Was sind die wichtigsten Komponenten eines Mikrocomputer-Hardwaresystems?

Die wichtigste Komponente des Mikrocomputer-Hardwaresystems ist die CPU. Die Zentraleinheit (CPU) ist die Kernkomponente eines Computers, die für das Lesen, Dekodieren und Ausführen von Anweisungen verantwortlich ist. Ihre Hauptfunktion besteht darin, Computeranweisungen zu interpretieren und Daten in Computersoftware zu verarbeiten.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 7-System, Dell G3-Computer.

Die wichtigste (Kern-)Komponente des Mikrocomputer-Hardwaresystems ist die CPU.

Die Zentraleinheit (CPU) ist als Rechen- und Steuerungskern des Computersystems die letzte Ausführungseinheit für die Informationsverarbeitung und Programmausführung.

CPU ist die Kernkomponente des Mikrocomputers und der Schlüssel zur Verbesserung der Gesamtleistung des Systems. Sie umfasst hauptsächlich zwei Komponenten: die Recheneinheit und den Controller. Da sich Mikrocomputer heute immer weiter in Richtung ultraleicht und ultradünn entwickeln, müssen CPUs eine hohe Leistung und Geschwindigkeit beibehalten und gleichzeitig die folgenden Elemente beim Design berücksichtigen:

• Geringer Stromverbrauch Reduzieren Sie die Betriebsspannung und reduzieren Sie den Stromverbrauch Versorgungsverbrauch, um die Arbeitszeit effizienter zu verlängern.

• Geringer Wärmeverbrauch reduziert die Wärmeerzeugung, um die Systemstabilität bei Hochgeschwindigkeitsrechnen sicherzustellen.

• Hochdichte Verpackung reduziert die Größe und bietet mehr Funktionen.

Die Funktion der Zentraleinheit (CPU) besteht hauptsächlich darin, Computeranweisungen zu interpretieren und Daten in Computersoftware zu verarbeiten. Die CPU ist die Kernkomponente des Computers, die dafür verantwortlich ist, Anweisungen zu lesen, sie zu dekodieren und auszuführen. Die Zentraleinheit besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen, nämlich dem Controller und der Recheneinheit, zu denen auch der Cache-Speicher und der Daten- und Steuerbus gehören, der die Verbindung zwischen ihnen herstellt. Die drei Kernkomponenten eines elektronischen Computers sind die CPU, der interne Speicher und die Eingabe-/Ausgabegeräte. Die Funktionen der Zentraleinheit bestehen hauptsächlich darin, Anweisungen zu verarbeiten, Operationen auszuführen, die Zeit zu steuern und Daten zu verarbeiten.

In der Computerarchitektur ist die CPU die Kernhardwareeinheit, die alle Hardwareressourcen des Computers (wie Speicher, Eingabe- und Ausgabeeinheiten) steuert und zuweist und allgemeine Vorgänge ausführt. Die CPU ist der Rechen- und Steuerungskern des Computers. Die Operationen aller Softwareschichten im Computersystem werden schließlich über den Befehlssatz auf CPU-Operationen abgebildet.

Der Kernteil der CPU

1. Rechner

Der Rechner bezieht sich auf die Komponente im Computer, die verschiedene arithmetische und logische Operationen ausführt. Die arithmetische Logikeinheit ist Teil des zentralen Verarbeitungskerns.

(1) Arithmetisch-Logische Einheit (ALU). Arithmetische Logikeinheit bezieht sich auf eine kombinatorische Logikschaltung, die mehrere Sätze arithmetischer Operationen und logischer Operationen realisieren kann. Sie ist ein wichtiger Teil der zentralen Verarbeitung. Die Operationen der arithmetischen Logikeinheit sind hauptsächlich Zwei-Bit-Arithmetikoperationen wie Addition, Subtraktion und Multiplikation. Während des Operationsprozesses führt die arithmetische Logikeinheit hauptsächlich arithmetische und logische Operationen mithilfe von Computeranweisungen aus. Im Allgemeinen kann die ALU die Rolle des direkten Einlesens und Auslesens spielen, was sich insbesondere in der Prozessorsteuerung, dem Speicher und der Eingabe widerspiegelt und Ausgabegeräte, Ein- und Ausgabe werden auf Basis des Busses realisiert. Der Eingabebefehl enthält ein Anweisungswort, einschließlich Operationscode, Formatcode usw.

