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集成電路、超大規模集成電路、甚大規模集成電路等幾代,發展速度之快是其他產業所沒有的。半導體技術對整個社會產生了廣泛的影響,因此被稱為“產業的種子”。中央處理器是指計算機內部對數據進行處理并對處理過程進行控制的部件,伴隨著大規模集成電路技術KP1000A 的迅速發展,芯片集成密度越來越高,CPU可以集成在一個半導體芯片上,這種具有中央處理器功能的大規模集成電路器件,被統稱為“微處理器”。
今天,微處理器已經無處不在,無論是錄像機、智能洗衣機、移動電話等家電產品,還是汽車引擎控制,以及數控機床、導彈精確制導等都要嵌入各類不同的微處理器。微處理器不僅是微型計算機的核心部件,也是各種數字化智能設備的關鍵部件。國際上的超高速巨型計算機、大型計算機等高端計算系統也都采用大量的通用高性能微處理器建造。[1]
編輯本段組成 微處理器由算術邏輯單元(ALU,ArithmeticLogicalUnit);累加器和通用寄存器組;程序計數器(也叫指令指標器);時序和控制邏輯部件;數據與地址鎖存器/緩沖器;內部總線組成。其中運算器和控制器是其主要組成部分.
微處理器算術邏輯單元 KP1000A 算術邏輯單元ALU主要完成算術運算(+,-、×、÷、比較)和各種邏輯運算(與、或、非、異或、移位)等操作。ALU是組合電路,本身無寄存操作數的功能,因而必須有保存操作數的兩個寄存器:暫存器TMP和累加器AC,累加器既向ALU提供操作數,又接收ALU的運算結果。
寄存器陣列實際上相當于微處理器內部的RAM,它包括通用寄存器組和專用寄存器組兩部分,通用寄存器(A,B,C,D)用來存放參加運算的數據、中間結果或地址。它們一般均可作為兩個8位的寄存器來使用。處理器內部有了這些寄存器之后,就可避免頻繁地訪問存儲器,可縮短指令長度和指令執行時間,提高機器的運行速度,也給編程帶來方便。專用寄存器包括程序計數器PC、堆棧指示器SP和標志寄存器FR,它們的作用是固定的,用來存放地址或地址基值。其中:
A)程序計數器PC用來存放下一條要執行的指令地址,因而它控制著程序的執行順序。在順序執行指令的條件下,每取出指令的一個字節,PC的內容自動加1。當程序發生轉移時,就必須把新的指令地址(目標地址)裝入PC,這通常由轉移指令來實現。
B)堆棧指示器SP用來存放棧頂地址。堆棧是存儲器中的一個特定區域。它按“后進先出”方式工作,當新的數據壓入堆棧時,棧中原存信息不變,只改變棧頂位置,當數據從棧彈出時,彈出的是棧頂位置的數據,彈出后自動調正棧頂位置。也就是說,數據在進行壓棧、出棧操作時,總是在棧頂進行。堆棧一旦初始化(即確定了棧底在內存中的位置)后,SP的內容(即棧頂位置)使由CPU自動管理。
C)標志寄存器也稱程序狀態字(PSW)寄存器,用來存放算術、邏輯運算指令執行后的結果特征,如結果為0時,產生進位或溢出標志等。
定時與控制邏輯是微處理器的核心控制部件,負責對整個計算機進行控制、包括從存儲器中取指令,分析指令(即指令譯碼)確定指令操作和操作數地址,取操作數,執行指令規定的操作,送運算結果到存儲器或I/O端口等。它還向微機的其它各部件發出相應的控制信號,使CPU內、外各部件間協調工作。
內部總線用來連接微處理器的各功能部件并傳送微處理器內部的數據和控制信號。
必須指出,微處理器本身并不能單獨構成一個獨立的工作系統,也不能獨立地執行程序,必須配上存
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