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1、【课后习题1、2、3、6、& 10、11】1、CPU功能：指令限制、操作限制、时间限制、数据加工.2、CPU中主要存放器6种名称、缩写、功能在CPU中至少要有六类存放器：数据缓冲存放器 DR、指令存放器IR、程序计数器PC、地 址存放器AR、通用存放器R0R3、状态条件存放器PSW,并且根据需要,可以扩充其数目.数据缓冲存放器 DR用来暂时存放ALU的运算结果或由数据存储器读出的一个数据字,或来自外部接口的一个数据字.指令存放器IR用来保存从存储器中取出的当前正在执行的一条指令.程序计数器PC确定下一条指令的地址,保证程序能够连续地执行下去.数据地址存放器 AR用来保存当前 CPU所访问的数据
2、cache存储器简称数存单元的地址.通用存放器R0R3的功能是：当算术逻辑单元执行算术或逻辑运算时,为ALU提供一个工作区.状态条件存放器 保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容.3、 概念【指令周期、 CPU周期、机器周期、时钟周期】指令周期：CPU从内存取出一条指令并执行完这条指令的时间总和.由于指令功能的不同导致指令周期是不尽相同的.取指时间 +执行指令时间CPU周期：又称机器周期,CPU访问内存所花的时间较长,因此用CPU从内存读取一条指令字的所需的最短时间来定义.时钟周期：通常称为节拍脉冲或 T周期.一个CPU周期包含假设干个时钟周期 T.4、方框图语言表示指令
3、周期.例题1.知识点：5.2.7用方框图语言表示的指令周期方框 代表一个CPU周期,方框中的内容表示数据通路的操作或某种限制操作.菱形通常用来表示某种判别或测试,不过时间上它依附于紧接它的前面一个方框的CPC周期,而不单独占用一个 CPU周期.公操作符号“ ,表示一条指令已执行完毕,转入公操作.执行折令拎科If W I状蟲地址蝕线磧I %CPU ；楡入/输出卜数据缓冲存放器 用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字；反之,当向内存存入一条指令或 一个数据字时,也暂时将它们存放在数据缓冲存放器中.指令存放器 用来保存当前正在执行的一条指令.当执行一条指令时,先把它从内存取到缓冲存放器中,
4、然 后再传送至指令存放器.指令存放器中操作码字段的输出就是指令译码器的输入.操作码一经译码后,即 可向操作限制器发出具体操作的特定信号.程序计数器 用来确定下一条指令的地址.在程序开始执行前,必须将它的起始地址,即程序的一条指令所 在的内存单元地址送入 PC;当执行指令时,CPU将自动修改PC的内容,以便使其保持的总是将要执行的下 一条指令的地址；当遇到转移指令如JMP指令时,下一条从内存取出的指令将由转移指令来规定,因此程序计数器的结构应当是具有存放信息和计数两种功能的结构.地址存放器 用来保存当前CPU所访问的内存单元的地址.累加存放器AC通常简称为累加器,其功能是：当运算器的算术逻辑单元
5、ALU执行算术或逻辑运算时,为ALU 提供一个工作区.累加存放器暂时存放ALU运算的结果信息.显然,运算器中至少要有一个累加存放器.状态条件存放器 保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容,如运算结果进位标 志C,运算结果溢出标志V,运算结果为零标 志Z,运算结果为负标志N等等.例：用方框图表示 ADD A指令周期流程图詳索邂轉单兀数据总线DHLS执行1H令限制卅删-r状息Ji:VID 描令存放器型卫尊器jpt000地川总线ABt；SPCARABUS DBUS DR -IR PC+lf PCADD丄1R(A) ARi RD MDBLS-DRDR - ALUAC-* ALU
6、ALU fAC例：用方框图表示STA B 指令周期流程图数抠总罐DIJ15鲍址 ASJAMJS执行指步挖制掾作拉az器 时序户生器.4 x-x片旧器J 1R12辿纱AR解:PC ARABUS DBUS DR IR PC+1 PCIRB ARAC DR DR DBUSWE M课本P139例题1例1图5.15所示为双总线结构机器的数据通路,IR为指令存放器,PC为程序计数器具有 自增功能,M为主存受R/W W信号限制它既存放指令又存放数据, AR为地址存放器, DR为数据存放器,ALU由加、减限制信号决定完成何种操作.双总线结构机器的数据通路A总銭加法和减法指令周期操作流程图PC-ARIM-DRP
7、CsG ARiR/W 二 RPC-ARM-DRDR-IRDRo, G, IRiRa-YR2oh G, Y iADD指令DR-IRSUB指令Ro-XRoo, G* X iY+X-R2+, G, ROiIRa-YR3o, G, Y i1Ri-XRio, G, X iY-X-R3-,& R3i1 ,图5J6加法和减法指令周期流程图5.4 微程序限制器根本思想概念：微命令： 限制部件向执行部件发出的各种限制命令叫作微命令,它是构成限制序列的最小单位.微操作 执行部件接受微命令后所进行的操作微操作在执行部件中是最根本的操作微指令：在机器的一个CPU周期中,一组实现一定操作功能的微命令的组合,构成一条微指令.微程序：一系列微指令的有序集合.相斥性微操作：不能在同时或不能在同一个 CPU周期内并执行的微操作. 相容性微操作：在同时或在同一个 CPU周期内可以并行执行的微操作.5.4.4 微程序设计技术微程序限制器的组成？机器指令与微指令的关系？微命令编码方式？ 直接表示法、编码表示法、混合表示法流水线过程中三种相关冲突：资源相关、数据相关、限制相关.第八章：CPU对外围设备的治理方式：程序查询方式、程序中断方式、DMA方式、通道方式.外围处理机方式