(2) Zwischenregister (IR). Seine Länge beträgt 128 Bit und seine tatsächliche Länge wird durch die Operanden bestimmt. IR spielt eine wichtige Rolle bei der „Push and Fetch“-Anweisung. Während der Ausführung dieser Anweisung wird der Inhalt von ACC an IR gesendet, dann wird der Operand an ACC abgerufen und dann wird der Inhalt von IR auf den Stapel geschoben.

(3) Betriebsakkumulator (ACC). Aktuelle Register sind im Allgemeinen Einzelakkumulatoren mit einer Länge von 128 Bit. Für ACC kann es als Akkumulator variabler Länge betrachtet werden. Bei der Beschreibung von Anweisungen wird die ACC-Länge im Allgemeinen auf der Grundlage des ACS-Werts ausgedrückt, und die ACS-Länge steht in direktem Zusammenhang mit der ACC-Länge. Eine Verdoppelung oder Halbierung der ACS-Länge kann auch als Verdoppelung oder Halbierung der ACC-Länge angesehen werden.

(4) Deskriptorregister (DR). Es wird hauptsächlich zum Speichern und Ändern von Deskriptoren verwendet. Die Länge von DR beträgt 64 Bit. Um die Datenstrukturverarbeitung zu vereinfachen, spielt die Verwendung von Deskriptoren eine wichtige Rolle.

(5)B-Register. Es spielt eine wichtige Rolle bei der Änderung von Anweisungen. Die Länge des B-Registers beträgt 32 Bit. Es kann den Adressänderungsbetrag während des Adressänderungsprozesses speichern. Der Deskriptor bezieht sich auf das erste Element im Array, daher sollten für den Zugriff auf andere Elemente im Array Modifikatoren erforderlich sein. Bei Arrays bestehen sie aus Daten gleicher Größe oder Elementen gleicher Größe und werden kontinuierlich gespeichert. Die übliche Zugriffsmethode ist der Vektordeskriptor, da die Adresse im Vektordeskriptor eine Byteadresse ist, also beim Fortfahren Während der Konvertierung Dabei sollten zunächst die Basisadressen hinzugefügt werden. Bei der Konvertierung erfolgt die Umsetzung größtenteils automatisch durch die Hardware. Dabei muss besonders auf die Ausrichtung geachtet werden, um eine Überschreitung der Array-Grenzen zu vermeiden.

2. Controller

Der Controller bezieht sich auf das Master-Gerät, das die Verkabelung des Hauptstromkreises oder Steuerstromkreises ändert und den Widerstandswert im Stromkreis in einer vorgegebenen Reihenfolge ändert, um den Start, die Geschwindigkeitsregelung, das Bremsen und die Rückwärtsrichtung des Motors zu steuern. Der Controller besteht aus dem Programmstatusregister PSR, dem Systemstatusregister SSR, dem Programmzähler-PC, dem Befehlsregister usw. Als „Entscheidungsmechanismus“ besteht seine Hauptaufgabe darin, Befehle zu erteilen und eine Koordinierungs- und Befehlsrolle im Betrieb zu spielen des gesamten Computersystems. Es gibt zwei Hauptkategorien von Steuerungen: kombinatorische Logiksteuerungen und mikroprogrammierte Steuerungen. Beide Teile haben ihre eigenen Vor- und Nachteile. Unter diesen ist die Struktur der kombinatorischen Logiksteuerung relativ komplex, ihr Vorteil besteht jedoch darin, dass sie schneller ist. Das Design der mikroprogrammierten Steuerung hat eine einfache Struktur, aber wenn die Funktion eines Maschinenbefehls geändert wird, muss das gesamte Mikroprogramm neu programmiert werden.

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