计算机组成原理

存储器、I/O设备

总线

CPU


1:CPU

计算机所有要做的只是能够运行程序或者说多个程序,而程序包含系统程序和应用程序。但是落实到硬件执行上,程序对于CPU而言是以一条条指令构成的,指令要包括程序中所要求的控制和运算功能,应为CPU只认识指令。

(取指周期,间指周期,执行周期,中断周期)是重点

他们的过程一定要搞清楚!!!

他们中包括对数据通路和数据加工的内容。

CPU的功能:

指令控制:取指令、分析指令、执行指令,指对程序的顺序控制

操作控制:管理并长生有内存去除的每条指令的操作信号--执行指令的部分。

时间控制:包含在以上两点的

数据加工:算术和逻辑运算

中断处理:意外处理


为了完成这些功能,对应的硬件有:


1.1 CU(控制器)

微指令:

取指周期:

(背和理解)


间指


执行

1.非访存指令(寄存器)

1) CLA   请A       0->ACC

2) COM  取反       ACC->ACC

3) SHR 算术右移   L(ACC)->R(ACC)

4)CSL 循环左移     R(ACC)->L(ACC)

5)STP 停机指令


2)访存指令(内存)

1)加法指令 ADD X 加数从内存中取出来

Ad(IR)->MAR

1->R

M(MAR)->MDR

(ACC)+(MDR)->ACC


2)  存数指令 

STA X

Ad(IR)->MAR

1->W

ACC->MDR

MDR->M(MAR)

3)取数指令 LDA X

Ad(IR)->MAR

1->R

M(MAR)->MDR

MDR->ACC

4 转移指令

1)无条件转

JMP X

Ad(IR)->PC

2)条件转移

BAN X(负则转)


5  三类指令的指令周期

中断周期

程序断电存入“0”地址       程序断点进栈

0->MAR                        (SP)-1->MAR

1->W                             1->W

PC->MDR                        PC->MDR

MDR->M(MAR)                MDR->M(MAR)

       中断识别程序入口地址M->PC(两种方法)

0->EINT                            0->EINT

关中断:不允许发生中断


控制单元的功能


一、控制单元的外特性


1.输入信号

(1)时钟

CU 受时钟控制

一个时钟脉冲

2)指令寄存器  OP(IR)->CU

控制信号与操作码有关

3)标志

CU 受标志控制 条件

4)外来信号

INTR 中断请求

HRQ总线请求

2.输出信号

1)cpu内的各种控制信号

2)送至控制总线


二:数据通路

不采用不CPU内部总线方式



采用CPU内部总线方式





10

CPU控制单元的设计

1:硬布线

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