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知识路径： > 计算机系统知识 > 计算机硬件知识 > 计算机系统组成和主要设备的基本工作原理 > CPU和存储器的组成、性能和基本工作原理 >
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相关知识点：6个
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运算器是计算机中用于信息加工的部件。它能对数据进行算术逻辑运算。算术运算按算术规则进行运算，如加、减、乘、除及它们的复合运算。逻辑运算一般泛指非算术性运算，例如：比较、移位、逻辑加、逻辑乘、逻辑取反及“异或”操作等。
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运算器通常由算术逻辑运算部件（ALU）和一些寄存器组成。如下图所示是一个最简单的运算器示意图。ALU是具体完成算术逻辑运算的部件。寄存器主要用于存放操作数、结果及操作数地址。累加器除了存放参加运算的操作数外，在连续运算中，还用于存放中间结果和最终结果。寄存器的数据一般是从存储器中取得，累加器的最后结果也应存放到存储器中。现代计算机的运算器中用多个寄存器，如8个、16个、32个或者更多，构成一个通用寄存器组，以减少访问存储器的次数，提高运算器的速度。
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控制器是指挥、协调计算机各大部件工作的指挥中心。控制器工作的实质就是解释、执行指令。它每次从存储器中取出一条指令，经分析译码，产生一串微操作命令，发向各个执行部件并控制各部件，使整个计算机连续地、有条不紊地工作。
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为了使计算机能够正确执行指令，CPU必须能够按正确的时序产生操作控制信号，这是控制器的主要任务。
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（1）程序计数器（PC）。又称指令计数器或指令指针（IP），在某些类型的计算机中用来存放正在执行的指令地址；在大多数机器中则存放要执行的下一条指令的地址。指令地址的形成有两种可能：一是顺序执行的情况，每执行一条指令，程序计数器加“1”以形成下条指令的地址。该加“1”计数的功能，有的机器是PC本身具有的，也有的机器是借用运算器完成的；二是在某些条件下，需要改变程序执行的顺序，这常由转移类指令形成转移地址送到PC中，作为下条指令的地址。
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（2）指令寄存器（IR）。用以存放现行指令，以便在整个指令执行过程中，实现一条指令的全部功能控制。
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（3）指令译码器。又称操作码译码器，它对指令寄存器中的操作码部分进行分析解释，产生相应的控制信号提供给操作控制信号形成部件。
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（4）脉冲源及启停控制线路。脉冲源产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的时钟脉冲，是周期、节拍和工作脉冲的基准信号。启停线路则是在需要的时候保证可靠地开放或封锁时钟脉冲，控制时序信号的发生与停止，实现对机器的启动与停机。
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（5）时序信号产生部件。以时钟脉冲为基础，产生不同指令相对应的周期、节拍、工作脉冲等时序信号，以实现机器指令执行过程的时序控制。
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（6）操作控制信号形成部件。综合时序信号、指令译码信息、被控功能部件反馈的状态条件信号等，形成不同指令所需要的操作控制信号序列。
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（7）中断机构。实现对异常情况和某些外来请求的处理。
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