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微型计算机的微处理器芯片上集成了(以下不属于计算机软件系统的是

访客3年前 (2021-09-29)网络黑客706

微电脑微处理器芯片集成控制器和运算单元;计算机系统的硬件结构主要由控制器、运算器、存储器和输入输出设备组成,其中控制器和运算器统称为中央处理器。

操作环境:Windows7系统,戴尔G3电脑。

微型计算机的微处理器芯片集成了控制器和运算单元。

计算机系统的硬件结构主要由控制器、运算器、存储器和输入输出设备四部分组成,其中控制器和运算器统称为中央处理器。简称CPU,是计算机硬件系统的指挥中心。它包括控制器和运算器两部分。控制器的作用是控制计算机各部分协同工作,而运算器负责计算机的算术和逻辑运算。

(a)算术单元

1.算术逻辑单元

ALU主要完成对二进制数据的定点算术运算(加减乘除)、逻辑运算(与或非异或)和移位运算。在一些CPU中,也有专门用于处理移位操作的移位器。

通常,ALU由两个输入和一个输出组成。整数单元有时被称为IEU(整数执行单元)。我们通常所说的“CPU是XX位”是指ALU可以处理的数据位数。

2.浮点单元

FPU主要负责浮点运算和高精度整数运算。有些浮点运算单元也有矢量运算的功能,有些则有特殊的矢量处理单元。

3.通用寄存器组

通用寄存器组是一组最快的存储器,用来存储操作数和中间结果。

RISC和CISC在通用寄存器的设计上有很大的不同。CISC通常很少寄存器,这主要受到当时硬件成本的限制。例如,x86指令集只有八个通用寄存器。所以,CISC的CPU执行大部分时间是访问内存中的数据,而不是寄存器。这降低了整个系统的速度。RISC系统往往有很多通用寄存器,使用重叠的寄存器窗口和寄存器文件来充分利用寄存器资源。

针对x86指令集只支持8个通用寄存器的缺点,英特尔和AMD最新的CPU采用了一种叫做“寄存器重命名”的技术,使得x86CPU的寄存器突破8的限制,达到32个以上。然而,与RISC相比,这种技术需要多一个时钟周期来重命名寄存器。

4.专用寄存器

特殊寄存器通常是状态寄存器,不能被程序改变,由CPU自己控制,表示某种状态。

(2)控制员

运算器只能完成运算,控制器用来控制整个CPU。

1.命令控制器

指令控制器是控制器中非常重要的一部分,它完成指令的提取和分析操作,然后提交给执行单元(ALU或FPU)执行,同时形成下一条指令的地址。

2.定时器

时序控制器的功能是按时间顺序为每个指令提供控制信号。定时控制器包括时钟发生器和倍频定义单元,其中时钟发生器从石英晶体振荡器发出非常稳定的脉冲信号,这是CPU的主频;倍频定义单元定义CPU频率是内存频率(总线频率)的数倍。

3.总线控制器

总线控制器主要用于控制CPU的内部和外部总线,包括地址总线、数据总线、控制总线等。

4.中断控制器

中断控制器用于控制各种中断请求,并将中断请求按照优先级进行排队,交给CPU逐一处理。

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