单向的。
6
数据总线 用来传送数据。数据总线的宽度决定 了一次最多可传送的数据位数。数据总线是双向的。 控制总线 用于传送控制信号和状态信号,使各部 件能协调动作。
7
1.3.2 系统运行过程的名词概念 一、 读/写数
数据从存贮器或 I/O接口电路送往CPU称为 CPU读数或取数。读是非破坏性的。
CPU通过对I/O端口进行读/写操作,实现对 外设的控制。
I/O接口结构示意图
AB
地址
C
译码
I/O端口1

P
DB
数据 缓冲
I/O端口2
U
CB
控制
电路
I/O端口3

13
同一时刻有若干条指令由不同的部件同时处理, 完成不同的操作,这种操作方式称为流水方式。分步越细, 流水深度越深,CPU的性能越高,甚至,有多条流水线。
CPU 取指 1 执行 1 取指 2 执行 2 取指 3 执行 3 取指 4 执行 4

CPU的功能结构由什么组成

CPU的功能结构由什么组成

CPU的功能结构由什么组成CPU对大多数人来讲都不陌生,里面的结构,大多数人还是很陌生,现在让我们一起去看看CPU的结构。

CPU的功能结构由什么组成:从功能上看,一般CPU的内部结构可分为:控制单元、逻辑运算单元、存储单元(包括内部总线和缓冲器)三大部分。

其中控制单元完成数据处理整个过程中的调配工作,逻辑单元则完成各个指令以便得到程序最终想要的结果,存储单元就负责存储原始数据以及运算结果。

浑然一体的配合使得CPU拥有了强大的功能,可以完成包括浮点、多媒体等指令在内的众多复杂运算,也为数字时代加入了更多的活力。

CPU的逻辑单元更细一点,从实现的功能方面看,CPU大致可分为如下八个逻辑单元:指令高速缓存,俗称指令寄存器 : 它是芯片上的指令仓库,有了它CPU就不必停下来查找计算机内存中的指令,从而大幅提高了CPU的运算速度。

译码单元,俗称指令译码器 : 它负责将复杂的机器语言指令解译成运算逻辑单元(ALU)和寄存器能够理解的简单格式,就像一位外交官。

控制单元: 既然指令可以存入CPU,而且有相应指令来完成运算前的准备工作,背后自然有一个扮演推动作用的角色——它便是负责整个处理过程的操作控制器。

根据来自译码单元的指令,它会生成控制信号,告诉运算逻辑单元(ALU)和寄存器如何运算、对什么进行运算以及对结果进行怎样的处理。

寄存器: 它对于CPU来说非常的重要,除了存放程序的部分指令,它还负责存储指针跳转信息以及循环操作命令,是运算逻辑单元(ALU)为完成控制单元请求的任务所使用的数据的小型存储区域,其数据来源可以是高速缓存、内存、控制单元中的任何一个。

逻辑运算单元(ALU) : 它是CPU芯片的智能部件,能够执行加、减、乘、除等各种命令。

此外,它还知道如何读取逻辑命令,如或、与、非。

来自控制单元的讯息将告诉运算逻辑单元应该做些什么,然后运算单元会从寄存器中间断或连续提取数据,完成最终的任务。

预取单元: CPU效能发挥对其依赖非常明显,预取命中率的高低直接关系到CPU核心利用率的高低,进而带来指令执行速度上的不同。

计算机三大总线举例(全)

计算机三大总线举例(全)

内部总线、系统总线及外部总线举例一、内部总线1.I2C总线I2C(Inter-IC)总线10多年前由Philips公司推出,是近年来在微电子通信控制领域广泛采用的一种新型总线标准。

它是同步通信的一种特殊形式,具有接口线少,控制方式简化,器件封装形式小,通信速率较高等优点。

在主从通信中,可以有多个I2C总线器件同时接到I2C总线上,通过地址来识别通信对象。

2.SPI总线串行外围设备接口SPI(serialperipheral interface)总线技术是Motorola 公司推出的一种同步串行接口。

Motorola公司生产的绝大多数MCU(微控制器)都配有SPI硬件接口,如68系列MCU。

SPI总线是一种三线同步总线,因其硬件功能很强,所以,与SPI有关的软件就相当简单,使CPU有更多的时间处理其他事务。

3.SCI总线串行通信接口SCI(serialcommunication interface)也是由Motorola公司推出的。

它是一种通用异步通信接口UART,与MCS-51的异步通信功能基本相同。

二、系统总线1.ISA总线ISA(industrial standard architecture)总线标准是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统总线标准,所以也叫AT总线。

