2.2.1中央处理器的基本构成 2.控制器 AB ()程序计数器PC,又称指令 DB 计数器、指令指针(IP) ②指令寄存器IR 程序计数器PC (③3)指令译码器ID,又称操作 硬 码译码器、指令功能分析 地址形成部件At 解释器。 被(4)地址形成部件 IR OP 术⑤微操作信号发生器,确定 完成指令所需要的步骤及 指令译码器 完成每一步骤所需要的控 微操作信号 制信号组合。 发生器 命令 1()时序部件,产生定时信号 时序部件 第6页
第 6 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 2.2.1 中央处理器的基本构成 2.控制器 ⑴ 程序计数器PC，又称指令 计数器、指令指针（IP） ⑵ 指令寄存器IR ⑶ 指令译码器ID，又称操作 码译码器、指令功能分析 解释器。 ⑷ 地址形成部件 ⑸ 微操作信号发生器，确定 完成指令所需要的步骤及 完成每一步骤所需要的控 制信号组合。 ⑹ 时序部件，产生定时信号 程序计数器 PC 地址形成部件 At 微操作信号 发生器 时序部件 指令译码器 OP A DB AB CB IR 微命令 At IR
2.2.1中央处理器的基本构成 CPU中的寄存器组 3.CPU中的寄存器组 按功能分有通用寄存器和专用寄存器 0)通用寄存器 存放原始数据和运算结果 ≯作为变址寄存器、计数器、地址指针等 硬 (2)专用寄存器 >程序计数器PC、指令指针IP 校>指令寄存器IR等 >状态标志寄存器,主要包括两部分内容: 状态标志,如:进位标志、结果为零标志等,大多 数运算类指令的执行将会影响到这些标志位。 ■控制标志,如:中断标志、陷阱标志等。 第7页
第 7 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 2.2.1 中央处理器的基本构成 ——CPU中的寄存器组 3. CPU中的寄存器组 按功能分有通用寄存器和专用寄存器 ⑴ 通用寄存器 ➢存放原始数据和运算结果 ➢作为变址寄存器、计数器、地址指针等。 ⑵ 专用寄存器 ➢程序计数器PC、指令指针IP ➢指令寄存器IR等 ➢状态标志寄存器，主要包括两部分内容： ▪ 状态标志，如：进位标志、结果为零标志等，大多 数运算类指令的执行将会影响到这些标志位。 ▪ 控制标志，如：中断标志、陷阱标志等
2.2.2计算机中数据信息的表示 数字化信息编码的概念: 在计算机內一切信息必须选行数字化编码(即用二选 算,知代码形式),扌在机肉端、做和处 输入10110101计算机101000输出 电路 主机 电路 硬 二进制:只有0和1,记数按“逢二进一”规律,第k位权是2 故 二进制 十进制 nUn-1n-2∴00 n n-Un-2 ∑b2 ∑d10k k=0 k=0 1011=1X23+0X22+121+1X20325=3×102+2×101+5×100 =1X8+0×4+1×2+1×1=3×100+2×10+5X1 第8页
第 8 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 2.2.2 计算机中数据信息的表示 数字化信息编码的概念： 在计算机内一切信息必须进行数字化编码（即用二进 制代码形式），才能在机内传送、存储和处理。 输入 电路 10110101 计算机 主机 10100010 输出 电路 二进制：只有0和1，记数按“逢二进一”规律，第k位权是2 k 。 二进制 十进制 bnbn-1bn-2 ……b0 = dndn-1dn-2 …... d0 = ΣbkX2k k=0 n ΣdkX10k k=0 n 1011=1X23+0X22+1X21+1X20 325 = 3X102 + 2X101 + 5X100 = 1X8 + 0X4 + 1X2 + 1X1 = 3X100 + 2X10 + 5X1
2.2.2计算机中数据信息的表示 二进制 二进制:b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1bo 2726252423222120 权值:1286432168421 机二进制小数:小数点后第k位权值位2*=12 硬 二进制:0.B1b2b3b4 2-122232 故 1/214181/16 权值: 0.50.250.1250.0625 基1101001进=1X8+14+0×2+1×1+1×0.5 +0X0.25+0X0.125+1X0.0625 13.5625(+进制 第9页
第 9 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 二进制： b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 权值： 128 64 32 16 8 4 2 1 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 二进制小数：小数点后第k位权值位2 -k = 1/2k 。 1101.1001 (二进制) = 1X8 + 1X4 + 0X2 + 1X1 + 1X0.5 + 0X0.25 + 0X0.125 + 1X0.0625 = 13.5625 (十进制) 二进制：0 . B-1 b-2 b-3 b-4 权值： 0.5 0.25 0.125 0.0625 2 -1 2 -2 2 -3 2 -4 1/2 1/4 1/8 1/16 2.2.2 计算机中数据信息的表示 ——二进制
2.2.2计算机中数据信息的表示 原码、反码和补码 原码、反码和补码 计原码:二进制的最高位为符号位,0正1负,其余各位同无符号二 进制 125D]原=01111101 硬 125D]原=1111101 符号位一数值位 8位原码表示数的范围:-127~+127,且00000000和 故 10000义相同 术反码:正数的反码和原码相同,负数的反码为其原码将数 基值位求反,即0变1,1变0。 125D]反=0111101 125D]反=10000010 符号位 数值位 第10页
第 10 页 计 算 机 硬 件 技 术 基 础 原码、反码和补码 原码：二进制的最高位为符号位，0正1负，其余各位同无符号二 进制。 [125D]原 = 0 1111101 [-125D]原 = 1 1111101 符号位 数值位 8位原码表示数的范围：-127 ~ +127，且00000000和 10000000含义相同。 反码：正数的反码和原码相同，负数的反码为其原码将数 值位求反，即0变1，1变0。 [125D]反 = 0 1111101 [-125D]反 = 1 0000010 符号位 数值位 2.2.2 计算机中数据信息的表示 ——原码、反码和补码