2018-05-15

????????????????????????中央處理器知識(shí)體系結(jié)構(gòu)


會(huì)持續(xù)更新,補(bǔ)充。


知識(shí)框架

控制器的功能


取指令

?發(fā)出指令地址,取出指令的內(nèi)容。

分析指令

(1)對(duì)操作碼譯碼產(chǎn)生操作相應(yīng)部件的操作控制命令。

(2)根據(jù)尋址方式形成操作數(shù)地址。

執(zhí)行指令

(1)根據(jù)分析指令后產(chǎn)生的“操作命令”和“操作數(shù)地址”形成相應(yīng)的操作控制信號(hào)序列,通過(guò)CPU、存儲(chǔ)器以及輸入輸出設(shè)備的執(zhí)行實(shí)現(xiàn)每條指令的功能。

(2)處理運(yùn)算結(jié)果。

(3)形成下條指令的地址。

計(jì)算機(jī)不斷重復(fù)順序執(zhí)行上述三種基本操作:取指、分析、執(zhí)行

n控制程序和數(shù)據(jù)的輸入與結(jié)果輸出(I/O)


異常狀況


控制器基本組成框圖

分析:運(yùn)行時(shí),啟停線路在脈沖源的作用下將第一條地址放入PC,PC將指令地址放入地址總線中,然后,PC+1。通過(guò)地址中線中的地址,在存儲(chǔ)器中讀出指令,通過(guò)數(shù)據(jù)總線,放入IR中,操作碼經(jīng)過(guò)譯碼,在時(shí)序控制信號(hào)形成部件中,形成控制信號(hào),此控制信號(hào),控制各個(gè)部件的操作;與此同時(shí),地址碼經(jīng)過(guò)運(yùn)算器計(jì)算出操作數(shù)地址,通過(guò)地址總線讀出數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)總線放入運(yùn)算器中,經(jīng)過(guò)運(yùn)算,將數(shù)據(jù)通過(guò)數(shù)據(jù)總線放回存儲(chǔ)器中。如果此條指令為轉(zhuǎn)移指令,那么PC應(yīng)減一,然后加上轉(zhuǎn)移地址。


程序計(jì)數(shù)器? ?PC

指令地址寄存器。用來(lái)存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令地址或者即將要執(zhí)行的下一條指令地址;而在有指令預(yù)取功能的計(jì)算機(jī)中,一般還需要增加一些程序計(jì)數(shù)器用來(lái)存放要預(yù)取的指令地址。


? ? 指令寄存器 IR

即指令內(nèi)容寄存器。用以存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令,以便在指令執(zhí)行過(guò)程中,控制完成一條指令的全部功能。


指令譯碼器或操作碼譯碼器

對(duì)指令寄存器中的操作碼進(jìn)行分析解釋,即操作碼譯碼,產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。


幾種周期,以及周期之間的關(guān)系

周期

一個(gè)指令的執(zhí)行通常包含四個(gè)指令周期(不考慮間址周期和終端周期),指令周期包含機(jī)器周期,一個(gè)機(jī)器周期包含兩個(gè)時(shí)鐘周期。

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