什么是微处理机?

什么是微处理机?

什么是微处理机?微处理机就是备有将识别符给予可以取多个状态的任务，与这些任务识别符对应地保持任务状态的任务状态表，保持现在执行中的任务识别符的任务寄存器，当存在任务要求时，将在用所定的程序键进行密码化的状态中存储在外部存储器中的程序读入超高速缓冲器线单位的接口，根据程序键产生对每条超高速缓冲器线不同的解码键，对读入的内容进行解码的密码处理部分，对于每条超高速缓冲器线将与用于这条超高速缓冲器线的解码的解码键对应的任务识别符保持在标签中的超高速缓冲存储器，和比较保持在超高速缓冲器线的标签中的任务识别符和任务寄存器的值，当值不一致时废弃超高速缓冲器线的内容的访问验证部分。

微处理机简介

“微处理机”是天文学专有名词。来自中国天文学名词审定委员会审定发布的天文学专有名词中文译名，词条译名和中英文解释数据版权由天文学名词委所有。


图1 微处理机原理及应用

微处理机基本结构

一个微处理机的功能可视為一个万用的数位逻辑电路，基本结构中包括了(1)算术、逻辑运算电路 (2)控制电路 (3)暂存器电路。

   

為了让读者容易明白微处理机的功能，我们不妨先以一个万用的逻辑电路来看待它的设计目的与演变。首先以(图1-1a)的设计而言，当我们将资料输入给微处理机时，微处理机的暂存器电路可以记录此资料，然后由算术、逻辑运算电路计算后再存入暂存器电路等待输出，输入与输出之间的传输，暂存器之间的资料搬移以及微处理机要做些什麼运算，就得靠控制电路来发挥功能了，而控制电路动作的顺序，可由控制匯流排中的编码告知控制电路。请读者注意的是微处理机使用匯流排传输资料，资料输出与输入都是同样的资料匯流排。
   
如果将控制匯流排中的编码称為指令，虽然我们可以从控制匯流排中输入指令来告诉控制电路要做些什麼， 但是实际的应用中我们却需要将指令也从资料匯流排中输入，此时微处理机的设计就必须稍作改变。如(图1-1b)所示，在控制电路的输入端与资料匯流排之间增加了一个指令暂存器，用以储存资料匯流排输入的指令，取代了由控制匯流排输入指令的功能，此时的控制匯流排并不因此而废除，因為它还必须送入週期性的时脉信号用以区分资料匯流排中输入的何者是指令或何者是资料，以及输出信号告知外界资料匯流排上正处於输入或是输出。   



前面的段落中我们曾经谈到指令也需要从资料匯流排中输入，这是因為我们希望能安排一系列的工作给微处理机自动的去处理，而非用手动方式在控制电路上一道一道地输入指令，因此我们就必须将指令和资料作有顺序的安排，也许你可以将这些指令和资料的编码打成有洞的纸带，然后将它经过光电转换到资料匯流排上，就可完成顺序处理的目的，但是现今的电脑都是用记忆体来存放微处理机工作程序的，因此微处理机在设计上又必须再做一些改造。
   
首先我们必须瞭解记忆体是一种依靠位址线区隔记忆资料的装置，如果未曾学过记忆体请看2.2-2节的说明。微处理机為了能够依序的从记忆体中得到应有的指令及资料，就必须规划一个计数器来改变记忆体的位址，以便工作能够依位址的递增而进行，这个计数器在微处理机中称為程式计数器(Program Counter)，它以位址匯流排输出计数的状态连接至记忆体的位址线，用以取得记忆体中的指令和资料。


   
虽然现今的微处理机随著功能的改进，复杂的程度已经与以上的说明差别甚大，但是工作的基本原理仍然由(图1-1c)的基本结构演变而来，初学者不可不知。