第二章信息在計算機內(nèi)的表示-經(jīng)濟管理教學(xué)中心門戶網(wǎng)站后臺

1、2.2 CPU的結(jié)構(gòu)與原理,,目錄,,指令與指令系統(tǒng),2,,CPU的性能指標(biāo),3,,CPU的結(jié)構(gòu),1,返回,2.2.1 CPU的結(jié)構(gòu),CPU實物圖,一是內(nèi)含處理器電路的硅芯片。,CPU的物理結(jié)構(gòu),任何CPU都由兩個主要部分組成。,二就是承載芯片用的電路板，它負責(zé)芯片和外界的一切通訊，并決定這一顆芯片的時鐘頻率。,CPU的物理結(jié)構(gòu)圖示,計算機的原理,馮 ? 諾依曼-----“計算機之父”,馮 ? 諾依曼計算機原理 ----

2、-“存儲程序控制”,計算機的原理,馮?諾依曼計算機原理-----“存儲程序控制”,程序是一個指令序列；,指令與數(shù)據(jù)都用二進制表示，預(yù)先存放在存儲器內(nèi)；,計算機工作時，CPU從內(nèi)存取出指令和數(shù)據(jù)，按指令的規(guī)定，對數(shù)據(jù)進行運算處理，直到程序完成為止。,中央處理器的概念,中央處理器是計算機的核心部分，主要由運算器、控制器和寄存器組組成。,運算器：用來對數(shù)據(jù)進行各種算術(shù)和邏輯運算。也稱為執(zhí)行單元。,控制器：是計算機硬件系統(tǒng)的指揮中心，它的作用是

3、控制程序的執(zhí)行，確保各個部件協(xié)調(diào)一致，有條不紊地完成各種操作。,寄存器組：臨時存放數(shù)據(jù)。,中央處理器的結(jié)構(gòu)圖,計算機工作原理,計算機的基本工作原理為存儲程序和執(zhí)行指令。,運算器,控制器,存儲器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,,,,,CPU,,,,,,控制指令,,控制指令,,取數(shù)據(jù),,存數(shù)據(jù),,,返回,2.2.2 指令與指令系統(tǒng),指令與指令系統(tǒng),◆ 指令：是用來規(guī)定

4、 和 的一個二進制位串。,◆ 指令的格式：,計算機執(zhí)行的操作,操作對象所在存儲位置,指令與指令系統(tǒng),操作數(shù)地址：指出該指令所操作的數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)所在的存儲單元的地址。,操作碼：是用來指出計算機應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個二進制代碼。,指令執(zhí)行周期,1 取指令,4 修改指令計數(shù)器,3 執(zhí)行指令,2 指令譯碼,指令的執(zhí)行過

5、程,,（1）CPU訪問存儲器取得一條指令并放入指令寄存器。,（2）控制器對指令中的操作碼進行譯碼。,（3）計算出所使用的操作數(shù)的地址，從寄存器或存儲器中取得操作數(shù)。,（4）運算器按照指令操作碼的規(guī)定，對操作數(shù)完成規(guī)定的運算處理。,（5）需要時，把運算結(jié)果保存到指定的寄存器或內(nèi)存單元。,（6）修改指令地址，供執(zhí)行下一條指令時使用。,指令的執(zhí)行過程,指令系統(tǒng),指令系統(tǒng)：CPU能執(zhí)行的全部指令之和。,每一種CPU都有它自己獨特的一組指令。,指

6、令系統(tǒng)中有數(shù)以百計的指令：數(shù)據(jù)傳送指令算術(shù)運算指令邏輯運算指令移位和位操作指令控制轉(zhuǎn)移指令I(lǐng)/O指令,處理器的兼容性,Pentium系列處理器,IBM公司的Power PC微處理器,,,,,不兼容,Pentium系列處理器,AMD或Cyrix公司的微處理器,,,,,兼容,返回,2.2.3 CPU的性能指標(biāo),CPU的性能指標(biāo)（1）,CPU的性能主要表現(xiàn)在程序執(zhí)行速度的快慢。,字長（位數(shù)）,主頻（CPU時鐘頻率）,指CPU中定