它是对XT总线的扩展,以适应8/16位数据总线要求。

它在80286至80486时代应用非常广泛,以至于现在奔腾机中还保留有ISA总线插槽。

ISA总线有98只引脚。

2.EISA总线EISA总线是1988年由Compaq等9家公司联合推出的总线标准。

它是在ISA 总线的基础上使用双层插座,在原来ISA总线的98条信号线上又增加了98条信号线,也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。

在实用中,EISA总线完全兼容ISA总线信号。

3.VESA总线VESA(video electronics standard association)总线是 1992年由60家附件卡制造商联合推出的一种局部总线,简称为VL(VESA local bus)总线。

电脑硬件CPU的工作原理解析

电脑硬件CPU的工作原理解析

电脑硬件CPU的工作原理解析电脑CPU(中央处理器)是电脑硬件中最重要的组件之一。

它是电脑的大脑,执行指令并处理数据。

本文将详细探讨电脑CPU的工作原理。

通过本文的阐述,我们将了解到CPU是如何工作的以及它的工作原理。

CPU的组成部分CPU由两个主要部分组成:控制单元(CU)和算术逻辑单元(ALU)。

控制单元协调并控制ALU的操作,并通过内部总线连接其他CPU组件,例如寄存器和缓存。

ALU执行算术和逻辑运算,例如加法、减法、乘法和比较。

CPU的工作原理CPU的工作原理是一个复杂的过程。

它需要执行三个基本操作:取指令、解码指令和执行指令。

取指令阶段当CPU需要执行一条指令时,它从内存中读取指令并将其存储在一个特殊的寄存器中。

这个寄存器称为程序计数器(PC)。

PC跟踪下一条将要执行的指令的内存地址。

解码阶段CPU从程序计数器中读取指令并在控制单元中进行解码。

在这个阶段,CPU将指令翻译成为具体的操作并确定操作所需的数据类型和寄存器。

执行阶段在程序从指令中读取和解码后,CPU在ALU中执行实际的操作。

对于算术运算,CPU会将所需的数据从寄存器中读取出来并将它们送入ALU执行所需的操作。

对于逻辑运算,CPU将相应的值加载到寄存器并将其送入ALU,执行操作并存储结果。

总线CPU还通过总线连接到其他组件。

总线是一种传输数据和电源信号的方式,使CPU可以与内存、输入/输出设备和其他组件交换信息。

总线被分为三种类型:地址总线、数据总线和控制总线。

地址总线传输指向内存地址的数字信号。

数据总线传输二进制数据。

控制总线传输控制信息,例如时钟信号、读写信号和中断信号。

缓存为了提高CPU的性能,现代CPU还包括缓存。

缓存是一种快速存储器,存储CPU频繁访问的指令和数据。

缓存是一种快速的存储器,因为它可以更快地访问数据,而不需要访问更慢的内存。

结论CPU是电脑硬件中最重要的组件之一,并负责执行指令和处理数据。

CPU由控制单元和算术逻辑单元组成。

微机原理考试题目及知识点整理

微机原理考试题目及知识点整理

填空题知识点整理1.CPU的读写操作、微处理器的性能指标:参考填空题6、7、8。

2.中断响应中两个总线周期。

p160主要是对于时序图的理解,熟悉书中160页内容,理解两个总线周期的作用。

第一个周期8259A收到外设的中断请求(IR0~IR7),分析请求并向CPU请求中断(INT),CPU做出响应(INTA*),锁住总线(LOCK*),8259A在级联方式时选择从片(CAS0~CAS2,输出被响应中断的从8259A 的编码);第二个周期CPU发出第二个响应(INTA*),8259A把中断向量号送上数据总线(D0~D7),CPU利用向量号执行中断程序。

主要理解其中“4)8259A收到第一个INTA有效信号后,使最高优先权的ISR置位,对应的IRR复位”即进入中断服务状态,“5)8259A在收到第二个INTA有效时,把中断向量号送上数据总线,供CPU读取”即让CPU处理中断。

