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第二章 计算机系统的组成
11．在微机中，bit的中文含义是____。 A)二进制位 B)字节 C)字 D)双字
13.主机中包括主板、多功能卡、硬盘驱动器、开关电源、扬声器、显示卡和 。
A)显示器 B)键盘 C)鼠标 D)软盘驱动器
14. 在计算机内存中，每个基本存储单元都被赋予一个唯一的序号，这个序号称为 。 A)字节 B)编号 C)编码 D)地址
15. 目前使用的“奔腾”型微机采用的逻辑器件属于 。 A）电子管 B）晶体管 C）集成电路 D）超大规模集成电路 16. 在计算机存储器的术语中，一个“Byte”包含8个 。 A)字母 B)字长 C)字节 D)比特
17. 组成微型计算机“主机”的两个主要部件是微处理器和 。 A)硬盘 B)软盘 C)光盘 D)内存储器 18. 计算机辅助设计的英文缩写是 。 A)CAM B)CAI C)CAD D)CAT
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上篇 计算机原理
第三章CPU、指令系统、总线系统
第一节 CPU
本节要求
? 了解CPU各组成部分的功能 ? 了解一些典型的CPU技术
知识精讲
一、CPU的功能及组成 1．CPU的功能
? 进行算术逻辑运算 ? 可接收和发送数据 ? 可暂存少量数据 ? 提供控制信号 ? 对指令进行译码 2．CPU的组成
在计算机中，中央处理器是由运算器、控制器及寄存器组成，简称ＣＰＵ；在微机中，用大规模集成电路工艺将控制器和运算器集成在一块芯片上，又称作微处理器，简称MPU或μP，内存储器与CPU常做在一个箱体中，也称作主机，其余设备通过电缆、接口电路与主机相连，称为外部设备。 1）运算器
运算器是对数据进行运算和操作的部件，运算器能根据指令功能对数据进行加、减、乘、除等基本算术运算以及各种逻辑运算。运算所需的数据由内存储器或其它存储设备提供，运算后结果既可以暂存于寄存器中，也可以送回存储器保存。
运算器主要包含以下部分：
①算术逻辑单元(ALU)：主要完成算术运算（加、减、乘、除）以及各种逻辑运算（与、或、非、异或等）。由于算术逻辑单元具有移位及传递功能，因此还能实现各种逻辑操作如比较和各种移位运算。
②累加寄存器：又称累加器，负责向CPU提供操作数，又接收ALU的运算结果，所以累加器主要完成累加操作，同时存放运算结果或暂存运算的中间结果。
③通用寄存器：相当于RAM，用来存放参与运算的数据、中间结果或地址，它们一般均可作为寄存器来使用。CPU内部有了这些寄存器之后，可避免频繁地访问存储器，缩短了指令的长度和指令执行时间，提高机器的运行速度。
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第三章CPU、指令系统、总线系统
④标志寄存器：存放运算结果的特征，如进位标志、溢出标志，标志寄存器随机器的不同而有不同的用法和规定。
⑤定时与控制逻辑：负责对全机进行控制，包括从存储器中取指令、分析指令（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，同时向其它部件发出相应的控制信号，使CPU内、外各部件间协调工作。
运算器的运算速度是衡量一台计算机性能好坏的重要指标，常以每秒执行加法指令的条数作为衡量速度的标准，即（MIPS）。 2）控制器
控制器是计算机的指挥中心，它负责指挥和控制其它各部件使之有条不紊地进行工作。主要由程序计数器(或称指令计数)、指令寄存器、指令译码器以及时序发生器、微程序控制器等组成。其作用如下： ①程序计数器（PC）：用于指示程序执行的顺序，存放后继指令的地址； 程序计数器用于存放从内存中取出的指令地址，或以PC内容为基准计算下一个指令的存放地址。当程序顺序执行时，每当取出一条指令后，PC内容自动增加一个值，以指向下一条要取的指令，当程序出现转移时，则先将转移地址送入PC，然后由PC指向新的程序地址； ②指令寄存器（IR）：用来寄存当前要执行的指令； ③指令译码器（ID）：对IR中的指令进行分析，确定指令类型、指令要完成的操作以及操作数和运算结果的存放地址。
④时序发生器：用于产生一定的时序脉冲和节拍电位来控制计算机按节拍有时序地工作。
二、典型的CPU技术 1．RISC技术：
精简指令系统计算机RISC，其实质是尽量简化指令系统，即尽量使用寄存器指令，指令操作尽量在一个周期内完成，指令格式尽量一致。 2．流水线(pipeline) 技术：
流水线术是InteI首次在486芯片中开始使用的。在CPU中由5~6个不同功能的电路单元组成一条指令处理流水线，然后将一条X86指令分成5~6步后再由这些电路单元分别执行，这样就能实现在一个CPU时钟周期完成一条指令，因此提高CPU的运算速度。 3．超流水线(Superpiplined)
超流水线是指CPU内部的流水线超过通常的5~6步以上，例如Pentium pro的流水线就长达14步。将流水线设计的步(级)数越多，其完成一条指令的速度越快，因此才能适应工作主频更高的CPU。这一点我们可以用日常事例来说明，比如栽树时由5个人同时栽10棵(一人两棵)所完成的速度当然没有10人同时栽(一人一棵)所完成的速度快。 4．超标量技术(Superscalar)
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上篇 计算机原理
超标量是指在CPU中有一条以上的流水线，并且每个时钟周期内可以完成一条以上的指令。
5．乱序执行技术(Out-Of-Orderexecution)
乱序执行是指CPU采用了允许将多条指令不按程序规定的顺序分开发送给各相应电路单元处理的技术，也有叫错序执行技术。采用乱序执行技术的目的是为了使CPU内部电路满负荷运转并相应提高了CPU的运行程序的速度。
6．MMX技术
是多媒体扩展指令的意思，MMX只有整数运算指令，在常见的多媒体应用中，整数运算密集的应用有图像处理、视频音频等。 7．倍频技术：
1991年Intel在其推出的486DX2中首次采用了倍频技术，它的核心思想是使CPU内部运行速度为外部时钟的两倍，而在此之前，CPU的工作频率和系统的总线频率是相同的，这种技术广泛应用于此后的CPU中。可以用一个等式表示CPU的工作频率即
内频=外频（总线频率）×倍频数
因此可以通过提高系统总线频率或提高倍频数的方法实现超频的目的。
例题分析
选择题
1．CPU中有一个程序计数器，它用于存储__________。 A）正在执行的指令内容 B）下一条要执行的指令内容 C）正在执行的指令的内存地址 D）下一条要执行的指令的内存地址 【答案】D
【解题指导】CPU要执行的程序存放于内存中，而程序计数器又称指令寄存器,它处于CPU内部主要用于存下一条要执行的指令的内存地址。 2． 的核心思想是使CPU内部运行速度为外部时钟的两倍。 A）倍频技术 B）超标量技术 C）流水线 D）RISC技术
【答案】A
【解题指导】在Intel推出486DX2之前，CPU的工作频率和系统的总线频率是相同的，而在486DX2中首次采用了倍频技术，它的核心思想是使CPU内部运行速度为外部时钟的两倍。 判断题
1．CPU使用流水线技术的目的是为了提高CPU的运算速度。 【答案】对
【解题指导】流水线技术就是将一条指令分成5~6步后再由电路单元分别执行，目的是在一个CPU时钟周期完成一条指令，从而提高CPU的运算速度。
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