微处理器是什么

达达 TIPS 2021-05-20 13:45:44 阅读(...)

自从人类 1947span>年发明晶体管以来,50 多年间半导体技术经历了硅晶体管、集成电路、超大规模集成电路、甚大规模集成电路等几代,发展速度之快是其他产业所没有的。半导体技术对整个社会产生了广泛的影响,因此被称为“产业的种子”。中央处理器是指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控制的部件,伴随着大规模集成电路技术的迅速发展,芯片集成密度越来越高,CPU 可以集成在一个半导体芯片上,这种具有中央处理器功能的大规模集成电路器件,被统称为“微处理器”。

微处理器是什么

组成

微处理器由算术逻辑单元(ALU,Arithmetic Logical Unit);累加器和通用寄存器组;程序计数器(也叫指令指标器);时序和控制逻辑部件;数据与地址锁存器/缓冲器;内部总线组成。

算术逻辑单元

算术逻辑单元 ALU 主要完成算术运算(+、-、×、÷、比较)和各种逻辑运算(与、或、非、异或、移位)等操作。ALU 是组合电路,本身无寄存操作数的功能,因而必须有保存操作数的两个寄存器:暂存器 TMP 和累加器 AC,累加器既向 ALU 提供操作数,又接收 ALU 的运算结果。

必须指出,微处理器本身并不能单独构成一个独立的工作系统,也不能独立地执行程序,必须配上存 微处理器储器、输入输出设备构成一个完整的微型计算机后才能独立工作。

存储器

微型计算机的存储器用来存放当前正在使用的或经常使用的程序和数据。存储器按读、写方式分为随机存储器 RAM(Random Access Memory)和只读存储器 ROM(Read only Memory)。RAM 也称为读/写存储器,工作过程中 CPU 可根据需要随时对其内容进行读或写操作。RAM 是易失性存储器,即其内容在断电后会全部丢失,因而只能存放暂时性的程序和数据。ROM 的内容只能读出不能写入,断电后其所存信息仍保留不变,是非易失性存储器。所以 ROM 常用来存放永久件的程序和数据。如初始导引程序、监控程序、操作系统中的基本输入、输出管理程序 BIOS 等。

输入/输出接口电路(I/O 接口)

输入/输出接口电路是微型计算机的重要组成部件。他是微型计算机连接外部输入、输出设备及各种控制对象并与外界进行信息交换的逻辑控制电路。由于外设的结构、工作速度、信号形式和数据格式等各不相同,因此它们不能直接挂接到系统总线上,必须用输入/输出接口电路来做中间转换,才能实现与 CPU 间的信息交换。I/O 接口也称 I/O 适配器,不同的外设必须配备不同的 I/O 适配器。I/O 接口电路是微机应用系统必不可少的重要组成部分。任何一个微机应用系统的研制和设计,实际上主要是 I/O 接口的研制和设计。

总线(BUS)

总线是计算机系统中各部件之间传送信息的公共通道,是微型计算机的重要组成部件。它由若干条通信线和起驱动,隔离作用的各种三态门器件组成。微型计算机在结构形式上总是采用总线结构,即构成微机的各功能部件(微处理器、存储器、I/O 接口电路等)之间通过总线相连接,这是微型计算机系统结构上的独特之处。采用总线结构之后,使系统中各功能部件间的相互关系转变为各部件面向总线的单一关系,一个部件(功能板/卡)只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准的系统中,从而使系统功能扩充或更新容易、结构简单、可靠性大大提高。

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