软件评测师考试考点分析与真题详解（最新版）第1章计算机系统构成及硬件基础知识1.1中央处理器既有的计算机（包括单片机、个人计算机、超级计算机）基本都是冯•诺依曼构造，这种构造将计算机分解成运算器、控制器、存储器、输入/输出设备，不加区别地将指令和数据存储在存储器中，指令、数据、存储地址都以二进制数表达。计算机运行时，执行的是存储器中的指令。由程序计数器来控制指令的执行。1.1.1中央处理器简介中央处理器是计算机的控制、运算中心，它重要通过总线和其他设备进行联络。此外，在嵌入系统设计中，外部设备也常常直接接到中央处理器（CPU）的外部输入/输出（I/O）脚的中断脚上。中央处理器的类型和品种异常丰富，多种中央处理器的性能也差异很大，有不一样的内部构造、不一样的指令系统。但由于它们都是基于冯•诺依曼构造，基本部分构成相似。1．运算器运算器的重要功能是在控制器的控制下完毕多种算术运算、逻辑运算和其他操作。一种计算过程需要用到加法器/累加器、数据寄存器或其他寄存器、状态寄存器等。加法是加法运算器的基本功能，在大多数的中央处理器中，其他计算也是通过变换后使用的，一种位加法的逻辑图如图1-1所示。其中：Xi、Yi是加数和被加数；Ci+1是低位进位；Ci是进位；Zi是和。为完毕多位数据加法，可以通过增长电路和部件，简朴的加法器可以变成串行、并行加法器，超前进位加法器等。运算器的位数，即运算器一次能对多少位的数据做加法，是衡量中央处理器的一种重要指标。2．控制器控制器是中央处理器的关键，它控制和协调整个计算机的动作。控制一般需要程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定期与控制电路，以及脉冲源、中断等共同完毕，如图1-2所示。中央处理器中各组件简介如下。（1）指令寄存器（InstructionRegister，IR）：显然，中央处理器即将执行的操作码表寄存在这里。（2）指令译码器（InstructionDecoder，ID）：将操作码解码，告诉中央处理器该做什么。（3）定期与控制电路（ProgrammableLogicArray，PLA）：用来产生多种微操作控制信号。（4）程序计数器（ProgramCounter，PC）：程序计数器中寄存的是下一条指令的地址。由于多数状况下程序是次序执行的，因此程序计数器设计成能自动加1的装置。当出现转移指令时，就需重填程序计数器。程序计数器也许是下一条指令的绝对地址，也也许是相对地址，即地址偏移量。（5）标志寄存器（FlagsRegister，FR）：这个寄存器一般记录运算器的重要状态或特性，经典的是与否溢出，成果为0，被0除等。这个寄存器的每一位表达一种特性。标志寄存器的经典应用是作为跳转指令的判断条件。（6）堆栈和堆栈指针：堆栈可以是一组寄存器或在存储器内的特定区域。由于寄存器数量总是有限的，因此大多数系统采用了使用存储器的软件堆栈。堆栈顶部的指针称为堆栈指针。3．寄存器组上面提及的程序计数器、标志寄存器等为专用寄存器，它们有特定的功能和用途。通用寄存器的功能由程序指令决定，最常见的应用是放置计算的中间成果，减少对存储器的访问次数。一般寄存器的宽度是和运算器的位数相一致的。1.1.2时序产生器和控制方式为了使得计算机各部件同步工作，计算机中均有一种脉冲源，一般是晶振。这个脉冲源产生主振脉冲，主振脉冲的时间间隔为主振周期，即时钟周期。中央处理器执行指令的时间（包括取址）为指令周期，由于指令也许有不一样的复杂度，因此每种指令的指令周期也许不一样。CPU周期也称为机器周期，一般是从内存中读一种指令的最短时间。CPU周期又由若干个时钟周期构成，如图1-3所示。一般把CPU执行指令的各个微操作遵照的时间次序称为时序。时序图是形象表达信号线上信息变化的时间序列的图形。组合逻辑控制和微过程控制是两种基本的控制方式。1．组合逻辑控制组合逻辑控制器是使用专用门的逻辑电路。它的实既有硬件接线控制和可编程逻辑阵列两种：硬件连线法最直接，可以用较少的组件实现最快的速度，不过假如要更改，只有重新设计；可编程逻辑阵列采用低成本大规模集成电路的方式。组合逻辑控制灵活性很差在复杂指令系记录算机中难以处理不停增长的复杂指令，不过它使用电...
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