《中央处理单元》PPT课件.ppt
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1、第第2 2章章 微型计算机的主要部件微型计算机的主要部件F 中央处理单元中央处理单元F 微机存储器微机存储器F 输入输入/输出接口输出接口F 微型机总线微型机总线2.1 2.1 中央处理单元中央处理单元F 微处理器概述微处理器概述 一、微处理器的结构一、微处理器的结构 二、二、8 8位微处理器位微处理器F 典型微处理器简介典型微处理器简介 Pentium Pentium微处理器微处理器一、微处理器的结构一、微处理器的结构F一个微处理器主要由三部分组成,即运一个微处理器主要由三部分组成,即运算器、控制器和寄存器组。算器、控制器和寄存器组。F运算器用以完成各种指定的算术或逻辑运算器用以完成各种指定
2、的算术或逻辑运算。运算。F控制器则根据指令代码产生各种控制信控制器则根据指令代码产生各种控制信号,它们除了在处理器内部协调各部分号,它们除了在处理器内部协调各部分动作外,还提供给外部电路作控制用。动作外,还提供给外部电路作控制用。F寄存器组通常由多个寄存器组成。寄存器组通常由多个寄存器组成。二、二、8 8位微处理器位微处理器由表由表2-12-1可见可见 8 8位微处理器的相似点:位微处理器的相似点:F它们的运算器部件都设计成累加器它们的运算器部件都设计成累加器型型F8 8位微处理器的直接寻址范围都设计位微处理器的直接寻址范围都设计成成64K64K字节,即外部有字节,即外部有1616条地址线条地
3、址线F8 8位微处理器都被封装成具有位微处理器都被封装成具有4040个引个引脚的双列直插式组件脚的双列直插式组件F浮点处理部件浮点处理部件F乘除部件乘除部件F片内片内CacheCacheF存储器管理部件存储器管理部件(MMU)(MMU)三、微处理器中的新功能部件三、微处理器中的新功能部件1.1.浮点处理部件浮点处理部件F高速浮点处理部件高速浮点处理部件(又称数值协处理又称数值协处理器器)是为提高是为提高CPUCPU的浮点处理速度而的浮点处理速度而研制的浮点处理专用芯片。研制的浮点处理专用芯片。F8048680486以上的以上的CPUCPU,浮点处理部件,浮点处理部件FPUFPU集成在集成在CP
4、UCPU芯片内部芯片内部2.2.乘除部件乘除部件实现乘、除法运算的方式:实现乘、除法运算的方式:F用软件实现乘、除法运算用软件实现乘、除法运算F增增加加一一些些硬硬件件设设备备来来实实现现乘乘、除除法法运运算算的操作的操作F设设置置专专用用的的乘乘、除除法法器器,使使运运算算处处理理设设备专用化备专用化结结论论:采采用用硬硬件件支支持持的的乘乘、除除法法运运算算方方式式速速度度快快。所所以以现现在在的的微微处处理理器器(如如80386)80386)增加了专用的乘除硬件增加了专用的乘除硬件3.3.片内片内CacheCache高档高档CPUCPU芯片中均封装了片内芯片中均封装了片内CacheCac
5、he,借以提高指令和数据的存取速度借以提高指令和数据的存取速度4.4.存存 储储 器器 管管 理理 部部 件件(MMU)(MMU)FMMUMMU功功能能是是将将虚虚拟拟地地址址转转换换为为实实地地址址,实实现虚拟存储器的功能现虚拟存储器的功能F虚虚拟拟存存储储技技术术是是一一种种建建立立在在主主存存 辅辅存存存存储储体体系系基基础础上上的的存存储储器器管管理理技技术术,以解决主存容量的不足以解决主存容量的不足。80386/8048680386/80486的两种操作方式的两种操作方式F实地址方式实地址方式:支持支持1MB1MB实存空间实存空间F虚地址方式虚地址方式:实存空间达实存空间达4G4G四
6、、四、微处理器采用的新技术微处理器采用的新技术F1.1.流水线技术和超标量技术流水线技术和超标量技术F2.Cache2.Cache技术技术F3.NSP(3.NSP(主体信号处理主体信号处理)技术技术F4.RISC(4.RISC(精简指令集计算精简指令集计算)技术技术流水线技术流水线技术F把把CPUCPU的的指指令令操操作作分分解解成成多多个个可可单单独独处处理理的的子操作子操作F每个子操作在一个专门的操作部件上执行每个子操作在一个专门的操作部件上执行F一一次次指指令令操操作作需需要要顺顺序序地地经经过过流流水水线线中中的的每个部件的处理才能完成。每个部件的处理才能完成。F有有多多条条连连续续的
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