电子科学与技术导论论文-胡可威

电子科学与技术导论论文-胡可威内容摘要：

理器。 这些 电路 执行控制部件和 算术 逻辑部件的功能。 微处理器与传统的 中央处理器 相比，具有体积小、重量轻 6 和容易模块化等优点。 微处理器的基本组成部分有： 寄存器 堆、 运算器 、时序控制 电路 ，以及数据和 地址总线。 微处理器能完成取 指令 、执行指令，以及与外界 存储器 和逻辑部件交换信息等操作，是 微型计算机 的运算控制部分。 它可与 存储器 和外围 电路 芯片组成微型计算机。 自从人类 1947 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”。 需要注意的是：微处理器本身并不等于微型计算机，仅仅是微型计算 机的中央处理器。 内部结构 16 位微处理器（图中为 8086 微处理器）可分成两个部分，一部分是执行部件 (EU)，即执行 指令 的部分；另一部分是 总线接口部件 (BIU),与 8086 总线联系，执行从 存储器取指令的操作。 微处理器分成 EU 和 BIU 后 ,可使取 指令 和执行指令的操作重叠进行。 EU 部分有一个 寄存器 堆，由 8 个 16 位的寄存器组成 ,可用以存放数据、 变址 和 堆栈指针 、算术 运算 逻辑单元 (ALU)执行算术运算和逻辑操作， 标志寄存器 寄存这些操作结果的条件。 执行部件中的这些部件是通过 数据总线 传送数据的。 总线接口部件 也有一个 寄存器 堆，其中 CS、 DS、 SS 和 ES 是 存储空间 分段的分段寄存器。 IP 是 指令 指针。 内部通信 寄存器 也是暂时存放数据的寄存器。 指令 队列是把预先取来的 指令流 存放起来。 总线接口部件还有一个地址 加法器 ，把分段 寄存器 值和偏置值相加，取得 20 位的物理地址。 数据和地址通过 总线 控制逻辑与外面的 8086 系统总线 相联系。 CPU 从最初发展至今已经有二十多年的历史了，这期间，按照其处理信息的字长，CPU 可以分为： 4 位微处理器、 8 位微处理器、 16 位微处理器、 32 位微处理器以及最新的 64 位 微处理器 ，可以说个人电脑的发展是随着 CPU 的发展而前进的。 微 机是指以大规模、超大规模集成 电路 为主要部件，以集成了计算机主要部件 —— 控制器和运算器的微处理器 MP（ Micro Processor）为核心，所构造出的计算机。 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。 其中 运算器 和控制器是其主要组成部分。 7 算术逻辑单元 ALU 主要完成算术运算（ +，－、247。 、比较）和各种辑运算（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。 寄存器 阵列实际上相当于微处理器内部的 RAM，它包括 通用寄存器 组和专用寄存器组两部分，通用寄存器（ A， B， C， D）用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。 它们一般均可作为两个 8 位的 寄存器 来使用。 处理器内部有了这些 寄存器 之后，就可避免频繁地访问 存储器 ，可缩短 指令长度 和 指令 执行时间，提高机器的运行速度，也给编程带来方便。 专用 寄存器 包括 程序计数器 PC、堆栈指示器 SP 和 标志寄存器 FR，它们的作用是固定的，用来存放地址或地址基值。 其中： A） 程序计数器 PC 用来存放下一条要执行的 指令 地址，因 而它控制着程序的执行顺序。 在 顺序执行 指令的条件下，每取出指令的一个字节， PC 的内容自动加 1。 当程序发生转移时，就必须把新的 指令 地址（目标地址）装入 PC，这通常由转移指令来实现。 B）堆栈指示器 SP 用来存放栈顶地址。 堆栈 是 存储器 中的一个特定区域。 它按“后进先出”方式工作，当新的数据压入 堆栈 时，栈中原存信息不变，只改变栈顶位置，当数据从栈弹出时，弹出的是栈顶位 置的数据，弹出后自动调正栈顶位置。 也就是说，数据在进行压栈、 出栈 操作时，总是在栈顶进行。 堆栈 一旦初始化（即确定了栈底在内存中的位置）后， SP 的内容（即栈顶位置）使由 CPU 自动管理。 C） 标志寄存器 也称 程序状态字 （ PSW） 寄存器 ，用来存放 算术 、逻辑运算 指令 执行后的结果特征，如结果为 0 时，产生进位或溢出标志等。 D)定时与控制逻辑是微处理器的核心控制部件，负责对整个计算机进行控制、包括从 存储器 中取 指令 ，分析指令（即指令译码）确定指令操作和 操作数 地址，取操作数，执行指令规定的操作，送运算结果到存储器或 I/O 端口等。 它还向微机的其它各部件发出相应的 控制信号 ，使 CPU 内、外各部件间 协调工作。 内部。