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免费智能真题库 > 历年试卷 > 信息系统管理工程师 > 2015年上半年 信息系统管理工程师 上午试卷 综合知识
  第1题      
  知识点:   CPU   控制器   异常   指令
  关键词:   CPU   异常事件   指令        章/节:   计算机硬件知识       

 
CPU中(1)不仅要保证指令的正确执行,还要能够处理异常事件。
 
 
  A.  运算器
 
  B.  控制器
 
  C.  寄存器组
 
  D.  内部总线
 
 
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  第1题    2016年上半年  
   27%
CPU主要包含(1)等部件。
  第1题    2018年上半年  
   37%
中央处理器(CPU)中的控制器部分不包含( )。
  第2题    2015年上半年  
   45%
构成运算器的部件中,为运算提供数据并暂时保存结果的是(2)。
   知识点讲解    
   · CPU    · 控制器    · 异常    · 指令
 
       CPU
        CPU即中央处理器,它是计算机系统的核心部分。刚才所列的系统性能评价指标都是围绕CPU的。当然,这些指标的评价结果是建立在CPU与其他系统部件(如内存)的协同工作的基础上的。单就CPU而言,考察它在系统中的工作性能要关注CPU利用率、队列长度、每秒中断次数,等。
 
       控制器
        控制器是指挥、协调计算机各大部件工作的指挥中心。控制器工作的实质就是解释、执行指令。它每次从存储器中取出一条指令,经分析译码,产生一串微操作命令,发向各个执行部件并控制各部件,使整个计算机连续地、有条不紊地工作。
        为了使计算机能够正确执行指令,CPU必须能够按正确的时序产生操作控制信号,这是控制器的主要任务。
        如下图所示,控制器主要由下列部分组成。
        
        控制器组成图
        (1)程序计数器(PC)。又称指令计数器或指令指针(IP),在某些类型的计算机中用来存放正在执行的指令地址;在大多数机器中则存放要执行的下一条指令的地址。指令地址的形成有两种可能:一是顺序执行的情况,每执行一条指令,程序计数器加“1”以形成下条指令的地址。该加“1”计数的功能,有的机器是PC本身具有的,也有的机器是借用运算器完成的;二是在某些条件下,需要改变程序执行的顺序,这常由转移类指令形成转移地址送到PC中,作为下条指令的地址。
        (2)指令寄存器(IR)。用以存放现行指令,以便在整个指令执行过程中,实现一条指令的全部功能控制。
        (3)指令译码器。又称操作码译码器,它对指令寄存器中的操作码部分进行分析解释,产生相应的控制信号提供给操作控制信号形成部件。
        (4)脉冲源及启停控制线路。脉冲源产生一定频率的脉冲信号作为整个机器的时钟脉冲,是周期、节拍和工作脉冲的基准信号。启停线路则是在需要的时候保证可靠地开放或封锁时钟脉冲,控制时序信号的发生与停止,实现对机器的启动与停机。
        (5)时序信号产生部件。以时钟脉冲为基础,产生不同指令相对应的周期、节拍、工作脉冲等时序信号,以实现机器指令执行过程的时序控制。
        (6)操作控制信号形成部件。综合时序信号、指令译码信息、被控功能部件反馈的状态条件信号等,形成不同指令所需要的操作控制信号序列。
        (7)中断机构。实现对异常情况和某些外来请求的处理。
        (8)总线控制逻辑。实现对总线信息传输的控制。
 
       异常
        异常是一种形式的异常控制流,它一部分是由硬件实现的,一部分是由操作系统实现的。因为它们有一部分是由硬件实现的,所以具体细节将随系统的不同而有所不同。然而,对于每个系统而言,基本的思想都是相同的。
        异常(exception)就是控制流中的突变,用来响应处理器状态中的某些变化。异常可以分为四类:中断(interrupt)、陷阱(trap)、故障(fault)和中止(abort)。下表对这些类别的属性做了小结。
        
        异常的类别
        (1)陷阱。陷阱是有意的异常,是执行一条指令的结果。就像中断处理程序一样,陷阱处理程序将控制返回到下一条指令。陷阱最重要的用途是在用户程序和内核之间提供一个像过程一样的接口,叫做系统调用。
        用户程序经常需要向内核请求服务,例如读一个文件、创建一个新的进程、加载一个新的程序或者中止当前进程。为了允许对这些内核服务的受控的访问,处理器提供了一条特殊的syscall指令,当用户程序想要请求服务n时,可以执行这条指令。执行syscall指令会导致一个到异常处理程序的陷阱,这个处理程序对参数解码,并调用适当的内核程序。
        (2)故障。故障由错误情况引起,它可能被故障处理程序修正。当一个故障发生时,处理器将控制转移给故障处理程序。如果处理程序能够修正这个错误情况,它就将控制返回到故障指令,从而重新执行它。否则,处理程序返回到内核中的abort例程,abort例程会中止引起故障的应用程序。
        (3)中止。中止是不可恢复的致命错误造成的结果,典型的是一些硬件错误,例如DRAM或者SRAM位被损坏时发生的奇偶错误。中止处理程序从不将控制返回给应用程序。处理程序将控制返回给一个abort例程,该例程会中止这个应用程序。
 
       指令
        指令是指挥计算机完成各种操作的基本命令。
        (1)指令格式。计算机的指令由操作码字段和操作数字段两部分组成。
        (2)指令长度。指令长度有固定长度的和可变长度的两种。有些RISC的指令是固定长度的,但目前多数计算机系统的指令是可变长度的。指令长度通常取8的倍数。
        (3)指令种类。指令有数据传送指令、算术运算指令、位运算指令、程序流程控制指令、串操作指令、处理器控制指令等类型。
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第1题    在手机中做本题
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