CPU工作原理

CPU组成:控制单元、运算单元、存储单元

控制单元:由指令寄存器IR、指令译码器ID、操作控制器OC组成。

存储单元:由L1、L2缓存(SRAM)以及寄存器(可见和非可见,如通用寄存器和段寄存器为可见,程序可访问,数据暂存寄存器不可访问)。

CPU工作原理:控制单元要取下一条待运行指令,该指令的地址在程序计数器PC中,在x86CPU上,程序计数器就是cs:ip(段基址+偏移地址)。读取ip寄存器后,将此地址送上地址总线,CPU根据此地址便得到了指令,并将其送入指令寄存器IR中。指令译码器ID根据指令格式检查指令寄存器中的指令,先确定操作码是什么,再检查操作数类型,若是在内存中,就将相应操作数从内存中取回放入自己的存储单元,若操作数是在寄存器中就直接使用,免了去操作数这一过程。操作码有了,操作数有了,操作控制器给运算单元下令,运算单元收到指令后真正开始执行指令。ip寄存器的值被加上当前指令大小,于是ip又指向了下一条指令的地址。接着,控制单元又要取下一条指令了,流程回到了本段开头,CPU如此往复,具体见下图。

CPU无论实在实模式还是保护模式,这一工作方式是不变的。

CPU工作原理