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1、建立整机概念,两个层次,两个方面,CPU整机概念,硬件系统整机概念,逻辑组成,工作机制,主要内容：,1、CPU,（1）逻辑组成,寄存器传送级：,微操作控制级：,各类指令的流程,微命令序列,寄存器、ALU设置，数据通路结构,（2）工作机制,指令的执行过程,2、常用运算方法规则和进位链,（1）原码、补码一位乘法，原码两位乘法，原码、补码不恢复余数除法，浮点运算法,（1）基本概念,（2）半导体存储器的逻辑设计,芯片地址分配、片选逻辑、框图,（2）串行进位、并行进位、分级同时进位,3、存储器,4、总线,（1）基本概念,（2）系统总线：信号组成，时序控制方式,5、接口,（1）I/O传送的控制机制,中断：
2、基本概念、中断控制器与接口、中断过程,（2）接口设计,接口组成、拟定命令字和状态字格式、扩展中断源,6、常用外设原理,（1）键盘：键码转换方法,（2）CRT显示器：VRAM与屏幕显示的对应关系（VRAM内容和容量、地址组织、信息转换、同步计数器的设置）,DMA：基本概念、DMA控制器与接口、 DMA过程,硬件扫描,软件扫描,（3）打印机：信息转换、调用过程（中断方式）,（4）磁盘：信息分布与寻址信息、磁记录方式、调用过程（DMA方式）、速度指标和容量指标,第一章 CPU组织,1.1 逻辑组成（模型机）,1、CPU数据通路框图（寄存器级）,2、结构特点 （1）寄存器 独立结构,可编程：R0R3、
3、PC、SP、PSW,非编程：C、D、IR、MAR、MBR,从内总线接收数据采用同步打入方式，从系统总线接收数据采用置入方式。,1.2工作机制,用寄存器传送语言描述指令从读取到执行的整个流程。,1.2.1指令流程（寄存器传送级）,1、基本寻址方式（模型机）,寄存器寻址 ：R 寄存器间址 ：（R）,自减型寄存器间址 ：(R)、(SP) (用于入栈操作),自增型寄存器间址 ：(R)+、(SP)+ (用于出栈操作),立即寻址 ：(PC)+ 变址：(R),相对寻址 ：(PC),2、思路,（2）分清源和目的，确定所采用的寻址方式,源在前，目的在后。,（3）按周期拟定分步流程,（1）了解指令功能，具体完成什
4、么操作,3、例题,（1） MOV (SP)+ ，(R1)； （2） MOV (R2)，(SP)； （3） ADD (R0) ，(R3)； （4） NEG R2； （5） JMP (R0)； （6） JSR (R1)+； （7） JMP (PC)； （8） AND (PC)+，(PC)；,指令流程在微操作级的具体实现。,1.2.2微命令序列,1、微命令设置,（1）数据通路操作,（3）时序转换（组合逻辑控制方式）,周期状态设置、清除： 节拍（时钟周期）计数、清除：,周期状态触发器：,节拍计数器：,2、例题,MOV (SP)+ ，(R0)；,1.2.3 微命令的产生方式,1、组合逻辑控制方式,（1）
5、基本思想,综合化简产生微命令的条件，形成相应逻辑式，用组合逻辑电路实现。执行指令时，由组合逻辑电路（微命令发生器）在相应时间发出所需微命令，控制有关操作。,（2）优缺点,（3）应用,用于高速计算机及小规模机器中。,2、微程序控制方式,（1）基本思想,注意区分：,产生微命令，控制完成机器指令功能的一步操作。,实现指令系统功能所规定的一种操作。,包含若干微指令，解释执行一条机器指令。,包含若干机器指令，完成某一特定任务。,存放微程序，位于CPU内。,存放工作程序，位于CPU外。,（2）优缺点,（3）应用,用于速度要求不是很高、功能复杂的机器中，特别适用于系列机。,3、微指令,拟定微指令格式，了解微
6、指令编码方法和微地址形成方式。,（1）CPU内部数据通路操作控制,格式：分几段，各段功能含义,1.2.4 时序控制方式,掌握定义、特点、应用场合。,1、同步控制方式,（1）定义：各项操作与统一时序信号同步。,2、异步控制方式,申请并控制总线的设备。,响应主设备请求的设备。,3、同步方式在实际应用中的变化,（2）总线周期中插入延长周期。,（3）同步方式引入异步应答。,（1）不同指令安排不同时钟周期数。,（扩展同步方式）,1.3 运算方法与运算器,1.3.1 运算方法,1、原码一位乘法,2、补码一位乘法,6、浮点运算,加减法运算过程：,（1）判操作数是否为0。,（3）尾数加/减,1.3.2 运算器,1、硬件组成,1.4 其他基本概念,（1）溢出及判断方法、扩展操作码、地址结构、隐地址、显地址等,