补充:关于中断还可能会考查关于中断级联的问答题,要求画出连接:3.三大总线,DB和AB决定什么。

p7微机三大总线包括地址总线、数据总线和控制总线,是微处理器与存储器与I/O接口之间信息传输的通路。

地址总线(AB):由微处理器向外设的单向总线,用以传输微处理器将要访问的外设的地址信息。

地址线的数量决定了系统直接寻址空间的大小。

数据总线(DB):微处理器与外设间数据传输线,为双向总线。

读操作时,外设将数据输入微处理器,写操作时,微处理器将数据输出外设。

数据线的数量决定了一次可传输数据的位数。

控制总线(CB):双向总线,用于协调系统中个部件的操作,有些信号线将微处理器的控制信号或状态信号送往外界,有些信号线将外界的请求或联络信号送往微处理器。

控制总线决定总线功能强弱与适应性的好坏。

4.DMA及相关。

其传送过程涉及的信号。

p140、p151、p189~p193直接存储器存取DMA是一种外设与存储器之间直接传输数据的方法,适用于需要数据高速大量传送的场合。

三大总线的基本概念

三大总线的基本概念

三大总线的基本概念随着计算机技术的不断发展,计算机系统中的各个组件之间的通信变得越来越重要。

为了实现高效的数据传输,计算机系统中引入了多种总线,其中最常见的就是数据总线、地址总线和控制总线。

这三种总线通常被称为三大总线,它们在计算机系统中扮演着至关重要的角色。

数据总线数据总线是计算机系统中的一种通信总线,用于传输数据。

它是计算机系统中最重要的总线之一,因为在计算机系统中,所有的数据都是通过数据总线进行传输的。

数据总线的宽度通常是8位、16位、32位或64位,这取决于计算机系统中使用的数据宽度。

数据总线的宽度越大,传输数据的速度越快。

数据总线的传输速率通常是以每秒字节(Bps)或每秒位(bps)计算的。

地址总线地址总线是计算机系统中的一种通信总线,用于传输内存地址。

它是计算机系统中的另一种重要总线,因为在计算机系统中,所有的数据都是存储在内存中的,而地址总线则是用于寻址内存单元的。

地址总线的宽度决定了计算机系统可以寻址的内存单元数量,因为地址总线的宽度越大,寻址范围就越大。

地址总线的宽度通常是8位、16位、32位或64位,这取决于计算机系统中使用的内存容量。

控制总线控制总线是计算机系统中的一种通信总线,用于传输控制信号。

它是计算机系统中的第三个重要总线,因为它用于控制计算机系统中的各个组件的操作。

控制总线通常包括三个信号:时钟信号、复位信号和中断信号。

时钟信号用于同步计算机系统中的各个组件的操作,复位信号用于将计算机系统恢复到初始状态,中断信号用于通知CPU 有外部事件需要处理。

总线的重要性总线在计算机系统中扮演着至关重要的角色,因为它们是计算机系统中各个组件之间的桥梁。

总线的作用是将计算机系统中的各个组件连接起来,使它们能够相互通信。

总线的速度和带宽决定了计算机系统的整体性能,因为它们直接影响了计算机系统中的数据传输速度和内存访问速度。

因此,总线的设计和优化对于计算机系统的性能和稳定性都非常重要。

CPU的功能组成及性能参数

CPU的功能组成及性能参数

CPU的功能组成及性能参数CPU(中央处理器)是一台计算机中最重要的部件之一,它负责执行计算机指令并控制计算机的操作。

CPU的功能组成和性能参数有许多,下面将详细介绍。

一、功能组成:1. 控制单元(Control Unit):控制单元负责解析和执行计算机指令。

它包括指令寄存器、程序计数器和指令译码器等组成部分。

控制单元根据指令的要求发出相关的控制信号,使CPU中的其他部件工作。

2. 算术逻辑单元(Arithmetic Logic Unit, ALU):算术逻辑单元是执行计算和逻辑操作的核心部件。

它包括加法器、逻辑门和运算控制电路等,用于执行算术运算(加法、减法等)和逻辑运算(与、或、非等)。

3. 寄存器(Register):寄存器是存储器件,用于保存临时数据和指令。

常见的寄存器包括累加器(用于存储计算结果)、通用寄存器(存储临时数据)和程序计数器(存储当前指令地址)等。

4. 缓存(Cache):缓存是位于CPU和主存之间的一级高速存储器。

