單處理系統

單處理系統

單處理系統(uniprocessing system)是利用唯一的處理單元與其它外部設備結合起來,實現存儲、計算、通信和輸入輸出等任務的系統。

中央處理器CPU是由控制器、運算器和暫存器組成。利用超大規模積體電路製成的晶片就稱為微處理器。

把處理器和記憶體器ROM、RAM結合在一起,就是中央電子集合體CEC,處理器的任務是取出指令、解釋指令並執行指令。為此,妹子處理器都有自己的一套指令,如ADD、STORE和LOAD等,我們稱它為指令集。

基本介紹

  • 中文名:單處理系統
  • 外文名:uniprocessing system
  • 定    義:唯一的處理單元連線其它外部設備
  • 套用學科:計算機原理術語
  • 縮寫:US
  • 格式與種類:指令碼與運算元
概念,工作原理,指令的格式與種類,面向匯流排的組織方式,

概念

單處理系統(uniprocessing system)是利用唯一的處理單元與其它外部設備結合起來,實現存儲、計算、通信和輸入輸出等任務的系統。
中央處理器CPU是由控制器、運算器和暫存器組成。利用超大規模積體電路製成的晶片就稱為微處理器。
把處理器和記憶體器ROM、RAM結合在一起,就是中央電子集合體CEC,處理器的任務是取出指令、解釋指令並執行指令。為此,每個處理器都有自己的一套指令,如ADD、STORE和LOAD等,我們稱它為指令集。
控制器的任務是負責從存儲器中取出指令、確定指令的類型並對指令進行解碼,而且控制整個計算機系統一步一步地完成各種操作。
運算器又稱為算術邏輯單元(ALU)。它為計算機提供了計算與邏輯功能。控制器把數據送給ALU後,它就根據指令完成算術運算或邏輯判斷。所謂算術運算,就是加、減、乘、除;所謂邏輯判斷,通常是根據比較的結果進行選擇。
暫存器則是處理器內部的存儲單元。在控制器中的暫存器,用於保存程式運行中的狀態、存儲當前指令的信息以及將要執行下一條指令的地址等。在運算器中的暫存器,用於存儲進行運算與比較的數據及其結果。當然,暫存器的容量非常有限,遠遠存放不下處理器運行某一程式所需的全部信息。這些信息就存儲在RAM、ROM等記憶體中。
影響處理器性能與速度的一個重要因素就是暫存器的位數,即暫存器長度。從技術上說,計算機的字長就是指運算元暫存器的長度,後來才泛指進出處理器的數據長度。

工作原理

指令的格式與種類

每條指令通常由兩部分組成,一是指令碼,指明執行哪種操作,又稱操作碼;二是運算元,實際它告訴人們運算元存放的地址。在指令的地址部分,一般很少直接指定真實地址,而是使用由暫存器存放的地址。指令的這種定址方式,稱為間接定址。這樣做是為了便於編寫程式,或是為了縮短指令字長,或是兩者兼而有之。
單地址的指令比較多,但也有用兩個以上的地址,供一些複雜指令使用。IBM360/370系統的指令由16位(2位元組或半字長)、32位(4位元組或1字長)、48位(6位元組或1個半字長)組成,最多可有3個地址。

面向匯流排的組織方式

在微型機以及小型機中,大多數採用面向匯流排的組織方式。
所謂匯流排就是在兩個以上的數字設備之間提供傳送信息的電流,在面向匯流排的計算機系統中,處理器、存儲器以輸入輸出設備都用匯流排連在一起。匯流排通常由3部分組成:數據匯流排、地址匯流排和控制匯流排。三者合一,稱為單匯流排,它們在物理上都做在一起。工作時各司其職:當需要傳送數據或傳送完畢,都要通過控制匯流排傳遞適當的信號;當需要由存儲器取出數據時,先由地址匯流排給出地址對存儲單元定址,然後就利用數據匯流排把數據送至目的地。
匯流排可以是單向傳送也可以是雙向傳送。

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