计算机硬件系统组成.pptVIP

（六）JMP 21 指令 JMP指令的指令周期由两个CPU周期组成。1. 第一个CPU周期（取指令阶段） CPU把24号单元的“JMP 21”指令取出放至指令寄存器， 同时程序计数器内容加1，变为25，从而取下一条指令做好准备。 2. 第二个CPU周期（执行阶段） CPU把指令寄存器中地址码部分21送到程序计数器，从而用新内容21代替PC原先的内容25。这样，下一条指令将不从25单元读出，而是从内存21单元开始读出并执行，从而改变了程序原先的执行顺序。 注意：执行“JMP 21”指令时，我们此处所给的四条指令组成的程序进入了死循环，除非人为停机，否则这个程序将无休止地运行下去。 第三十页，共五十四页，2022年，8月28日 第三十一页，共五十四页，2022年，8月28日 6.3 微程序控制器一、基本概念微程序控制器：所有控制信号皆由微程序及相关电路产生。微操作：计算机最小且不可分解的操作。微操作控制信号：控制微操作的信号。微指令：若干个微命令的集合。微命令：产生微操作控制信号的命令。微程序：完成一条机器指令所需全部微指令的有序集合。微控制存储器：用来存放微程序的存储器。 第三十二页，共五十四页，2022年，8月28日 二、微程序控制器的工作过程（一）结构1. 结构框图 第三十三页，共五十四页，2022年，8月28日 它主要由控制存储器、微指令寄存器和地址转移逻辑三大部分组成。1. 控制存储器　　控制存储器用来存放实现全部指令系统的微程序，它是一种只读存储器。一旦微程序固化，机器运行时则只读不写。其工作过程是：每读出一条微指令，则执行这条微指令；接着又读出下一条微指令，又执行这一条微指令……。读出一条微指令并执 行微指令的时间总和称为一个微指令周期。通常，在串行方式的微程序控制器中，微指令周期就是只读存储器的工作周期。控制存储器的字长就是微指令字的长度，其存储容量视机器指令系统而定，即取决于微程序的数量。对控制存储器的要求是速度快，读出周期要短。  第三十四页，共五十四页，2022年，8月28日 2.微指令寄存器　　微指令寄存器用来存放由控制存储器读出的一条微指令信息。其中微地址寄存器决定将要访问的下一条微指令的地址，而微命令寄存器则保存一条微指令的操作控制字段和判别测试字段的信息。3.地址转移逻辑 　　在一般情况下，微指令由控制存储器读出后直接给出下一条微指令的地址，通常我们简称微地址，这个微地址信息就存放在微地址寄存器中。如果微程序不出现分支，那么下一条微指令的地址就直接由微地址寄存器给出。当微程序出现分支时，意味着微程序出现条件转移。在这种情况下，通过判别测试字段P和执行部件的“状态条件”反馈信息，去修改微地址寄存器的内容，并按改好的内容去读下一条微指令。地址转移逻辑就承担自动完成修改微地址的任务。 第三十五页，共五十四页，2022年，8月28日 （二）工作过程 以执行一条加法指令为例，它由四条微指令解释执行，一条微指令中的所有控制信号是同时发出的。每条微指令所需的控制信号如下：1. 取指微指令⑴ 指令地址送地址总线；⑵ 发访存控制命令，从存储器取指令送数据总线；⑶ 指令送指令寄存器；⑷ 程序计数器+1。 2. 计算地址微指令⑴ 取两个源操作数（计算地址用）；⑵ 加法运算；⑶ 有效地址送地址寄存器； 第三十六页，共五十四页，2022年，8月28日 3. 取数微指令⑴ 数据地址送地址总线；⑵ 发访存控制命令，从存储器将数据送数据总线；⑶ 数据送数据寄存器； 4. 加法运算和送结果微指令⑴ 两操作输送ALU；⑵ 加法运算；⑶ 运算结果送通用寄存器。 第三十七页，共五十四页，2022年，8月28日 （三）微指令的组成形式 微指令最简单的组成形式是将控制信号用一个控制位来表示，当该位为“1”时，定义为有控制信号，当该位为“0”时，没有控制信号。如控制存储器容量位4K时，则总共有23个控制信号，其余12位来表示下址。如书176页实际的计算机的控制信号数量要大的多，而且控制存储器容量一般大于4K字，因此微指令字的长度通常在100位以上。控制存储器的容量取决于实现指令系统所需的微程序的长度。 第三十八页，共五十四页，2022年，8月28日 第一页，共五十四页，2022年，8月28日 第6章 中央处理部件（CPU） 6.1 中央处理其结构 中央理器简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部件， 由运算器、 控制器和寄存器 3 部分组成。运算器用于完成数据的算术和逻辑运算。CPU内部的寄存器用来暂存参加运算的操作数和运算结果。控制器通常由