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简介:  一、控制器部件的功能、组成概述   计算机的功能是执行程序   程序是依次排列起来的指令代码   冯. 诺依曼结构的计算机,即存储程序的计算机,设置内存,存放程序和数据,在程序运行之前存1q入。

 一、控制器部件的功能、组成概述

  计算机的功能是执行程序

  程序是依次排列起来的指令代码

  冯. 诺依曼结构的计算机,即存储程序的计算机,设置内存,存放程序和数据,在程序运行之前存1q入。

  执行程序:

  .从程序首地址开始执行;

  .正确分步执行每一条指令,并形成下条待执行指令的地址;

  .正确并自动地连续执行指令,直到程序的最后一条指令。

  1、控制器的功能

  正确且自动地连续执行指令,正确地分步完成每一条指令规定的功能

  再进一步说,就是向计算机各功能部件发出协调运行每一步所需要的控制信号

  2.控制器的组成

  ①程序计数器PC:存放指令地址,有+1或接收新值功能

  ②指令寄存器IR:存放指令内容即操作码与操作数地址

  ③脉冲源、启停控制逻辑及指令执行步骤标记线路:按需要给出主脉冲信号指明每条指令的执行步骤的相对次序关系

  ④全部时序控制信号的产生部件: 给出计算机各功能部件协同运行所需要的控制信号。

  3.控制器的分类

  按照控制信号产生的方式不同,控制器分为微程序控制器和组合逻辑控制器两类

  微程序控制器是将全部控制信号存贮在ROM(控存)中(在3.5中讲解)

  组合逻辑控制器,又称硬布线方案控制器,是用组合逻辑的门电路实现控制信号(在3.6中讲解)

  下图显示出控制器的组成及其在整机中的地位

  (分为组合逻辑控制器和微程序控制器两种图)



  二、指令的执行步骤概述

  执行指令涉及到以下三个部件的组成和读写控制:

  1、运算器中的读写控制:累加器中的内容可以是操作数、操作数的地址、指令的地址,还要完成寻址计算的有关内容。读写累加器通常通过运算器中的ALU才能完成。

  2、内存储器的存储单元的读写控制:读写某一存储单元的内容,一般需要两个执行步骤:

  ①把存储单元的地址送到地址总线上

  ②向存储器发出读写命令

  3、输入/输出设备接口的寄存器的读写控制: 输入输出通常是在CPU与相应设备的接口卡的某一寄存器之间完成。通常要用两个执行步骤:

  ①先把输入/输出设备接口的寄存器地址送到地址总线上

  ②向接口卡发出读写命令:为读操作(输入)要把输入的内容保存到相关的寄存器中;为写操作(输出),要把准备写到接口卡的寄存器中的数据送到数据总线上,用以向接口卡提供写入的数据。

  在学习控制器的过程中,可以用如下几句话来把握整个的学习纲要。

  控制器,管控制, 取指、分析、再执行,

  PC、IR 和 时序, 判别中断并响应,

  组合逻辑给信号, 指令步骤看节拍,

  控存存放微程序。 下址续读微指令。

  每条指令的执行顺序


  三. 典型指令的执行过程

  指令一般执行步骤如下:


  加法指令ADD R0, R1



  寄存器内容传送指令 MOV R9,R0



  写寄存器内容到主存 MOV [807],R9


  输入指令 IN80


  相对转移指令JR C,OFFSET


  子程序返回指令RET

 


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