计算机系统知识2

处理器

类型 英文缩写 核心特点 形象比喻
微处理器 MPU 专用电路板,保留嵌入式相关功能,体积小、成本低、可靠 嵌入设备的"精简主机板"
微控制器 MCU 单片化(单片机),集成度更高,功耗/成本更低 嵌入式的"迷你全能选手"
数字信号处理器 DSP 实时处理高速信号,哈佛结构,专用于信号采集计算 高速信号的"专属计算器"
图形处理器 GPU 数千核心并行计算,擅长3D渲染+AI训练推理 AI/图形的"并行运算军团"
片上系统 Soc 单芯片集成GPU/CPU/存储/接口等全组件 电子设备的"一站式全家桶"
现场可编程逻辑门阵列 FPGA 可现场变成重构逻辑,灵活性极强 硬件电路的"百变积木"

核心区分关键点

  1. MPU vs MCU: MPU 是"板级精简",MCU是单片集成,后者更小更省。
  2. DSP vs GPU: DSP 专攻"实时信号", GPU 主打 "并行计算"。
  3. Soc vs 其他: Soc 是"集成王者",把所有组件装一块芯片。
  4. FPGA:最大特点是"可编程重构",硬件逻辑可按需修改。

指令系统

1、指令格式: 操作码OP 和 地址码A。

2、操作码指定要完成的操作 或功能,地址码指定参与操作的操作数的地址

(程序=》编译》许多指令》内存=》cpu执行)

3、指令 的寻址方式:
顺序 寻址:下一条指令的地址由程序计数器PC 给出,PC每次自增+1。
跳跃 寻址:下一条指令的地址由指令本身 给出。(jump __)for循环

4、操作数 的寻址方式:
立即 寻址:指令的地址字段不是操作数的地址,而是操作数本身 ,速度最快;【不访问内存】
直接 寻址:指令的地址码字段给出操作数在内存的地址 (操作数在内存中);【访问一次内存】
间接 寻址:指令的地址码字段给出操作数在内存的地址的地址 操作数在内存中)【访问两次内存】
注:访问寄存器的速度比内存要快,寄存器在cpu中。

5、偏移寻址:
相对 寻址:指令的地址码字段是一个偏移量,这个偏移量加上程序计数器PC的值 即为操作数在内存的地址;
基址 寻址:指令的地址码字段是一个偏移量,这个偏移量加上基址寄存器 RbR_bRb 的值 即为操作数在内存的地址;
变址 寻址:指令的地址码字段是一个偏移量,这个偏移量加上变址寄存器 RxR_xRx 的值即为操作数在内存的地址。

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