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cpu中控制器的功能是什麼

計算機硬體 閱讀(1.7W)

控制器是整個CPU的指揮控制中心,由指令暫存器IR(InstructionRegister)、程式計數器PC(ProgramCounter)和操作控制器0C(OperationController)三個部件組成,對協調整個電腦有序工作極為重要。下面是小編給大家整理的一些有關介紹,希望對大家有幫助!

cpu中控制器的功能是什麼

cpu中控制器的功能簡單介紹

(一) 運算器

1、 算術邏輯運算單元ALU(Arithmetic and Logic Unit)

ALU主要完成對二進位制資料的定點算術運算(加減乘除)、邏輯運算(與或非異或)以及移位操作。在某些CPU中還有專門用於處理移位操作的移位器。

通常ALU由兩個輸入端和一個輸出端。整數單元有時也稱為IEU(Integer Execution Unit)。我們通常所說的“CPU是XX位的”就是指ALU所能處理的資料的位數。

2、 浮點運算單元FPU(Floating Point Unit)

FPU主要負責浮點運算和高精度整數運算。有些FPU還具有向量運算的功能,另外一些則有專門的向量處理單元。

3、通用暫存器組

通用暫存器組是一組最快的儲存器,用來儲存參加運算的運算元和中間結果。

在通用暫存器的設計上,RISC與CISC有著很大的不同。CISC的暫存器通常很少,主要是受了當時硬體成本所限。比如x86指令集只有8個通用暫存器。所以,CISC的CPU執行是大多數時間是在訪問儲存器中的資料,而不是暫存器中的。這就拖慢了整個系統的速度。而RISC系統往往具有非常多的通用暫存器,並採用了重疊暫存器視窗和暫存器堆等技術使暫存器資源得到充分的利用。

對於x86指令集只支援8個通用暫存器的缺點,Intel和AMD的.最新CPU都採用了一種叫做“暫存器重新命名”的技術,這種技術使x86CPU的暫存器可以突破8個的限制,達到32個甚至更多。不過,相對於RISC來說,這種技術的暫存器操作要多出一個時鐘週期,用來對暫存器進行重新命名。

4、 專用暫存器

專用暫存器通常是一些狀態暫存器,不能通過程式改變,由CPU自己控制,表明某種狀態。

(二)控制器

運算器只能完成運算,而控制器用於控制著整個CPU的工作。

1、 指令控制器

指令控制器是控制器中相當重要的部分,它要完成取指令、分析指令等操作,然後交給執行單元(ALU或FPU)來執行,同時還要形成下一條指令的地址。

2、 時序控制器

時序控制器的作用是為每條指令按時間順序提供控制訊號。時序控制器包括時鐘發生器和倍頻定義單元,其中時鐘發生器由石英晶體振盪器發出非常穩定的脈衝訊號,就是CPU的主頻;而倍頻定義單元則定義了CPU主頻是儲存器頻率(匯流排頻率)的幾倍。

3、 匯流排控制器

匯流排控制器主要用於控制CPU的內外部匯流排,包括地址匯流排、資料匯流排、控制匯流排等等。

4、中斷控制器

中斷控制器用於控制各種各樣的中斷請求,並根據優先順序的高低對中斷請求進行排隊,逐個交給CPU處理。