2021软考数据库系统工程师：CPU与控制器详解

本笔记主要针对2021年软考数据库系统工程师考试，内容涵盖了CPU的构成及其各组成部分的功能和工作原理。首先，我们来详细了解CPU的核心组件： 1. **运算器**: - 运算器是CPU的关键部分，负责执行算术和逻辑运算，包括基本运算（加、减、乘、除）和附加运算，以及逻辑测试（如与、或、非、比较等）。 - 其组成部分有算术逻辑单元（ALU），用于执行指令中的算术和逻辑操作；累加寄存器（AC）或累加器，作为运算期间的工作区域；数据缓冲寄存器（DR）作为内存读写操作的临时存储和数据传输中转站；状态条件寄存器（PSW）保存运算结果的状态标志和控制标志。 2. **控制器**: - 控制器确保计算机程序的自动运行，并处理异常情况。它包含指令控制、时序控制、总线控制和中断控制逻辑。 - 主要部件包括指令寄存器（IR）、程序计数器（PC）储存指令地址、地址寄存器（AR）保持内存地址、以及指令译码器（ID）解析指令并发出控制信号。 3. **寄存器组**: - 分为专用寄存器（如运算器和控制器内部的固定用途寄存器）和通用寄存器（可由程序员指定用途，数量取决于处理器的不同）。 - 原码表示法是数的表示方法之一，其中最高位用于表示符号，如0代表正数，1代表负数，0的原码表示形式有[+0]原=00000000和[-0]原=10000000。 4. **数的表示**: - 原码表示法适用于定点整数，范围从-(2^n-1-1)到+(2^n-1)，其中n为位数。 这一章详细介绍了计算机硬件的基础架构，对于理解数据库系统工程师所需的计算机系统知识至关重要。掌握这些概念有助于考生在软考中理解数据库管理系统如何与底层硬件交互，以及数据在计算机内部如何被处理和存储。通过深入理解这些知识点，考生能够更好地设计、优化和维护数据库系统，确保数据的安全和高效管理。