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試從程式設計結構角度闡述。
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  • 1 # 左似道

    微處理器是微型計算機的核心部分,又稱為中央處理器(簡稱CPU)。微處理器主要由三部分組成,包括控制器,運算器和內部暫存器序列。

    CPU模型結構圖。

    1.運算器

    運算器又稱為算術邏輯單元( Arihmetic Logic Unit, ALU) ,用來進行算術或邏輯運算以及位移迴圈等操作。參加運算的兩個運算元,通常, 一個來自累加器( Acumulalor,A);另一個來自內部資料匯流排,可以是資料暫存器( Data Register ,DR)中的內容,也可以是暫存器陣列( Register Array ,RA)中某個暫存器的內容。運算結果往往也送回累加器A暫存。

    2.控制器

    控制器是產生各種控制訊號的重要部件,包括指令暫存器、指令譯碼器與可程式設計邏輯陣列3部分,它們的功能如下。)(1)指令暫存器( Instruction Register ,IR)用來存放從在儲器取出的將要執行的指令(實為其操作碼)。

    (2)指令譯碼器( Istruction Decoder ,ID)用來對指令暫存器IR中的指令進行譯碼以確定該指令應執行什麼操作。

    (3)可程式設計邏輯陣列( Porammable Logic ArayPLA)用來產生取指令和執行指令所需的各種微操作控制訊號。

    3.內部暫存器

    內部暫存器包括若干個功能不同的暫存器或暫存器組。這裡介紹模型CPU中具有的一些最基本的暫存器,如下所述:

    (1)累加器。累加器進行算術邏輯運算,使具有雙重功能:運算前儲存運算元,運算後儲存結果。

    (2)資料暫存器暫存資料或指令。

    (3)程式計數器(Program Counter,PC)存放正要執行的指令的地址;累加器和通用暫存器組,在任何時刻,PC都指示微處理器要取的下一個位元組或下一條指令所在的地址。因此,PC具有自動加一的功能。

    (4)地址儲存器(Address Register,AR)在來存放正要取出的指令的地址成運算元的地址。

    取指令時,將PC存放的指令地址送到AR,根據此地址從儲存器中取出指令,在取運算元時,將運算元地址透過內部資料匯流排送到AR,再根據此地址從儲存器中取出運算元;在向儲存器存入資料時,也要先將待寫人資料的地址送到AR,再根據此地址向,儲存器寫入資料。

    (5)標誌暫存器(Flag Register,FR)用來寄存執行指令時所產生的結果或狀態的標,志訊號。

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