【计算机-CPU】CPU结构与功能
1.CPU功能
1.1程序控制：经过执行指令控制程序的执行顺序；html
1.2操做控制：一条指令需若干个操做信号来完成，每条操做信号送往不一样的部件，控制相应部件完成操做。并发
时间控制：操做信号的出现时间、持续时间以及出现的时间顺序都要严格控制。google
1.3数据处理：CPU经过对数据进行算术运算及逻辑运算等方式进行加工处理，数据加工处理的结果被人们所利用。.net
1.4异常处理：数据处理和中断是CPU的本质功能。翻译
参考：http://www.noobyard.com/article/p-ntuomgue-dm.htmlCPU内部组成结构及指令执行过程htm
2.CPU的组成（CPU核）
参考：http://www.noobyard.com/article/p-vbieafwz-nc.html计算机的指令执行过程分析对象
2.1 控制器（含寄存器）
2.1.1 指令控制器：取指，译指后交给ALU或FPU执行，并造成下一条指令。blog
指令（IR指令寄存器）=操做码（译码器将操做码翻译交给操做控制器）+地址码（送到地址寄存器）；内存
参考：http://www.noobyard.com/article/p-swjixefz-kt.html一条指令在cpu中的执行流程get
2.1.2 时序控制器：为每条指令按时间顺序提供控制信号。包括时钟发生器和倍频定义单元。
CPU外频：系统时钟频率；主板上的石英振荡芯片（一般叫时钟发生器芯片）产生的电脉冲信号；
计算机其余部件有各自的时钟频率，都与外频有关，是适应和使用外频，不然没法相互同步；
倍频：之前，外频=主频；后来，系统时钟频率和主频不断提升，但其余部件受工艺影响，不能承受更高系统时钟。如何提升CPU主频，又能兼顾其余部件。内核工做频率（主频）=外频X倍频。
参考：https://wenku.baidu.com/view/0b8b6cda80eb6294dd886ca7.html CPU外频、倍频、主频浅说
2.1.3 总线控制器：控制CPU内外部总线，包括地址总线，数据总线和控制总线等。
2.1.4 中断控制器：控制各类各样的中断请求，并根据优先级高低对中断请求排队，逐个交给CPU处理。
参考：https://wenku.baidu.com/view/0eb06af7f705cc175527096c.html 控制器的做用
CU：分析当前指令所需完成的操做，并发出各类微操做命令序列，用以控制全部被控制对象。
指令译码器控制算，地址译码器控制存（读取和写入）。
OC中主要有节拍脉冲发生器、控制矩阵、时钟脉冲发生器、复位电路和启停电路等控制逻辑。
OC根据指令操做码和时序信号，产生各类操做控制信号，以便正确地创建数据通路，从而完成取指令和执行指令的控制。
参考：https://baike.baidu.com/item/%E6%93%8D%E4%BD%9C%E6%8E%A7%E5%88%B6%E5%99%A8/1921725?fr=aladdin 操做控制器
数据的流动是由什么部件控制的呢? 一般把许多数字部件之间传送信息的通路称为“数据通路”。信息从什么地方开始，中间经
过哪一个寄存器或多路开关，最后传到哪一个寄存器，都要加以控制。
2.2 运算器（含寄存器）
运算器=算术逻辑单元ALU/浮点运算单元FPU+通用寄存器组（3个寄存器）/专用寄存器（一般是状态寄存器）
通用寄存器组其中ACC为累加器，MQ为乘商寄存器，X为操做数寄存器。这三个寄存器存放不一样类别操做数。
不一样机器的运算器结构是不一样的。运算器可将运算结果从ACC送至存储器中的MDR；而存储器的操做数也能够从它的MDR送至运算器中的ACC、MQ或X。有的机器用MDR取代X寄存器。
2.3 一条指令的执行过程
1.PC存放指令的地址，在控制器的协调下，将地址送到MAR，PC与MAR有一条直接通路；
处理器从PC指向的内存区域中获取指令，PC自动加1的功能，自动造成一条指令的地址。
2.MAR送到地址总线，在控制器的协调下，到这个地址取出指令，结果送到数据总线，再送到到MDR；
3.在控制器的协调下，将MDR中的指令再送到IR；
4.把IR指令中的操做码送到CU控制单元，里面有译码器进行译码而且发出取数的操做命令，再将IR中的地址码送到MAR；
5.在控制器的协调下根据地址在主存中取出数据放在MDR，再把MDR数据送至ACC。
取指周期中从内存读出的信息流是指令流，它流向控制器，而在执行周期中从内存读出的信息流是数据流，由内存流向运算器。
指令和数据以同等地位存放在存储器内，并按地址访问。 指令由操做码和地址码组成，操做码用来表示操做的性质，地址码用来表示操做数所在存储器中的位置。 指令在存储器内按顺序存放。