计算机组成原理笔记——CPU的结构和功能

CPU的结构

控制器的功能
取指令
分析指令——指令控制
执行指令，发出各种操作命令——操作控制
控制程序输入及结果的输出
总线管理——时间控制
处理异常情况和特殊请求——处理中断
运算器的功能
实现算术运算和逻辑运算——数据加工

CPU结构框图
CPU与系统总线
指令控制：PC、IR
操作控制、时间控制：CU、时序电路
数据加工：ALU寄存器
处理中断：中断系统

CPU寄存器

用户可见寄存器

• 通用寄存器：存放操作数，可以作为某种寻址方式所需的专用寄存器。
• 数据寄存器：存放操作数（满足各种数据类型），两个寄存器拼接存放双倍字长数据。
• 地址寄存器：存放地址，其位数满足最大的地址范围。用于特殊的寻址方式，段基值、栈指针。
• 条件码寄存器：存放条件码，可作程序分支的依据。

控制和状态寄存器

控制寄存器
PC->MAR->M->MDR->IR
控制CPU操作
MAR、MDR、IR 用户不可见
PC用户可见
状态寄存器
状态寄存器 存放条件码
PSW寄存器 存放程序状态字