2012年软考系统分析师经典教程：中央处理器CPU

 　CPU由寄存器组、算术逻辑单元ALU和控制单元CU这3部分组成。

　　CPU的功能：

　　读取指令

　　解释指令

　　读取数据

　　处理数据

　　保存数据

　　1. 寄存器组分为两大类：

　　用户可见的寄存器，有通用寄存器、数据寄存器、地址寄存器、标志寄存器等;

　　状态寄存器，包括程序计数器PC、指令寄存器IR、存储器地址寄存器MAR、存储器缓冲寄存器MBR、程序状态字PSW。

　　2.运算器ALU：负责对数据进行算术和逻辑运算。

　　3.控制器CU：负责控制整个计算机系统的运行，读取指令寄存器、状态控制寄存器以及外部来的控制信号，发布外控制信号控制CPU与存储器、I/O设备进行数据交换;发布内控制信号控制寄存器间的数据交换;控制ALU完成指定的运算功能;管理其他的CPU内部操作。

　　控制器的实现有硬布线逻辑和微程序控制两种方案

　　中断控制机制：

　　计算机系统通常提供了中断机制，允许某一事件中止CPU正在执行的程序，转去对该事件进行处理，然后再返回原程序被中止处继续执行。其作用是提高CPU的处理效率，使CPU与I/O设备并行工作，还可以实现分时操作过程。

　　中断处理过程可分为：中断响应过程和中断服务过程。

　　中断的分类：按中断源位置可分为内部中断和外部中断;

　　按中断源的类型可分为硬件中断和软件中断;

　　按中断源的屏蔽特性可分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。

　　CPU处理中断有两种策略：中断排队和中断嵌套。

　　计算机的指令系统：

　　机器指令的格式、分类及功能:

　　CPU所完成的操作是由其执行的指令来决定的，这些指令被称为机器指令。

　　CPU所能执行的所有机器指令的集合称为该CPU的指令系统。

　　机器指令一般由操作码、源操作数、目的操作数和下一条指令的地址组成。

　　操作码指明要执行的操作;

　　源操作数是该操作的输入数据;

　　目的操作数是该操作的输出数据;

　　下一条指令地址通知CPU到该地址去取下一条将执行的指令。

　　指令系统可分为数据传送类、算术运算类、逻辑类、数据变换类、输入/输出类、系统控制类、控制权转移类等类型。

　　指令的寻址方式

　　常用的寻址方式有立即数寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址、基址寻址、变址寻址、相对寻址。

　　指令的执行过程

　　1.计算下一条要执行的指令的地址;

　　2.从该地址读取指令;

　　3.对指令译码以确定其所要实现的功能;

　　4.计算操作数的地址;

　　5.从该地址读取操作数;

　　6.执行操作;

　　7.保存结果;