它能够暂时存储最常用的数据和指令,以加快CPU对这些数据和指令的访问速度。

5. 数据总线(Data Bus):数据总线是CPU内部用于传送数据的通道。

它负责将数据从一个部件传送到另一个部件。

数据总线的宽度决定了CPU能够同时传送的数据位数,也就是数据的带宽。

6. 地址总线(Address Bus):地址总线是CPU内部用于传送地址的通道。

它负责将计算机内存的地址传送给主存储器,以便读取或写入数据。

7. 控制总线(Control Bus):控制总线是CPU内部用于传送控制信号的通道。

它负责将控制信号传送到相关的部件,以使它们按照指令要求工作。

二、性能参数:1. 主频(Clock Speed):主频指的是CPU的振荡频率,也被称为时钟频率。

它表示CPU每秒钟执行指令的次数,常用单位是赫兹(Hz)。

主频越高,CPU的工作速度越快。

2. IPC(Instructions Per Cycle):IPC表示每个时钟周期内执行的指令数。

微机原理考试题目及知识点整理

微机原理考试题目及知识点整理

填空题1.8086CPU内部按功能可分为总线接口单元和执行单元两个独立单元。

它们各自的主要功能是负责CPU对存储器和外设的访问和负责指令的译码、执行和数据的运算。

p17、p181.2.8088的逻辑结构。

参考p18的图2-2及上下文。

主要是理解总线接口单元及执行单元的作用, 分别执行哪些操作。

3.地址加法器的作用(p23):将逻辑地址中的16位段地址左移二进制4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”), 然后与偏移地址相加获得20位物理地址, 以进行寻址。

4.中断相关、中断向量、中断向量号计算。

p156中断相关参考知识点14, 对于中断向量可参考填空题11题。

主要是中断向量号计算, 依照公式中断向量的地址(物理地址)=中断类型号(n)×4来计算地址或类型号(也叫向量号), 以及写出中断入口地址。

这里举个例子(不是老师给的题): PC机采用向量中断方式处理8级中断, 中断号依次为08H~0FH, 在RAM0:2CH单元开始依次存放23H、FFH、00H和F0H四个字节, 该向量对应的中断号以及中段程序入口是5.解答:每个中断向量在中断向量表中占4个字节。

低16位存放中断程序的偏移地址IP, 高16位存放中断程序的段地址CS。

对于本题, 中断类型号: 2CH除以4得0BH;中断程序入口地址CS:IP为F000:FF23H。

这里要注意除法运算的进制问题, 以及入口地址的书写。

6.六个周期及相互关系、五个地址。

p98、p23六个周期(p98):指令周期: 一条指令取值、译码到执行完成的过程。

包含多个总线周期。

总线周期也称机器周期: 伴有数据交换的总线操作。

包含多个时钟周期。

时钟周期: CPU进行不同的具体操作, 处于不同的操作状态。

时间长度为时钟频率的倒数。

空闲周期:时钟周期的一种, 一般是芯片空闲时所处的状态, CPU在此状态进行内部操作, 没有对外操作。

等待周期:时钟周期的一种, 一般是芯片等待是所处的状态, CPU在等待周期维持之前的状态不变, 直到满足某种条件进入下一个时钟周期。

cpu的三大总线

cpu的三大总线

计算机中明白这三者的关系,我们就能很轻松理解计算的运行原理。

首先硬盘是我们存放大量数据的根源,他不会掉电丢失,内存的容量有限,但是读写速度快,但是他上面存放的数据掉电就会丢失。

而cpu 才是我们的核心,任何代码的执行,文件的读写都必须经过cpu.并且他只能一次执行一条指令。

那么我们怎么将海量的硬盘数据到cpu 上去解释执行的呢?首先,当系统启动时,内核(内存)会一次性从硬盘上读取大量的数据到内存上去存放(缓存),然后cpu 在从内存上一句一句的翻译执行,并将结果存放到内存中,当存放数据达到一定程度,在一次性搬回硬盘上,为什么cpu 不直接从硬盘读取,而用一个内存做中转呢?因为,cpu 他只是解释执行器,不能存放数据,他必须执行一句,在从别的地方搬运一句,这样速度很慢,更何况直接从硬盘上搬数据本来就很慢。

