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第五章 中央处理器 第一节 CPU的功能和组成 一、CPU的功能 1、指令控制 - 程序执行顺序的控制 2、操作控制 - 指令的具体操作控制 3、时间控制 - CPU动作的节奏控制 - CPU根据时间来识别一串二进制数具体的表示 4、数据加工 - 算术运算 - 逻辑运算 第二节 指令周期 一、指令周期的基本概念 1、指令周期 - CPU取出并执行一条指令的时间 2、机器周期（CPU周期） - CPU读取一条指令的最短时间 - 简化为定长的单字长指令系统 - CPU访问一次内存的时间 3、时钟周期 - CPU动作的最小单位 - 节拍脉冲或T周期 - CPU主频的倒数 第二节 指令周期 第三节 时序产生器和控制方式 一、时序信号 1、时序信号的作用和体制 - 计算机能够准确、迅速、有条不紊的自动工作 - 主状态周期-节拍电位-节拍脉冲三级体制(硬布线控制器) - 节拍电位-节拍脉冲二级体制(微程序控制器) 2、时序信号的产生 第三节 时序产生器和控制方式 二、时序控制方式 1、执行不同指令需要不同的时间 2、时序控制方式 - 控制器对不同指令执行时间的控制方式 3、同步控制方式 - 分配给所有指令的执行时间都相同 4、异步控制方式 - 分配给每条指令的执行时间是实际的执行时间 5、联合控制方式 - 同步控制方式和异步控制方式的结合 - 不同指令的指令周期包含不同数目的机器周期 第四节 微程序控制器 一、一条指令的具体执行过程 第四节 微程序控制器 二、微程序控制器的基本思想 1、指令执行 - 通过一系列控制信号来完成 2、操作控制器 - 提供一条指令执行所需要的一系列控制信号 3、操作控制器的实现 - 硬布线技术 - 微程序技术 4、微命令 5、微指令 6、微程序 第四节 微程序控制器 三、采用微程序技术的CPU逻辑框图 第四节 微程序控制器 四、微指令格式 1、微指令格式 - 操作控制部分存储各个微命令 - 顺序控制部分指出后继微指令的地址 2、每条微指令只存储一个CPU周期该发出的微命令 第四节 微程序控制器 五、微程序举例 1、 十进制加法指令（参加运算的两个数是用二进制数表示的一位十进制数，即8421-BCD码），为方便起见，假设参加运算的两个数已经存放在R1和R2中，R3=6。且设该指令汇编语句为DADD R1，R2 2、R1+R2→R2，R2+R3→R2 3、软件修正 第四节 微程序控制器 六、微程序概念 1、一条机器指令的执行是通过执行几条微指令来实现的，这几条微指令就构成一段微程序。也即，一条机器指令是由一段微程序来实现的 2、CPU周期与微指令周期 3、机器指令与微指令 七、微程序设计技术 1、微命令编码：直接表示法，编码表示法，混合表示法 2、微地址形成：计数器方式，多路转移方式， 3、微指令格式：水平型微指令，垂直型微指令 4、动态微程序设计 第五节 流水CPU和RISC CPU 一、