「计算机组成原理」:一文快速了解计算机原理知识点-附思维导图( 六 )
- 组成控制器的基本电路具有记忆功能的触发器以及由它组成的寄存器 , 计数器和存储单元没有记忆功能的门电路及由它组成的加法器 , 算术逻辑运算单元(ALU)和各种逻辑电路
- 举例加法:取指令——>计算操作数地址——>取操作数——>执行结果并运算送结果
- 条件转移指令:取指令——>计算地址
- 控制器的功能就是按每一条指令的要求产生所需的控制信号
- 产生控制信号的方法微程序控制硬布线控制
(1)基本概念
- 微指令在微程序控制的计算机中 , 将由同时发出的控制信号所执行的一组微操作
- 微命令将指令分为若干条微指令 , 按次序执行这些微指令 。 组成微指令的操作即微命令
- 微程序计算机的程序由指令序列构成 , 而计算机每条指令的功能均由微指令序列解释完成 , 这些微指令序列的集合就叫做微程序
- 控制存储器微程序一般是存放在专门的存储器中的 , 由于该存储器主要存放控制命令(信号)与下一条执行的微指令地址(简称下址)存储单元内容(1)微指令的控制信号——控制位(2)下条微指令的地址——下址字段存储芯片:ROM执行一条指令实际上就是执行一段存放在控制存储器中的微程序
- 控制信号(23条)
- 书上加法的过程
- 微指令格式:控制字段+下载字段
- 23个控制位 , 12个下址位——>容量为4K
- 取址微指令的操作对所有指令都是相同的 , 所以是一条公用的微指令 , 其下址由操作码译码产生
- 时序信号及工作脉冲的形成
- 停机和停电的区别停机电压:稳定存放内容:保持重启PC内容:断点指令地址停电电压:消失存放内容:RAM的内容消失重启PC内容:第一条指令地址
(1)如何缩短微指令字长
- ①直接控制法(容量太小)编译方法:每一位代表一个控制信号 , 直接送往相应的控制点优点:控制简单缺点:微指令字长过大
- ②字段直接编译法选出互斥的微指令每个字段都要留出一个代码 , 表示本段不发出任何指令(000)优点:节省微指令的字长缺点:增加了额外的硬件开销
- ③字段间接编译法指令之间相互联系的情况举例:A为0-7 , B为0-3 , 如果是直接编译——3+2=5 , 如果是间接编译——3+1=4编码方法:在字段直接编译法中 , 译码输出端要兼由另一字段中的某些微命令配合解释优点:减少了微指令长度缺点:可能削弱微指令的并行控制能力 , 同时增加硬件开销
- ④常熟源字段E(了解)
- ①现行微指令/微地址现行微指令:当前正在执行的指令现行微地址:存放现行微指令的控制器存储单元
- ②后继微指令/微地址后继微指令:下一条要执行的微指令后继微地址:存放后继微指令的控制器存储单元
- ③增量与下址字段结合产生后继微指令的方法下址字段分成:转移控制字段BCF和转移地址字段BAFBCF:控制微程序的转移情况BAF:转移后的微指令所在地址BAF有两种情况与uPC的位数相等——转移灵活 , 但增加微指令长度比uPC短——转移地址受到限制 , 但可缩短微指令长度优点微指令的下址字段很短 , 仅用于选择输入uPC计数器的某条线路有效缺点微程序转移不灵活 , 使得微程序在控存中的物理空间分配有困难
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