1.1.2、CPU的组成

一、知识点

    CPU的主要功能：程序控制、操作控制、时间控制、数据处理、内外部中断响应处理

    CPU主要由运算器、控制器、寄存器组和内部总线等部件组成

    运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加寄存器、数据缓寄存器和状态条件寄存器等组成，是数据加工处理部件，用于完成计算机的各种算数和逻辑运算。

    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。

    指令控制逻辑要完成取指令、分析指令、执行指令的操作，其过程分为取指令、指令译码、按指令操作码执行、形成下一条指令地址等步骤。主要包括：指令寄存器、程序（指令）计数器、地址寄存器、指令译码器。其中指令译码器根据指令寄存器的内容产生各种微操作指令，控制其他部件工作；执行程序前程序（指令）计数器寄存程序的其实地址，执行程序中程序计数器对顺序执行的地址加一，转移执行的地址加上偏移量后得到；地址寄存器保存当前CPU访问内存单元的地址。

    时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。

    总线控制逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。

    中断控制逻辑用于控制各种中断请求，并根据优先级的高低对中断请求进行排队，逐个交给CPU进行处理。

    寄存器组分为专用寄存器和通用寄存器

CPU基本组成结构示意图

二、内容理解

    运算器包含算术逻辑单元、累加寄存器、数据缓冲寄存器、状态条件寄存器。我是这么理解的，ALU是总的一个概念，搞算术、逻辑运算的，其中算术运算在累加寄存器中，逻辑运算在状态条件寄存器中，缓冲寄存器是当运算需要用到内存数据的时候，从内存中取出来放到缓冲里面。

    需要注意，虽然运算器和控制器中的寄存器一般都是专用寄存器，但是累加寄存器AC是通用寄存器。它是用来存储计算产生的中间结果的，如果没有累加器，那么每次计算后都必须把结果写回到内存中然后再读回来，这样太慢了。例如执行一个减法计算前，先将被减数取出放到AC中，再从内存中取出减数，然后同AC的内容相减，将所得的结果送回AC中。运算器中至少要有一个累加器。