知识点1-中央处理单元CPU

中央处理单元CPU

1、计算机系统硬件基本组成
计算机的基本硬件系统由 运算器、控制器、存储器、输入设备 和 输出设备 5大部件组成。运算器和控制器等部件被统称为中央处理单元CPU，CPU是硬件系统的核心。

2、CPU的功能
(1) 程序控制。CPU通过执行命令来控制程序的执行顺序。
(2) 操作控制。一条指令功能的实现需要若干操作信号配合来完成，CPU产生每条指令的操作信号并将操作信号送往对应的部件，控制相应的部件按指令的功能要求进行操作。
(3) 时间控制。CPU对各种操作进行时间上的控制，即指令执行过程中操作信号的出现时间、持续时间及出现的时间顺序都需要进行严格控制。
(4) 数据处理。CPU通过对数据进行算术运算及逻辑运算等方式进行加工处理，数据加工梳理的结果被人们所利用。所以对数据的加工处理也是CPU最基本的任务。

3、运算器
运算器由 算术逻辑单元(ALU)、累加寄存器(AC)、数据缓冲寄存器(DR)、状态条件寄存器(PSW) 等组成。
累加寄存器AC: 用于为ALU执行算术逻辑运算提供数据并暂存运算结果。

4、控制器
作用：控制器决定了计算机运行过程的自动化，它不仅要保证程序的正确执行，而且要能够处理异常事件。
控制器一般包括指令控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑和中断控制逻辑等几部分。指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)、地址寄存器(AR)、指令译码器(ID)。

5、控制器-程序计数器 PC
① 用于跟踪指令的地址（存储指令的地址）。
② 不可临时存储算术/逻辑运算结果。
③ 当指令顺序执行时，PC的值会自动加1。
④ 编写汇编语言时，程序员可访问PC。

 6、控制器-指令寄存器IR
① 指令包括操作码和地址码 (指令=操作码+地址码)，为分析执行一条指令，其操作码和地址码都应存入指令寄存器IR中。
② 指令寄存器对于用户是完全透明的（看不见的）。
③ 指令寄存器的位数取决于指令长度。