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中央处理器

2023-04-15

简介

处理机中解释和执行指令的部件,简称CPU。它是计算机的核心部分,由运算器和控制器构成,既是一个按用户程序要求处理数据的部件,又是负责整个系统控制的部件。中央处理器有两种工作状态,用户程序运行时处于“目的程序状态”(简称“目态”);系统管理程序运行时则处于“管理程序状态”(简称“管态”)。

结构 运算器是计算机中执行各种算术和逻辑运算操作的部件,亦称算术逻辑部件(ALU),由寄存器、执行部件和控制电路三个部分组成。运算器的基本操作包括加、减、与、或、非、移位、比较和传送等操作。控制器规定执行指令的顺序、解释指令的操作码和地址码并根据译码要求将相应的控制信号送到运算器和其他功能部件,主要由指令寄存器、程序计数器、译码控制电路和地址形成电路四部分组成。控制器的基本操作是取指令、解释指令和形成地址、取数据和分配执行。中央处理器在结构上还包括中断系统和堆栈。中断系统由中断请求寄存器,中断屏蔽寄存器和排队优先线路组成。堆栈一般按后进先出规则存取信息,包括栈基、栈限和栈顶三个指针寄存器。

性能指标 中央处理器的主要性能指标是指令周期、字长和寄存器的数目。指令是中央处理器直接识别的机器语言的基本单位。一条运算指令一般指一种规定操作和若干操作数;一条控制指令则规定中央处理器的状态、设置或改变控制寄存器的内容。指令周期是一条指令的取出和执行所需的时间,它直接影响计算机的运算速度。字长是指参加运算的操作数的位数。计算机的字长越长,数的表示范围越大,有效数字的位数越多,计算精度越高。寄存器有通用寄存器、程序计数器、堆栈指针寄存器、控制寄存器、数据缓冲寄存器和浮点寄存器等。寄存器的数目越多,中央处理器的性能越高、指令周期越短,但结构就越复杂。

英文

central processing unit