西門子CPU模塊

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西門子CPU模塊

英文Logic components；運算邏輯部件。可以執行定點或浮點算術運算操作、移位操作以及邏輯操作，也可執行地址運算和轉換。

更細一點，從實現的功能方面看，CPU大致可分為如下八個邏輯單元：

（1）指令寄存器 ：它是芯片上的指令倉庫，有了它CPU就不必停下來查找計算機內存中的指令，從而大幅提高了CPU的運算速度。

（2）指令譯碼器 ：它負責將復雜的機器語言指令解譯成運算邏輯單元（ALU）和寄存器能夠理解的簡單格式，就像一位外交官。

（3）控制單元 ：既然指令可以存入CPU，而且有相應指令來完成運算前的準備工作，背后自然有一個扮演推動作用的角色——它便是負責整個處理過程的操作控制器。根據來自譯碼單元的指令，它會生成控制信號，告訴運算邏輯單元（ALU）和寄存器如何運算、對什么進行運算以及對結果進行怎樣的處理。

（4）寄存器 ：它對于CPU來說非常的重要，除了存放程序的部分指令，它還負責存儲指針跳轉信息以及循環操作命令，是運算邏輯單元（ALU）為完成控制單元請求的任務所使用的數據的小型存儲區域，其數據來源可以是高速緩存、內存、控制單元中的任何一個。

實現一個數字系統需要三個主要的組成部分 [1]：

（1）計算對位進行操作的函數的組合邏輯（ALU）；

（2）存儲位的存儲器元素（寄存器）；

（3）控制存儲器元素更新的時鐘信號。

CPU的根本任務就是執行指令，對計算機來說最終都是一串由“0"和“1"組成的序列。CPU從邏輯上可以劃分成3個模塊，分別是控制單元、運算單元和存儲單元，這三部分由CPU內部總線連接起來

控制單元是整個CPU的指揮控制中心，由指令寄存器IR(Instruction Register)、指令譯碼器ID(Instruction Decoder)和操作控制器OC(Operation Controller)等，對協調整個電腦有序工作極為重要。它根據用戶預先編好的程序，依次從存儲器中取出各條指令，放在指令寄存器IR中，通過指令譯碼(分析)確定應該進行什么操作，然后通過操作控制器OC，按確定的時序，向相應的部件發出微操作控制信號。操作控制器OC中主要包括節拍脈沖發生器、控制矩陣、時鐘脈沖發生器、復位電路和啟停電路等控制邏輯。

運算單元

是運算器的核心。可以執行算術運算(包括加減乘數等基本運算及其附加運算)和邏輯運算(包括移位、邏輯測試或兩個值比較)。相對控制單元而言，運算器接受控制單元的命令而進行動作，即運算單元所進行的全部操作都是由控制單元發出的控制信號來指揮的，所以它是執行部件。

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