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2019年上半年 上午试卷 综合知识
第 6 题
知识点 CPU的组成   指令的执行过程   CPU   指令  
关键词 CPU   指令  
章/节 硬件基础知识  
 
 
计算机执行程序时,CPU中( )的内容总是一条指令的地址。
 
  A.  运算器
 
  B.  控制器
 
  C.  程序计数器
 
  D.  通用寄存器




 
 
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  第21题    2013年上半年  
对于容量为32KX32位、按字编址(字长为32)的存储器,其地址线的位数应为(21)。

  第5题    2022年下半年  
将操作数包含在指令中的寻址方式称为( )。

  第7题    2010年下半年  
设内存按字节编址,若8K×8bit存储空间的起始地址为7000H,则该存储空间的最大地址编号为(7)。

 
知识点讲解
· CPU的组成
· 指令的执行过程
· CPU
· 指令
 
        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。
 
        指令的执行过程
        通常一条指令的执行可分为以下步骤。
        (1)按指令指针计数器(IP)中的地址从内存读得一条指令存入CPU中的指令寄存器。
        (2)指令寄存器的指令经译码(与时序电路配合)有序地发出步骤(3)~步骤(6)的控制信号。
        (3)计算操作数的地址。
        (4)从该地址读出操作数。
        (5)执行本指令的运算操作。
        (6)保存结果。
        (7)计算下条指令的地址并存入指针计数器(IP),转到步骤(1)进行下条指令的执行过程。
 
        CPU
        CPU即中央处理器,它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然,这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件(如内存)的协同工作的基础上的。单就CPU而言,考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数,等。
 
        指令
        指令是指挥计算机完成各种操作的基本命令。
        (1)指令格式。计算机的指令由操作码字段和操作数字段两部分组成。
        (2)指令长度。指令长度有固定长度的和可变长度的两种。有些RISC的指令是固定长度的,但目前多数计算机系统的指令是可变长度的。指令长度通常取8的倍数。
        (3)指令种类。指令有数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令等类型。



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