计算机组成原理运算器的微程序实验和独立实验结果一样吗

计算机组成原理运算器的微程序实验和独立实验结果一样吗,第1张

计算机组成原理运算器的微程序实验和独立实验结果一样。

对和宽正逻辑 *** 作来说,算术运算称正逻辑 *** 作,对于负逻辑 *** 作数来说,正好相反。由于S0-S3有16种状态组合,因此对正逻辑输入与输出而言,有16种算术运算功能和16种逻闷闷辑算术功能。

数据

运算器的处理唤罩亮对象是数据,所以数据长度和计算机数据表示方法,对运算器的性能影响极大。70年代微处理器常以1个、4个、8个、16个二进制位作为处理数据的基本单位。大多数通用计算机则以16、32、64位作为运算器处理数据的长度。能对一个数据的所有位同时进行处理的运算器称为并行运算器。如果一次只处理一位,则称为串行运算器。

首先微程序对应一个机器指令是没有错的,比如我的目标是完成add *** 作,那么我会经过取值、间址、执行、中断四个步骤,但是另外其他的机器指令,除了执行阶段,其余阶段都是相同的,那么此时我们将这些相同的 *** 作化为了三粗滚橡个统一的微程岩旁序:取指、间址、中断;这就解释了为什么取值对应一个微程序,但是执行步骤是不一样的,假设有n种 *** 作,那么这n种 *** 作都会对应着n个微程序,这是不是就解释了为什么它们是一一对应了吗?然后刚好也看到了一句话可以解释你第二个疑问:物理上,取指备并周期、执行周期看起来像是两个微程序,但逻辑上应该把他们看成一个整体,我的理解就是这实际上确实两个微程序(如果已经把取指独立了出来,没独立当然算一个),但是我们在看待这两个微程序的时候,我们是把他们看成一个的(取指是一个共有 *** 作),当然这也是我自己的理解,可能有误。

几乎所有的冯·诺伊曼型计算机的CPU,其工作都可以分为5个阶段:取指令、指令译码、执行指令、访存取数、结果写回。

1.取指令阶段

取指令(Instruction Fetch,IF)阶段是将一条指令从主存中取到指令寄存器的过程。

程序计数器PC中的数值,用来指示当前指令在主存中的位置。当一条指令被取出后,PC中的数值将根据指令字长度而自动递增:若为单字长指令,则(PC)+1àPC;若为双字长指令,则(PC)+2àPC,依此类推。

2.指令译码阶段

取出指令后,计算机立即进入指令译码(Instruction Decode,ID)阶段。

在指令译码阶段,指令译码器按照预定的指令格式,对取回的指令进行拆分和解释,识别区分出不同的指令类别以及各种获取 *** 作数的方法。

在组合逻辑控制的计算机中,指令译码器对不同的指令 *** 作码产生不同的控制电位,以形成不同的微 *** 作序列;在微程序控制的计算机中,指令译码器用指令 *** 作码来找到执行该指令的微程序的入口,并从此入口开始执行。

3.执行指令阶段

在取指令和指令译码阶段之后,接着进入执行指令(Execute,EX)阶段。

此中帆培阶段的任务是完成指令所规定的各种 *** 作,具体实现指令的功能。为此,CPU的不同部分被连接起来,以执行所需的 *** 作。

4.访存取数阶段

根据指令需要,有可能要访问主存,读取 *** 作数,这样就进入了访存取数(Memory,MEM)阶段。

此阶段的任务是:根据指令地址码,得到 *** 作数在主存中的地址,并从主存中读取该 *** 作数用于运算。

5.结果写回阶段

作为最后一个阶段,结果写回(Write Back,WB)阶段把执行指令阶段的运行结果数据“写回”到某种存储形式:

结果数据经常被写到CPU的内部寄存器中,以便被后续的指令快速地存取;

在有些情况下,结果数据也可被写入相对较慢、但较廉价且容量较大的主存。许多指令还会改变程序状态字寄存器中标志位的状态,这些标志位标识着不同的 *** 作结果,可被用来影响程序的动作。

在指令执行完毕、结果数据写回之后,若无意外事件(如结果溢出等)发生,计算机就接着从程序计数器PC中取得下一条指令地址,开始新一轮的循环,下一个指令周期将顺序取出下一条指令。

扩展资料:

指令的执行过程例子:

开机时,程序计算器PC变为0000H。然后单片机在时序电路作用下自动进入执行程序过程。执行过程实际上就是取出指令(取出存储器中事先存放的指令阶段)和执行指令(分析和执行指令)的循环过程。

例如执行指令:MOV A,#0E0H,其机器码为“74H E0H”,该指令的功能是把 *** 作数E0H送入累加器。

0000H单元中已存放74H,0001H单元中已存放E0H。当单片机开始运行时,首先是进入取指阶段,其次序是:

1. 程序计数器的内容(这时是0000H)送到地址寄存器;

2.程序计数器的内容自动加1(变为0001H);

3.地址寄存器的内容(0000H)通过内部地址总线送到存储器,以存储器中地址译码电轿做跟,使地址为0000H的单元被选中;

4.CPU使读控制线有效;

5.在读命令控制下被选中存储器单元的内容(此时应为74H)送到内部数据总线上,因为是取指阶段,所以该内容通过数据总线被送到指令寄存器。至此,取指阶段完成,进入译码分析和执卖唯行指令阶段。

由于本次进入指令寄存器中的内容是74H( *** 作码),以译码器译码后单片机就会知道该指令是要将一个数送到A累加器,而该数是在这个代码的下一个存储单元。

所以,执行该指令还必须把数据(E0H)从存储器中取出送到CPU,即还要在存储器中取第二个字节。其过程与取指阶段很相似,只是此时PC已为0001H。指令译码器结合时序部件,产生74H *** 作码的微 *** 作系列,使数字E0H从0001H单元取出。

因为指令是要求把取得的数送到A累加器,所以取出的数字经内部数据总线进入A累加器,而不是进入指令寄存器。至此,一条指令的执行完毕。单片机中PC="0002H",PC在CPU每次向存储器取指或取数时自动加1,单片机又进入下一取指阶段。

这一过程一直重复下去,直至收到暂停指令或循环等待指令暂停。CPU就是这样一条一条地执行指令,完成所有规定。

参考资料:CPU-百度百科


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原文地址: http://outofmemory.cn/yw/12427913.html

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