这个时候内存就起作用了,内存可以一次性从硬盘上读写大量数据暂存到内存中,而内存的读写数度非常快,是硬盘的n 倍,因此cpu 直接从内存读写就增加了效率。

那为什么我们不将数据直接存放在内存上,这样比存到硬盘上不是更快么?因为内存本身的属性决定内存不能做的很大,存放数据有限,而且掉电数据就丢失。

因此,必须将得到的数据存到硬盘上。

其次,内存与硬盘上的数据怎么进行交换的呢?在内存与数据之间有三大总线,用来控制cpu和内存之间的数据读写,首先控制总线是用来决定数据是从内存到cpu ,还是从cpu 到内存(两者不能同时进行的原因是,cpu 同时只能处理一件事情)。

数据总线是用来在内存中传递数据的。

地址总线是用来告诉数据来自内存中的哪一个地址,该存放到哪一个单元的。

问题:一个32位的系统,内存最大不能超过多大呢?一根地址总线,在物理上只能表示两种状态,要么高电平,要么低电平。

如果分别用这两个状态表示内存,也最多只能标记两个单元。

32位的系统,有32根地址线,也就是最多 C P U 内 存 硬 盘 控制总线 数据总地址总线2个内存单元,也就是4G,当32位的系统,内存超过4G时就不能别识别或者只能标记32控制了。

CPU总线和DMA存储直接访问的理解

CPU总线和DMA存储直接访问的理解

CPU总线和DMA存储直接访问的理解CPU总线1. CPU总线分为数据总线、地址总线、控制总线。

2. 数据总线a. 数据总线是CPU与存储器、CPU与I/O接⼝设备之间传送数据信息(各种指令数据信息)的总线,这些信号通过数据总线往返于CPU与存储器、CPU与I/O接⼝设备之间,因此,数据总线上的信息是双向传输。

b. 数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据的传送速度。

c. 每条传输线⼀次只能传输⼀位⼆进制数据。

(8根数据线⼀次可传送⼀个⼋位⼆进制数据,即⼀个字节。

)d. 数据总线是数据线数据之和。

3.地址总线a. 地址总线是⼀种计算机总线,是CPU或DMA(存储器直接访问)能⼒的单元,⽤来沟通这些单元想要访问(读取/写⼊)计算机内存组件/地⽅的物理地址,即地址总线是CPU与内存、DMA与外设或其他器件之间的数据传送的通道。

b. CPU通过地址总线来指定存储单元。

c. 地址总线决定了CPU所能访问的最⼤内存空间的⼤⼩。

(10根地址线所能访问的最⼤的内存为1024位⼆进制数据)d. 地址总线是地址数据之和。

4. 控制总线a. 控制总线主要⽤来传送控制信号和时序信号。

控制信号中,有的是微处理器送往存储器和输⼊输出设备接⼝电路的,如读/写信号,⽚选信号、中断响应信号等。

b. CPU通过控制总线对外部器件进⾏控制。

c. 控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能⼒。

d. 控制总线是控制线数据之和。

DMA(存储器直接访问)1.定义DMA是⼀种⾼速的数据传输操作,DMA在DMA控制器的控制下,实现让存储器与外设、外设与外设之间直接交换数据,中间不需要经过CPU的累加器中转,并且内存地址的修改、传送完毕的结束报告都是由硬件电路(DMA控制器)实现的,CUP除了在数据传输开始和结束时进⾏中断处理外,在整个传输过程中CPU都可以和输⼊输出处于并⾏操作状态,⼀个DMA传送只需要执⾏⼀个DMA周期,相当于⼀个总线读写周期。

