›
›

Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 5: Bộ xử lý trung tâm (CPU)

Download
KiẾN TRỨC MÁY TÍNH VÀ  
HỢP NGỮ  
CHƯƠNG 5: Bộ xử lý trung tâm  
(CPU)  
CPU  
2
5.2.1. Cấu trúc cơ bản của CPU  
5.2.2. Tập lệnh  
5.2.3. Hoạt động của CPU  
5.2.1. Cấu trúc cơ bản của CPU  
3
1. Đơn vị điều khiển (CU)  
4
Chức năng:  
Điều khiển nhận lệnh từ bộ nhớ đưa vào  
thanh ghi lệnh (IR) và tăng nội dung của PC  
để trỏ sang lệnh kế tiếp.  
Giải mã lệnh nằm trong thanh ghi lệnh để  
xác định thao tác cần thực hiện và phát ra  
tín hiệu điều khiển thực hiện lệnh đó.  
Nhận tín hiệu yêu cầu từ bus hệ thống và  
đáp ứng với các yêu cầu đó.  
Đơn vị điều khiển (tiếp)  
5
Mô hình kết nối của đơn vị điều khiển:  
IR  
Đơn vị điều khiển – Control Unit(tiếp)  
6
Các tín hiệu đưa đến Control Unit:  
Mã lệnh từ thanh ghi lệnh đưa đến để giải  
mã  
Các cờ từ thanh ghi cờ cho biết trạng thái  
của CPU  
Xung clock từ bộ tạo xung bên ngoài cung  
cấp cho đơn vị điều khiển làm việc  
Các tín hiệu yêu cầu từ bus điều khiển  
Đơn vị điều khiển Control Unit (tiếp)  
7
Các tín hiệu phát ra từ đơn vị điều khiển:  
Các tín hiệu điều khiển bên trong CPU:  
Điều khiển các thanh ghi  
Điều khiển hoạt động của ALU  
Các tín hiệu điều khiển bên ngoài CPU:  
Điều khiển bộ nhớ chính  
Điều khiển các module vào-ra  
2. Đơn vị số học và logic (ALU)  
8
Chức năng: Thực hiện các phép toán số  
học và các phép toán logic.  
Số học: cộng, trừ, nhân, chia, tăng, giảm,  
đảo dấu, …  
Logic: AND, OR, XOR, NOT, các phép dịch  
và quay bit  
Đơn vị số học và logic (tiếp)  
9
Mô hình kết nối của ALU  
Mô hình kết nối của ALU 4 bit  
10  
Mô hình kết nối của ALU 16 bit  
11  
3. Tập thanh ghi (RF)  
12  
a. Chức năng và phân loại  
b. Một số thanh ghi điển hình  
a. Chức năng và phân loại  
13  
Chức năng:  
Là tập hợp các thanh ghi nằm trong CPU  
Chứa các thông tin tạm thời phục vụ cho  
hoạt động hiện tại của CPU.  
Phân loại tập thanh ghi  
Phân loại theo khả năng can thiệp của  
người lập trình:  
Các thanh ghi không lập trình được: người lập  
trình không can thiệp được  
Các thanh ghi lập trình được: người lập trình  
b. Một số thanh ghi điển hình  
14  
Các thanh ghi địa chỉ  
Bộ đếm chương trình (Program Counter –  
PC)  
Con trỏ dữ liệu (Data Pointer – DP)  
Con trỏ ngăn xếp (Stack Pointer – SP)  
Thanh ghi cơ sở và thanh ghi chỉ số (Base  
Register & Index Register)  
Các thanh ghi dữ liệu  
Thanh ghi trạng thái  
Các vùng nhớ cơ bản của CT  
15  
Chương trình đang thực hiện phải nằm  
trong bộ nhớ chính và nó chiếm 3 vùng  
nhớ cơ bản sau:  
Vùng nhớ lệnh (Code): chứa các lệnh của  
chương trình.  
Vùng dữ liệu (Data): chứa dữ liệu của  
chương trình. Thực chất đây là nơi cấp phát  
các ngăn nhớ cho các biến nhớ.  
Vùng ngăn xếp (Stack): là vùng nhớ có cấu  
trúc LIFO (Last In First Out) dùng để cất giữ  
thông tin và sau đó có thể khôi phục lại.  
Ví dụ minh họa thực thi một chương trình  
16  
Bộ đếm chương trình (PC)  
17  
Còn gọi là con trỏ lệnh (Instruction  
Pointer - IP)  
Là thanh ghi chứa địa chỉ của lệnh tiếp theo  
sẽ được nhận vào.  
Sau khi một lệnh được nhận vào thì nội  
dung của PC tự động tăng để trỏ sang lệnh  
kế tiếp nằm ngay sau lệnh vừa được nhận.  
Minh họa hoạt động của PC  
18  
Thanh ghi con trỏ dữ liệu (DP)  
19  
Chứa địa chỉ của ngăn nhớ dữ liệu mà  
CPU muốn truy cập.  
Thường có một số thanh ghi con trỏ dữ  
liệu.  
Minh họa hoạt động của DP  
20  
pdf 20 trang yennguyen 19700 Free
Download
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 5: Bộ xử lý trung tâm (CPU)", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_kien_truc_may_tinh_va_hop_ngu_chuong_5_bo_xu_ly_tr.pdf