CPU的基本结构和功能

CPU的功能：

　　CPU由运算器和控制器组成，其中，控制器的功能是负责协调并控制计算机各个执行程序的指令序列，包括取指令，分析指令和执行指令；运算器的功能是对数据进行加工。

　　CPU的具体功能：

　　　　1）指令控制，完成取指令，分析指令和执行指令的操作，即程序的顺序执行。

　　　　2）操作控制，一条指令往往由若干操作信号组合而成，CPU管理并生产操作信号，将其送到相应的部件。

　　　　3）时间控制，对操作加以时间上的控制。

　　　　4）数据加工，对数据进行数据与逻辑运算。

　　　　5）中断处理，对计算机运行过程中出现的异常情况和特殊请求进行处理。

CPU的基本结构：

　　1.运算器：

　　　　运算器接收从控制器送来的命令并执行相应的动作，对数据进行加工处理。运算器是计算机数据进行加工处理的中心。

　　　　1）算数逻辑运算单元（ALU）：主要功能是进行算数/逻辑运算。

　　　　2）暂存寄存器：用于暂存从主存中读来的数据，暂存寄存器对应用程序员是透明的。

　　　　3）累加寄存器（ACC）：它是一个通用寄存器，用于暂存ALU运算结果信息，可以作为加法运算的一个输入端。

　　　　4）通用寄存器组：如AX，BX，CX等，用于存放操作数（包括源操作数，目的操作数以及中间结果）和各种地址信息。

　　　　5）程序状态字寄存器（PSW）：保存由算数逻辑运算指令或测试指令的结果而建立的各种状态信息。如溢出标志（OF），符号标志（SF）等。

　　　　6）移位器：对操作数或运算结果进行移位运算。

　　　　7）计数器：控制乘除运算的操作步数。

　　2.控制器：

　　　　控制器是系统的指挥指挥中枢。控制器的基本功能是执行指令，每条指令的执行是由控制器发出的一组微操作实现的。控制器分为硬布线控制器和微程序控制器。

　　　　1）程序计数器（PC）：用于指出下一条指令在主存中的存放地址。因为程序中的指令通常都是顺序执行的，所以PC有自增功能。

　　　　2）指令寄存器（IR）：用于保存当前正在执行的那条指令。

　　　　3）指令译码器：仅对操作码字段进行译码，向控制器提供特定的控制信号。

　　　　4）存储器地址寄存器（MAR）：用于存放要访问的主存单元地址。

　　　　5）存储器数据寄存器（MDR）：用于存放向主存写入的信息或从主存读出的信息。

　　　　6）时序系统：用于产生各种时序信号。

　　　　7）微操作信号发生器：根据IR的内容，PSW的内容以及时序信号，产生控制整个计算机系统所需的各种控制信号。

注意：CPU的内部寄存器可以分为两大类：一类是用户可见的寄存器，可以对这类寄存器编程，如通用寄存器组，程序状态寄存器。

另一类是用户不可见的寄存器，对用户是透明的，不可对这类寄存器编程，如存储器地址寄存器，存储器数据寄存器，指令寄存器。