计算机体系结构了解处理器存储器和总线的工作原理

计算机体系结构了解处理器存储器和总线的工作原理

计算机体系结构了解处理器存储器和总线的工作原理计算机体系结构是指计算机系统中各个组成部分之间的关系和交互方式。

其中,处理器、存储器和总线是构成计算机体系结构的重要组成部分,它们的工作原理直接影响着计算机系统的性能和功能。

本文将详细介绍处理器、存储器和总线的工作原理。

一、处理器处理器是计算机系统的核心,它负责执行计算机指令并进行各种数据处理操作。

处理器通常由控制单元、算术逻辑单元、寄存器和运算器等部件组成。

控制单元是处理器的指挥中心,负责解析和执行指令。

它从内存中获取指令,并根据指令的类型和操作码来控制其他部件的工作。

控制单元通过时钟信号来同步各个部件的操作。

算术逻辑单元(ALU)负责进行各种算术和逻辑运算。

比如,加法、减法、乘法、除法等数学运算,以及与、或、非、异或等逻辑运算。

ALU通过运算器从寄存器或内存中获取操作数,并将结果保存在寄存器或内存中。

寄存器是处理器内部用于存储临时数据的高速存储器。

寄存器的容量很小,但存取速度极快。

处理器使用寄存器来暂存指令和数据,加速数据的处理过程。

运算器是处理器的一个重要组成部分,它由ALU和寄存器组成。

运算器从寄存器或内存中读取操作数,经过ALU运算后,将结果保存在寄存器或内存中。

处理器还包括指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)等重要部件。

指令寄存器用来存储当前正在执行的指令,程序计数器用来存储下一条指令的地址。

二、存储器存储器是计算机系统中用于存储程序和数据的设备,分为主存储器和辅助存储器两种。

主存储器(内存)是计算机系统中最重要的存储器,主要用来存储正在运行的程序和数据。

主存储器以字节为单位进行寻址,每个字节都有唯一的地址。

存储器中的数据可以被CPU直接读取和写入。

辅助存储器(外存)用于存储大量的程序和数据,如硬盘、光盘、磁带等设备。

辅助存储器的容量通常比主存储器大得多,但其访问速度相对较慢。

计算机在运行程序时,需要将程序和数据从辅助存储器复制到主存储器中进行处理。

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计算机中明白这三者的关系,我们就能很轻松理解计算的运行原理。

首先硬盘是我们存放大量数据的根源,他不会掉电丢失,内存的容量有限,但是读写速度快,但是他上面存放的数据掉电就会丢失。

而cpu 才是我们的核心,任何代码的执行,文件的读写都必须经过cpu.并且他只能一次执行一条指令。

那么我们怎么将海量的硬盘数据到cpu 上去解释执行的呢?
首先,当系统启动时,内核(内存)会一次性从硬盘上读取大量的数据到内存上去存放(缓存),然后cpu 在从内存上一句一句的翻译执行,并将结果存放到内存中,当存放数据达到一定程度,在一次性搬回硬盘上,为什么cpu 不直接从硬盘读取,而用一个内存做中转呢?
因为,cpu 他只是解释执行器,不能存放数据,他必须执行一句,在从别的地方搬运一句,这样速度很慢,更何况直接从硬盘上搬数据本来就很慢。

这个时候内存就起作用了,内存可以一次性从硬盘上读写大量数据暂存到内存中,而内存的读写数度非常快,是硬盘的n 倍,因此cpu 直接从内存读写就增加了效率。

那为什么我们不将数据直接存放在内存上,这样比存到硬盘上不是更快么?
因为内存本身的属性决定内存不能做的很大,存放数据有限,而且掉电数据就丢失。

因此,必须将得到的数据存到硬盘上。

其次,内存与硬盘上的数据怎么进行交换的呢?在内存与数据之间有三大总线,用来控制cpu
和内存之间的数据读写,首先控制总线是用来决定数据是从内存到cpu ,还是从cpu 到内存(两者不能同时进行的原因是,cpu 同时只能处理一件事情)。

数据总线是用来在内存中传递数据的。

地址总线是用来告诉数据来自内存中的哪一个地址,该存放到哪一个单元的。

问题:一个32位的系统,内存最大不能超过多大呢?
一根地址总线,在物理上只能表示两种状态,要么高电平,要么低电平。

如果分别用这两个状态表示内存,也最多只能标记两个单元。

32位的系统,有32根地址线,也就是最多 C P U 内 存 硬 盘 控制总线 数据总地址总线
2个内存单元,也就是4G,当32位的系统,内存超过4G时就不能别识别或者只能标记32
控制了。

这个32根地址总线的编码就是地址。

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