CPU和指令周期

简介: 转移指令时,需要判别转移是否成功,若成功则 PC 修改为转移指令的目标地址,否则下一条指令的地址仍然为PC自增后的地址

CPU包括:


❤️运算


   1.算术逻辑单元


   2.暂存寄存器


   3.累加寄存器


   4.通用寄存器


   5.程序状态字寄存器


   6.移位器


   7.计数器



❤️控制器


   1.程序计数器(PC)


   2.指令寄存器 (IR)


   3.指令译码器


   4.存储器地址寄存器 (MAR)


   5.存储器数据寄存器 (MDR)


   6.时序系统


   7.微操作信号发生器



CPU的功能:


   1.指令控制


   2.操作控制


   3.时间控制


   4.数据加工


   5.中断处理



注:


   ■指令寄存器用于存放当前正在执行的指令;


   ■程序计数器用于存放下一条指令的地址;


   ■地址寄存器用于暂存指令或数据的地址;


   ■程序状态字寄存器用于保存系统的运行状态。


   ■条件转移指令执行时,需对标志寄存器的内容进行测试,判断是否满足转移条件。


   ■转移指令时,需要判别转移是否成功,若成功则 PC 修改为转移指令的目标地址,否则下一条指令的地址仍然为PC自增后的地址


   ■程序计数器的位数取决于存储器的容量


   ■指令寄存器的位数取决于指令字长


   ■通用寄存器的位数取决于机器字长



指令周期


   1.取值周期


   2.间址周期


   3.执行周期


   4.中断周期



指令执行方案


   1.单指令周期


   2.多指令周期


   3.流水线方案



   ●时钟周期通常称为节拍或 T 周期,时钟周期是计算机操作的最小单位时间,由计算机的主频确定,是主频的倒数。


   ●工作脉冲是控制器的最小时间单位,起定时触发作用,一个时钟周期有一个工作脉冲。


   ●指令周期则可由多个 CPU 周期组成。 CPU 周期,即机器周期,包含若干时钟周期。


   ●CPU 从主存中每取出并执行一条指令所需的全部时间称为指令周期;


   ●存取周期是指存储器进行两次独立的存储器操作(连续两次读或写操作)所需的最小间隔时间。


   ●取值周期取出来的是指令


   ●执行周期取出来的是数据

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