写在前面： 我是「虐猫人薛定谔i」，一个不满足于现状，有梦想，有追求的00后
$\quad$
本博客主要记录和分享自己毕生所学的知识，欢迎关注，第一时间获取更新。
$\quad$
不忘初心，方得始终。自己的梦想，终有一天会实现！
$\quad$

❤❤❤❤❤❤❤❤❤❤

CPU结构

CPU实质包括运算器和控制器两大部分

控制器负责协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列，其基本功能是取指令、分析指令和执行指令。

CPU必须具有控制程序的顺序执行（称指令控制）、产生完成每条指令所需的控制命令（称操作控制）、对各种操作加以时间上的控制（称时间控制）、对数据进行算术运算和逻辑运算（数据加工）以及处理中断等功能。

1、用户可见寄存器

按其特征又可以分为以下几类：
通用寄存器、数据寄存器、地址寄存器和条件码寄存器

2、控制和状态寄存器

CPU中还有一类寄存器用于控制CPU的操作或运算。

控制单元（CU）是提供完成计算机全部指令操作的微操作命令序列部件。

指令周期

CPU每取出并执行一条指令所需的全部时间称为指令周期，也即CPU完成一条指令的时间



指令周期的数据流

指令流水

执行效率不能加倍的两个原因

为了进一步提高处理速度，可将指令的处理过程分解为更细的几个阶段

流水线性能
1、吞吐率
在指令级流水线中，吞吐率是指单位时间内流水线所完成指令或输出结果的数量。
吞吐率又有最大吞吐率和实际吞吐率之分。
2、加速比
流水线的加速比是指m段流水线的速度与等功能的非流水线的速度之比。
3、效率
效率是指流水线中各项功能段的利用率。
流水线中的多发技术
常见的多发技术有超标量技术、超流水线技术和超长指令字技术。

流水线的结构

典型的指令执行过程可分为如下几个阶段

中断系统

实际上I/O中断只是CPU众多中断中的一种，引起中断的因素很多，为了处理各种中断，CPU内通常设有中断机构——中断系统，以解决各种中断的共性问题。

引起中断的因素
1、人为设置中断
2、程序性事故
3、硬件故障
4、I/O设备
5、外部事件

中断系统需要解决的问题

由于不同的中断源对应不同的中断服务程序，故准确找到服务程序的入口地址是中断处理的核心问题。通常有两种方法寻址入口地址：硬件向量法和软件查询法。

CPU响应中断后，即进入中断周期。在中断周期内，CPU要自动完成一系列操作，具体如下：
（1）保护程序断点
（2）寻找中断服务程序的入口地址
（3）关中断

中断屏蔽技术

---