免费智能真题库 > 历年试卷 > 程序员 > 2013年下半年 程序员 上午试卷 综合知识
  第8题      
  知识点:   CPU的组成   运算器
  关键词:   运算器        章/节:   硬件基础知识       

 
构成运算器的部件中,最核心的是(8)。
 
 
  A.  数据总线
 
  B.  累加器
 
  C.  算术和逻辑运算单元
 
  D.  状态寄存器
 
 
 

 
  第7题    2009年上半年  
   44%
CPU执行算术运算或者逻辑运算时,算术逻辑运算部件(ALU)将计算结果保存在(7)中。
  第6题    2016年上半年  
   33%
CPU是一块超大规模的集成电路,主要包含(6)等部件。
  第8题    2013年上半年  
   36%
CPU执行指令时,先要根据(8)将指令从内存读取出并送入(9),然后译码并执行。
   知识点讲解    
   · CPU的组成    · 运算器
 
       CPU的组成
        CPU包括运算器、控制器、寄存器三大部分,一般被集成在一个大规模集成芯片上,是计算机的核心部件,具有计算、控制、数据传送、指令译码及执行等重要功能,它直接决定了计算机的主要性能。其主要功能部件包括以下各部分。
        1)运算器
        运算器主要完成算术运算、逻辑运算和移位操作,主要部件有算术逻辑单元ALU、累加器ACC、标志寄存器、寄存器组、多路转换器和数据总线等。
        2)控制器
        控制器实现指令的读入、寄存、译码和在执行过程中有序地发出控制信号。其主要部件如下图所示。
        
        控制器结构框图
        .程序计数器(PC):当程序顺序执行时,每取出一条指令,PC内容自动增加一个值,指向下一条要取的指令。
        .指令寄存器:用于寄存当前正在执行的指令。
        .指令译码器:用于对当前指令进行译码。
        .状态/条件寄存器:用于保存指令执行完成后产生的条件码,另外还保存中断和系统工作状态等信息。
        .时序部件:用于产生节拍电位和时序脉冲。
        有关控制器执行指令的过程参见1.4.1.4节。
        3)寄存器
        寄存器用于暂存寻址和计算过程的信息。CPU中的寄存器通常分为存放数据的寄存器、存放地址的寄存器、存放控制信息的寄存器、存放状态信息的寄存器和其他寄存器等类型。
 
       运算器
        运算器由算术逻辑单元(Arithmetic and Logic Unit,ALU)、累加寄存器、数据缓冲寄存器和状态条件寄存器等组成,它是数据加工处理部件,用于完成计算机的各种算术和逻辑运算。相对控制器而言,运算器接受控制器的命令而进行动作,即运算器所进行的全部操作都是由控制器发出的控制信号来指挥的,所以它是执行部件。运算器有如下两个主要功能。
        (1)执行所有的算术运算,例如加、减、乘、除等基本运算及附加运算。
        (2)执行所有的逻辑运算并进行逻辑测试,例如与、或、非、零值测试或两个值的比较等。
        下面简要介绍运算器中各组成部件的功能。
        (1)算术逻辑单元(ALU)。ALU是运算器的重要组成部件,负责处理数据,实现对数据的算术运算和逻辑运算。
        (2)累加寄存器(AC)。AC通常简称为累加器,它是一个通用寄存器,其功能是当运算器的算术逻辑单元执行算术或逻辑运算时,为ALU提供一个工作区。例如,在执行一个减法运算前,先将被减数取出暂存在AC中,再从内存储器中取出减数,然后同AC的内容相减,将所得的结果送回AC中。运算的结果是放在累加器中的,运算器中至少要有一个累加寄存器。
        (3)数据缓冲寄存器(DR)。在对内存储器进行读/写操作时,用DR暂时存放由内存储器读/写的一条指令或一个数据字,将不同时间段内读/写的数据隔离开来。DR的主要作用为:作为CPU和内存、外部设备之间数据传送的中转站;作为CPU和内存、外围设备之间在操作速度上的缓冲;在单累加器结构的运算器中,数据缓冲寄存器还可兼作为操作数寄存器。
        (4)状态条件寄存器(PSW)。PSW保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容,主要分为状态标志和控制标志,例如运算结果进位标志(C)、运算结果溢出标志(V)、运算结果为0标志(Z)、运算结果为负标志(N)、中断标志(I)、方向标志(D)和单步标志等。这些标志通常分别由1位触发器保存,保存了当前指令执行完成之后的状态。通常,一个算术操作产生一个运算结果,而一个逻辑操作产生一个判决。
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