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第二节中央处理单元CPU知识点

1.在CPU内外常需设置多级高速缓存(Cache),其主要目的是提高CPU访问主存数据或指令的效率

2.CPU中的程序计数器PC用于保存要执行的指令的地址,访问内存时,需先将内存地址送入存储器地址寄存器MAR中,向内存写入数据时,待写入的数据要先放入数据寄存器MUR。程序中的指令一般放在内存中,要执行时,首先要访问内存取得指令并保存在指令寄存器IR中。
计算机中指令的执行过程一般分为取指令、分析指令并获取操作数、运算和传送结果等阶段,每条指令被执行时都要经过这几个阶段。若CPU要执行的指令为:MOV RO,# I00(即将数值100传送到寄存器R0中),则CPU首先要完成的操作是将要执行的指令的地址送入程序计数器PC,访问内存以获取指令

3.计算机类与鼠标类的关系是聚合关系

4.CPU由运算器和控制器两个部件组成,而运算器和控制器中都含有寄存器。

指令周期(Instruction Cycle):取出并执行一条指令的时间。
总线周期(BUS Cycle):也就是一个访存储器或I/O端口操作所用的时间。
时钟周期(Clock Cycle):又称震荡周期,是处理操作的最基本单位。
指令周期、总线周期和时钟周期之间的关系:一个指令周期由若干个总线周期组成,而一个总线周期时间又包含有若干个时钟周期。
一个总线周期包含一个(只有取址周期)或多个机器周期。
机器周期:在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。
DMA响应过程为:DMA控制器对DMA请求判别优先级及屏蔽,向总线裁决逻辑提出总线请求。当CPU执行完当前总线周期即可释放总线控制权。此时总线裁决逻辑输出总线应答,表示DMA已经响应,通过DMA控制器通知I/O接口开始DMA传输。

程序计数器PC:存储下一条要执行指令的地址。
指令寄存器IR:存储即将执行的指令。
主存地址寄存器MAR:用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。
状态条件寄存器PSW:存状态标志与控制标志。
累加寄存器:是一个数据寄存器,在运算过程中暂时存放被操作数和中间运算结果,累加器不能用于长时间地保存一个数据。

CPU可以分为运算器和控制器两个部分
运算器包括:算术逻辑单元ALU、累加寄存器AC、数据缓冲寄存器DR。状态条件寄存器PSW归属有争议,既可以属于运算器,也可以属于控制器。
控制器包括:程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序部件。

8.中断响应时间,是指从发出中断请求到开始进入中断服务程序所需的时间。

9.存储设备按访问速度排序为:通用寄存器> Cache>内存>硬盘

10.GPU是一种高性能的图形处理器,一般采用的是SIMD架构。

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