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2.2 CPU 的结构与原理

2.2 CPU 的结构与原理. 3. 3. 返回. 目录. CPU 的结构. 1. 指令与指令系统. 2. CPU 的性能指标. 3. 2.2.1 CPU 的结构. CPU 实物图. CPU 的物理结构. 任何 CPU 都由两个主要部分组成 。. 一是内含处理器电路的硅芯片。. 二就是承载芯片用的电路板，它负责芯片和外界的一切通讯，并决定这一颗芯片的时钟频率。. CPU 的物理结构图示. 计算机的原理. 冯 • 诺依曼 -----“ 计算机之父 ”. 冯 • 诺依曼 计算机原理 -----“ 存储程序控制 ”. 计算机的原理.

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2.2 CPU 的结构与原理

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  1. 2.2 CPU的结构与原理

  2. 3 3 返回 目录 CPU的结构 1 指令与指令系统 2 CPU的性能指标 3

  3. 2.2.1 CPU的结构

  4. CPU实物图

  5. CPU的物理结构 • 任何CPU都由两个主要部分组成。 一是内含处理器电路的硅芯片。 二就是承载芯片用的电路板，它负责芯片和外界的一切通讯，并决定这一颗芯片的时钟频率。

  6. CPU的物理结构图示

  7. 计算机的原理 • 冯 • 诺依曼-----“计算机之父” • 冯 • 诺依曼计算机原理 -----“存储程序控制”

  8. 计算机的原理 • 冯•诺依曼计算机原理-----“存储程序控制” • 程序是一个指令序列； • 指令与数据都用二进制表示，预先存放在存储器内； • 计算机工作时，CPU从内存取出指令和数据，按指令的规定，对数据进行运算处理，直到程序完成为止。

  9. 中央处理器的概念 • 中央处理器是计算机的核心部分，主要由运算器、控制器和寄存器组组成。 • 运算器：用来对数据进行各种算术和逻辑运算。也称为执行单元。 • 控制器：是计算机硬件系统的指挥中心，它的作用是控制程序的执行，确保各个部件协调一致，有条不紊地完成各种操作。 • 寄存器组：临时存放数据。

  10. 中央处理器的结构图

  11. 返回 计算机工作原理 计算机的基本工作原理为存储程序和执行指令。 存储器 输入设备 输出设备 取数据 存数据 控制指令 运算器 控制器 控制指令 CPU

  12. 2.2.2 指令与指令系统

  13. 操作码 操作数地址 指令与指令系统 计算机执行的操作 ◆ 指令：是用来规定 和 的一个二进制位串。 操作对象所在存储位置 ◆ 指令的格式：

  14. 指令与指令系统 • 操作数地址：指出该指令所操作的数据或数据所在的存储单元的地址。 • 操作码：是用来指出计算机应执行何种操作的一个二进制代码。

  15. 指令执行周期 2 指令译码 1 取指令 4 修改指令计数器 3 执行指令

  16. 指令的执行过程 （1）CPU访问存储器取得一条指令并放入指令寄存器。 （2）控制器对指令中的操作码进行译码。 （3）计算出所使用的操作数的地址，从寄存器或存储器中取得操作数。 （4）运算器按照指令操作码的规定，对操作数完成规定的运算处理。 （5）需要时，把运算结果保存到指定的寄存器或内存单元。 （6）修改指令地址，供执行下一条指令时使用。

  17. 指令的执行过程

  18. 指令系统 • 指令系统：CPU能执行的全部指令之和。 • 每一种CPU都有它自己独特的一组指令。 • 指令系统中有数以百计的指令： • 数据传送指令 • 算术运算指令 • 逻辑运算指令 • 移位和位操作指令 • 控制转移指令 • I/O指令

  19. 返回 处理器的兼容性 Pentium系列处理器 不兼容 IBM公司的Power PC微处理器 Pentium系列处理器 兼容 AMD或Cyrix公司的微处理器

  20. 2.2.3 CPU的性能指标

  21. CPU的性能指标（1） • CPU的性能主要表现在程序执行速度的快慢。 • 字长（位数） 指CPU中定点运算器的宽度，决定了CPU可访问的存储器最大空间 • 主频（CPU时钟频率） CPU中电子线路的工作频率，它决定了CPU芯片内部数据传输与操作速度的快慢

  22. CPU的性能指标（2） • CPU总线速度 决定CPU与内存之间传输数据的速度 • 高速缓存（cache）的容量与结构 减少CPU访问内存的次数 • 指令系统 • 逻辑结构

  23. 返回 双核CPU

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