【【萌新编写riscV之计算机体系结构之CPU 总二】】

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【【萌新编写riscV之计算机体系结构之CPU 总二】】。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

萌新编写riscV之计算机体系结构之CPU 总二(我水平太差总结不到位)

在学习完软件是如何使用之后 我们接下来要面对的问题是 整个程序是如何运转的这一基本逻辑
中央处理器(central processing unit,CPU)的任务就是负责提取程序指令,并对指令进行译码,然后按程序规定的顺序对正确的数据执行各种操作。要了解计算机的.工.作原理,首先必须熟悉计算机的组成部分,以及各组件之间的相互关系。为了学习下一节将要介绍的简单体系结构,我们首先从般意义上来讨论在现代计算机控制级别的微观体系结构。
所有计算机都有中央处理器。中央处理器可以分成两部分。第一部分是数据通道(datapath),它是一种由存储单元(寄存器)和算术逻辑单元(对数据执行各种操作)所组成的网络。这些组件通过总线(总线是传递数据的电子线路)连接起来,并利用时钟来控制时间。CPU的第二部分是控制单元(control unit),该模块负责对各种操作进行排序并保证各种正确的数据适时地出现在所需的地方。这两部分组合在一起,就可以完成CPU的各种工作任务:提取指令、指令译码和按规定的顺序执行各种操作。数据通道和控制单元的设计将直接影响到计算机的性能。因此,接下来的内容将详细介绍CPU的这些组成部分。

小总结
上面这段话是复制粘贴的
其实归根结底就是表示 CPU可以分为两部分
一部分是 数据通道 通过传输数据的电子线路总线将存储数据的寄存器 与对数据执行各项操作的ALU连接起来
还有一部分是控制单元 合理的安排数据出现在哪里 或者说是指导何时该实现别的操作

一:寄存器结构
其实我一开始直接给到了一段代码 我发现它给定了 D触发器 用来操作当作寄存器实现 其实也有道理 我们在之前写状态机的时候 有用D触发器当寄存器的先例了
D触发器其实相当于是1位的寄存器 当我们需要比如说16位就用16个D触发器

二: 算术逻辑单元 ALU
上面大概介绍的是存储的 下面我们来介绍 更加重要的执行模块 算术逻辑单元 ALU ALU主要处理一些简单的逻辑运算 算术运算
三: 控制单元
控制单元(control unit)是CPU中的“警察”或“交通管理员”。控制单元负责监视所有指令的执行和各种信息的传送过程。控制单元负责从内存提取指令,对这些指令进行译码,确保数据适时地出现在正确的地方。控制单元还负责通知ALU应该使用哪一个寄存器,执行哪些中断服务程序,以及对所需执行的各种操作接通ALU中的正确电路。控制单元使用一个称为程序计数器( programcounter)的寄存器来寻找下一条要执行的指令的位置,并使用一个状态寄存器来存放某些特殊的操作状态,比如溢出、进位、借位和类似的状态等。4.7节将更详细地讨论控制单元。

感觉学了和没学一样上面的提示 太抽象了

取指-译码-执行(fetch-decode-execute)表示计算机运行程序时所遵循的步骤。CPU首先提取一条指令,即将指令从主存储器转移到指令寄存器;接着对指令进行译码,即确定指令的操作码和提取执行该指令所需的数据;然后执行这条指令,即执行指令规定的各种操作。注意,在这个循环过程中,计算机的大部分工作都是在执行从一个单元将数据复制到另一个单元的任务。当一个程序最初被装入到CPU时,第一条指令的地址也必须被装入PC中。下面列出了计算机工作周期的各个步骤,即特定时间周期内发生的各种操作。步骤1和步骤⒉组成了取指过程,步骤3表示译码过程,步骤4则是执行过程。1.将 PC中的内容复制到MAR:MAR(—PC。2. CPU转向主存储器,提取由MAR给出的地址单元中的指令,并将指令放入指令寄存器IR中。同时,PC自动加1,现在PC指向程序的下一条指令:IR(一M [MAR]和PC(-PC+1。注意,因为MARIE是按字编址的,所以 PC增量加1所产生的实际效果是下一个字的地址将占据 PC寄存器。如果MARIE是按字节编址的,则PC需要增量加2才能指向下一条指令的地址,原因是每条指令占有两个字节的宽度。而如果MARIE是一个32位字的按字节编址的计算机系统,则PC 需要进行增量加4的操作。
【【萌新编写riscV之计算机体系结构之CPU 总二】】,RISC-V从零学习,java,开发语言
结束了 ,恕我无能 我就在这本书上大概提炼到这么多 换一本书提炼一点精华文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-708278.html

