内容发布更新时间 : 2024/5/20 15:03:48星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

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网络工程师考试考点分析与真题详解（最新版）

第 1 章 计算机组成与结构

根据考试大纲，本章要求考生掌握以下知识点。

CPU（Centra Processing Unit,中央处理器）和存储器的组成、性能和基本工作原理； 常用I/O（Input/Output,输入/输出）设备、通信设备的性能，以及基本工作原理； I/O接口的功能、类型和特点；

复杂指令集计算机/精简指令集计算机，流水线操作，多处理机，并行处理。

1.1 计算机组成

中央处理器是计算机的控制、运算中心，它主要通过总线和其他设备进行联系，另外，在嵌入式系统设计中，外部设备也常常直接接到中央处理器的外部I/O脚的中断脚上。 中央处理器的类型和品种异常丰富，各种中央处理器的性能也差别很大，有不同的内部结构、不同的指令系统，但由于都基于冯·诺依曼结构，基本组成部分相似。

1.1.1 运算器

运算器的主要功能是在控制器的控制下完成各种算术运算、逻辑运算和其他操作。一个计算过程需要用到加法器/累加器、数据寄存器或其他寄存器，以及状态寄存器等。 加法是运算器的基本功能，在大多数的中央处理器中，其他计算是经过变换后进行的。一个位加法的逻辑图如图1-1所示。

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图1-1 位加法逻辑图

其中，Xi、Yi是加数和被加数，Ci+1是低位进位，Ci是进位，Zi是和。

为完成多位数据加法，可以通过增加电路和部件，使简单的加法器变为串行、并行加法器或超前进位加法器等。运算器的位数，即运算器一次能对多少位的数据做加法，是衡量中央处理器的一个重要指标。

1.1.2 控制器

控制器是中央处理器的核心，它控制和协调整个计算机的动作，其组成如图1-2所示。控制通常需要程序计数器、指令寄存器、指令译码器、定时与控制电路，以及脉冲源、中断（在图中未表示）等共同完成。

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图1-2 控制器的组成

有关控制器的各组件的简介如下。 1）指令寄存器（Instruction Register）

显然，中央处理器即将执行的操作码记录在这里。 2）指令译码器（Instruction Decoder） 将操作码解码，告诉中央处理器该做什么。

3）定时与控制电路（Programmable Logic Array） 用来产生各种微操作控制信号。 4）程序计数器（Program Counter）

程序计数器中存放的是下一条指令的地址。由于在多数情况下程序是按顺序执行的，所以程序计数器被设计成能自动加1.当出现转移指令、中断等情况时，就必须重填程序计数