内存与cpu工作原理

cpu：执行程序

内存：通电状态下进行数据存储

 

cpu内部大致结构

程序控制器（CPU的控制中心）

职责：

1 分析或解释 指令

2 根据或析与解释结果向其他组件发出命令

3 控制cpu的工作进度和工作方式

 

当一条指令进入cpu……………….后！

分析或解释该指令的编码内容；

确定为执行该指令应该完成的动作；

确定指令相关的参数；如：对于一个“加法指令”，需要确定两个被加数的【地址】

将所需的数据从【主存储器】读取到 CPU的【寄存器】中；

要求【算术逻辑运算器】进行相关的运算动作；

指示【算术逻辑运算器】将运算结果放入【寄存器】或【主存储器】中。

 

算术逻辑运算器（ALU：主要进行算术运算和逻辑运算）

例子：

1 一条指令进入cpu包含两个加数的操作地址

2 程序控制器判断数据是在寄存器还是在主存储器中

3 程序控制器取出数据并提交给算术逻辑运算器

4 进行计算

5 根据程序控制器的指示将结果存入寄存器或者主存中

 

中断处理器（紧急事件引发的暂停）

例子：

1 发现中断信号

2 程序控制器暂停正在运行的程序，并保存运行现场(cpu中的各种状态信息)

3 程序控制器根据中断信号的编码，从特定位置启动中断处理程序(中断处理程序由操作系统提供)

4 中断程序处理完成后，程序控制器恢复被暂停的程序

 

中断信号来源：

·鼠标，键盘。。。。。。。。。。

中断信号的接受：

·中断处理器接受中断的信号，并将中断信号的编码、中断处理程序的起始地址传给程序控制器

中断信号的检测：

·中断程序在执行完成每条中断指令后，都会检测是否有新的中断指令出现

 

寄存器组（内存与cpu之间的存储空间）

1 寄存器组位于cpu中，存储空间小，可存放一次操作指令的数据

2 需要区别与高速缓存，高速缓存一般情况下也会集成在cpu上，但存储容量远大于寄存器组，高速缓存用户放置一些常用数据

 

指令（程序的基本单位）

1 每一条指令都规定了cpu执行指令应该完成的工作（运算或者控制动作）

2 控制cpu相关部件执行的操作，以配合完成指令所规定的功能

3 工作周期为：“读取指令—执行指令” 周期循环的工作

 

指令系统

CPU芯片的硬件与使用它的软件之间的一种严格的协议，反映了CPU能够完成的全部功能

规定：

1能执行指令的全部类别

2 指令的编码方式和每一类指令所涉及的参数等

3 每一条指令用若干字节的二进制编码表示，包括它要完成的动作及其相关的参数

4 指令分类：

         存储访问指令

算术运算指令

逻辑运算指令

条件判断和分支转移指令

输入输出指令

其他用于系统控制的指令

 

CPU向主存写入数据或读取数据

三根总线：地址总线、控制总线、数据总线

地址总线：放置存储单元地址

控制总线：读或写标示

数据总线：需要写入主存的数据或从主存读出的数据

 

补充：

内部总线（连接运算器、控制器、各种寄存器的总线）

CPU外部总线是连接南北桥、内存的总线