到了这里,关于【【萌新编写riscV之计算机体系结构之CPU 总二】】的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 计算机体系结构(复习资料)

    1.存储程序计算机 (冯诺依曼):4部分                 运算器(用于完成数值运算)                 存储器(用于存储程序和数据)                 输入输出设备(用于完成计算机与外部信息交互)                 控制器(根据程序形成控

    2024年02月02日
    浏览(48)
  • 第一章、计算机组成与体系结构

    第一节.数据的表示   二进制转十进制:权值相加。即一个二进制数为1010.1,转为十进制为: $$ 小数点左边从0开始幂,小数点右边就是-1   十六进制转十进制:同样的,权值相加。即一个十六进制为100121,转为十进制为: $$ 十进制转二进制:整数位用短除法,除二取余,直到

    2024年02月03日
    浏览(48)
  • 计算机网络第一章——计算机体系结构(上)

    提示:剑未佩妥,出门已是江湖;酒尚余温,入口不识乾坤,愿历尽千帆,归来仍是少年。 电信网络就是通过电话线连接起来的一个网络,有线电视网络通过电缆或者光缆将已经录制好的电视节目发给千家万户,计算机网络是通过各个结点,这个结点包括终端的电脑,手机,

    2024年02月06日
    浏览(61)
  • 【计算机体系结构】什么是流水线?

    👉个人主页:highman110 👉作者简介:一名硬件工程师,持续学习,不断记录,保持思考,输出干货内容  目录 参考资料 前言 流水线 提高流水线效率的技术 超级流水线 超标量 分支预测 乱序执行 (21条消息) 流水线、超流水线、超标量(superscalar)技术对比(转)_沉迷科研刘

    2024年02月03日
    浏览(58)
  • 【计算机组成原理与体系结构】指令系统

    目录 一、指令概述 二、指令分类 三、扩展操作码 四、指令寻址 五、数据寻址 六、x86汇编指令 计算机指令 :指示计算机硬件进行某种操作的命令 机器指令 :使用二进制编码来表示的计算机指令 能被计算机硬件系统识别并执行的特殊的0/1代码串(机器码) 指定了计算机硬

    2024年02月08日
    浏览(65)
  • 【计算机组成原理与体系结构】控制器

    目录 一、CPU的功能与基本结构 二、指令周期的数据流 三、数据通路 四、时序控制 CPU的功能: 指令控制 :完成取指令、分析指令和执行指令的操作,即程序的顺序控制。 操作控制 :一条指令的功能往往是由若干操作信号的组合来实现的,CPU管理并产生由内存取出的每条指

    2024年02月08日
    浏览(45)
  • 【计算机体系结构】Cache性能分析实验报告

    原文档下载: https://download.csdn.net/download/weixin_56213139/87384692 一、 实验目的 (1)加深对Cache基本概念、基本组织结构以及工作原理的理解。 (2)掌握Cache容量、相关度、块大小对Cache性能的影响 (3)掌握降低Cache不命中率的各种方法以及它们对提高Cache性能的好处 (4)理解

    2024年02月03日
    浏览(50)
  • 计算机体系结构实验三——流水线中的相关

    答:在WinDLX中执行程序段1,这里要声明的是文件需要以S文件的形式保存,TXT文件winDLX好像读不进去。 导入之后,程序段顺利运行,可以通过statistics查看执行周期数,由下图可知,执行周期数为130个周期。 分析程序中出现的暂停: 程序中出现的第一个暂停是数据相关,因为

    2023年04月08日
    浏览(49)
  • 中级软件设计师备考---计算机组成与体系结构1

    对于n位二进制数,原码、反码和补码的表示范围如下: 原码:用最高位表示符号位,0表示正数,1表示负数。n位二进制数的原码表示范围为:-(2 n-1 -1) ~ 2 n-1 -1。 反码:正数的反码与原码相同,负数的反码是将原码中除符号位外的所有位取反。n位二进制数的反码表示范围

    2023年04月09日
    浏览(56)
  • 中级软件设计师备考---计算机组成与体系结构3

    计算题 概念题 计算可靠度 码距:是指两个码字之间的不同位数。例如,1010和1111之间的码距是2,因为它们在第二位和第三位上不同。在信息传输中,码距越大,就越容易检测和纠正错误。 在一个码组内为了检测e个误码,要求最小码距d应满足:d=e+1 在一个码组内为了纠正

    2023年04月15日
    浏览(42)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包