內(nèi)部控制原理真的很復(fù)雜很繁瑣
第一個(gè)微處理器是英特爾4004，于1971年推出.4004功能不是很強(qiáng)大，它所能做的只是加減法，它一次只能做4位。
制造成家用計(jì)算機(jī)的第一個(gè)微處理器是英特爾8080，它是一個(gè)完整的8位計(jì)算機(jī)，在一個(gè)芯片上，于1974年推出。
首先了解基本名稱(chēng)
數(shù)據(jù)寬度為ALU的寬度。8位ALU可以加、減、乘、等。兩個(gè)8位數(shù)字，而32位ALU可以操作32位數(shù)字。8位ALU必須執(zhí)行4條指令才能添加兩個(gè)32位數(shù)字，而32位ALU可以在一條指令中執(zhí)行。在許多情況下，外部數(shù)據(jù)總線的寬度與ALU的寬度相同，但并非總是如此。8088有一個(gè)16位ALU和一個(gè)8位總線，而Pentiums為32位ALU一次取64位數(shù)據(jù)。
MIPS代表“每秒數(shù)百萬(wàn)條指令”，并且是CPU性能的粗略衡量標(biāo)準(zhǔn)。
晶體管數(shù)量和MIPS之間存在密切關(guān)系。例如，8088時(shí)鐘頻率為5 MHz，但僅以0.33 MIPS（每15個(gè)時(shí)鐘周期約一條指令）執(zhí)行。現(xiàn)代處理器通?？梢悦總€(gè)時(shí)鐘周期以?xún)蓚€(gè)指令的速率執(zhí)行。這種改進(jìn)與芯片上的晶體管數(shù)量直接相關(guān)
微處理器的三個(gè)基本運(yùn)作關(guān)系如下
以下是個(gè)簡(jiǎn)單微處理器的組件：
寄存器A，B和C只是由觸發(fā)器制成的鎖存器。
地址鎖存器就像寄存器A，B和C.
程序計(jì)數(shù)器是一個(gè)鎖存器，具有額外的能力，當(dāng)被告知這樣做時(shí)增加1，并且當(dāng)被告知這樣做時(shí)也重置為零。
ALU邏輯單元可以像8位加法器一樣簡(jiǎn)單，它可以對(duì)8位值進(jìn)行加，減，乘和除。
地址和數(shù)據(jù)總線，以及RD和WR線。這些總線和線路連接到RAM或ROM。在我們的樣本微處理器中，有一個(gè)8位寬的地址總線和8位寬的數(shù)據(jù)總線。這意味著微處理器可以尋址（2 8）256字節(jié)的存儲(chǔ)器，并且它可以一次讀取或?qū)懭?位存儲(chǔ)器。讓我們假設(shè)這個(gè)簡(jiǎn)單的微處理器有128個(gè)字節(jié)的ROM，從地址0開(kāi)始，128個(gè)字節(jié)的RAM從地址128開(kāi)始。
ROM代表只讀存儲(chǔ)器。ROM芯片被編程為具有永久的預(yù)設(shè)字節(jié)集合。地址發(fā)給總線告訴ROM芯片哪個(gè)字節(jié)到達(dá)并放在數(shù)據(jù)總線上。當(dāng)RD線改變狀態(tài)時(shí)，ROM芯片將所選字節(jié)呈現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上。
幾乎所有計(jì)算機(jī)都包含一些ROM（可以創(chuàng)建一個(gè)不包含RAM的簡(jiǎn)單計(jì)算機(jī) - 許多微控制器通過(guò)在處理器芯片本身放置一些RAM字節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn) - 但通常無(wú)法創(chuàng)建一個(gè)不包含ROM）。在PC上，ROM稱(chēng)為BIOS（基本輸入/輸出系統(tǒng)）。當(dāng)微處理器啟動(dòng)時(shí)，它開(kāi)始執(zhí)行它在BIOS中找到的指令。BIOS指令執(zhí)行諸如測(cè)試機(jī)器中的硬件之類(lèi)的操作，然后將其轉(zhuǎn)到硬盤(pán)以獲取引導(dǎo)扇區(qū)（請(qǐng)參閱硬盤(pán)的工作原理）詳情）。這個(gè)引導(dǎo)扇區(qū)是另一個(gè)小程序，BIOS從磁盤(pán)讀取后將其存儲(chǔ)在RAM中。然后微處理器開(kāi)始從RAM執(zhí)行引導(dǎo)扇區(qū)的指令。引導(dǎo)扇區(qū)程序?qū)⒏嬖V微處理器從硬盤(pán)中取出其他東西到RAM中，然后微處理器執(zhí)行。
能力有限大致說(shuō)到這里，還有很多細(xì)節(jié)，建議有興趣還是查閱專(zhuān)業(yè)書(shū)籍。
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