CPU内部
- 运算器也称为算术逻辑单元 (ArithmeticandL ogicUnit， ALU)：
- 其主要功能是在控制器的控制下完成各种算术运算和逻辑运算。
- 累加寄存器AC：
- 通用寄存器，为ALU提供一个工作区， 用在暂存数据。
- 控制器
指令寄存器(IR)：用来保存当前正在执行的指令。当执行一条指令时，先把它从内存取到数据寄存器(DR)中，然后再传送至IR。为了执行任何给定的指令，必须对操作码进行测试，以便识别所要求的操作。
指令译码器(ID)：就是做这项工作的。指令寄存器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入。操作码一经译码后，即可向操作控制器发出具体操作的特定信号。
地址寄存器(AR)：用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址。由于在内存和CPU之问存在着操作速度上的差别，所以必须使用地址寄存器来保持地址信息，直到内存的读/写操作完成为止。为了保证程序指令能够连续地执行下去，CPU必须具有某些手段来确定下一条指令的地为。而程序计数器正是起到这种作用，所以通常又称为指令计数器。在程序开始执行前，必须将它的起始地址，即程序的一条指令所在的内存单元地址送入PC
程序计数器(PC)的内容以口是从内存提取的第一条指令的地址。当执行指令时，CPU将自动修改PC的内容，即每执行一条指令PC增加一个量，这个量等于指令所含的字节数，以便使其保持的总是将要执行的下一条指令的地址。由于大多数指令都是按顺序来执行的，所以修改的过程通常只是简单地对PC加1。
IO系统的5种工作方式
- 程序控制方式
- 程序中断方式
- DMA工作方式
- 通道方式
- I/O处理机
IO工作方式详解
1、程序控制方式
分为无条件查询和程序查询方式。
① 无条件传送方式，I/O端口总是准备好接受主机的输出数据，或是总是准备好向主机输入数据，而cpu在需要时，随时直接利用/O指令访问相应的I/O端口，实现与外设的数据交换。优点是软、硬件结构简单，缺点是对时序要求高，只适用于简单的/O控制。
② 程序查询方式
程序查询方式也称为程序轮询方式，该方式采用用户程序直接控制主机与外部设备之间输入/输出操作。CPU 必须不停地循环测试/◎设备的状态端口，当发现设备处于准备好(Ready)状态时，CPU就可以与I/0设备进行数据存取操作。这种方式下的CPU与 /O设备是串行工作的。
2、中断方式
当IO设备结束(完成、特殊或异常)时，就会向CPU发出中断请求信号，CPU收到信号就可以采取相应措施。当某个进程要启动某个设备时，CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令，然后CPU又返回做原来的工作。CPU与l/O设备可以并行工作，与程序查询方式相比，大大提高了CPU的利用率。
3、DMA(直接内存存取)方式
DMA方式也称为直接主存存取方式，其思想是：允许主存储器和/◎设备之间通过“DMA控制器(DMAC)”直接进行批量数据交换，除了在数据传输开始和结束时，整个过程无须CPU的干预。
当IO设备结束(完成、特殊或异常)时，就会向CPU发出中断请求信号，CPU收到信号就可以采取相应措施。当某个进程要启动某个设备时，CPU就向相应的设备控制器发出一条设备I/O启动指令，然后CPU又返回做原来的工作。CPU与l/O设备可以并行工作，与程序查询方式相比，大大提高了CPU的利用率。
4、通道控制方式
在一定的硬件基础上利用软件手段实现对/O的控制和传送，更多地免去了cpu的接入，使主机和外设并行工作程度更高。
5、I/O处理机
指专门负责输入/输出的处理机。可以有独立的存储器、 运算部件和指今控制部件。
加法器
- 在计算机的CPU中，通常只设置硬件加法器
- 只有补码能够将减法转化为加法，故用硬件加法器可以较方便地进行数字加减法。
- 由于正数的移码大于负数的移码，利用这一特点
- 移码被广泛用来表示浮点数阶码的数字编码，这可以用比较阶码的大小来实现真值大小的比较。
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