是计算机的核心组成部分,它们共同完成计算机的各种运算和控制任务。下面我们将详细的介绍运算器和控制器的作用。
运算器(ALU,ArithmetiLogicUnit)是CPU中负责执行算术和逻辑运算的部分。它的最大的作用包括:
1.1 算术运算:运算器可以执行各种算术运算,如加法、减法、乘法、除法等。这些运算是计算机处理数据的基础。
1.2 逻辑运算:运算器还可以执行逻辑运算,如与(AND)、或(OR)、非(NOT)、异或(XOR)等。逻辑运算在计算机中用于实现条件判断和数据比较等功能。
1.3 数据转换:运算器还能够直接进行数据格式的转换,如整数与浮点数之间的转换、有符号数与无符号数之间的转换等。
1.4 位操作:运算器还可以对数据的位做相关操作,如位与、位或、位非、位异或等。位操作在计算机中用于实现位域操作、数据加密等。
1.5 比较操作:运算器还能够直接进行数据比较操作,如比较两个数的大小、判断一个数是否为零等。比较操作在计算机中用于实现条件分支、循环控制等功能。
控制器(CU,Control Unit)是CPU中负责控制其他部件工作的部件。它的最大的作用包括:
2.1 指令译码:控制器第一步是要对从内存中取出的指令进行译码,确定指令的类型和操作数。
2.2 指令执行:控制器根据译码结果,生成相应的控制信号,控制其他部件执行指令。例如,控制运算器进行算术运算或逻辑运算,控制存储器进行数据读写等。
2.3 时序控制:控制器还需要对CPU内部的操作进行时序控制,确保各个部件按照正确的顺序和时间完成操作。例如,控制数据在各个部件之间的传输,控制指令的执行顺序等。
2.4 中断处理:控制器还需要处理外部中断请求,如键盘输入、鼠标移动等。当收到中断请求时,控制器会暂停当前的指令执行,转而执行中断服务程序。
2.5 异常处理:控制器还需要处理CPU内部的不正常的情况,如算术溢出、除数为零等。当发生异常时,控制器会暂停当前的指令执行,转而执行异常处理程序。
运算器和控制器在CPU中协同工作,共同完成计算机的各种运算和控制任务。下面我们详细的介绍它们的协同工作过程。
3.3 执行指令:控制器根据译码结果,生成相应的控制信号,控制运算器和其他部件执行指令。
3.4 数据传输:在执行指令的过程中,运算器和其他部件之间有必要进行数据传输。控制器负责控制数据的传输路径和传输时间。
3.5 结果写回:指令执行完成后,运算器将结果写回内存或寄存器。控制器负责控制结果的写回过程。
3.6 时序控制:在整个指令执行过程中,控制器需要对各个部件的操作进行时序控制,确保操作的正确性和顺序性。
3.7 中断和异常处理:在指令执行过程中,如果发生中断或不正常的情况,控制器需要暂停当前的指令执行,转而处理中断或异常。
运算器和控制器的设计是CPU设计中的关键部分。下面我们详细的介绍它们的设计要点。
4.1.1 算术逻辑单元:运算器的核心是算术逻辑单元(ALU),它需要支持各种算术和逻辑运算。
4.1.3 数据路径:运算器需要有合理的数据路径设计,以支持数据在各个部件之间的传输。
4.2.2 控制信号生成器:控制器需要有控制信号生成器,用于生成控制运算器和其他部件的控制信号。
4.2.3 时序控制逻辑:控制器需要有时序控制逻辑,用于控制各个部件的操作时序。
4.2.4 中断和异常处理逻辑:控制器需要有中断和异常处理逻辑,用于处理中断和异常情况。
过程 /
模块以及峰值查找模块组成。量化模块对直通信号x(t)和反射信号y(t)进行A/D采样,得到1路2位(包括实部和虚部
、存结果。而冯氏结构中进行改进,就是读程序、翻译程序、执行程序。其中读程序和执行程序对
实验 /
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