CPU和指令周期

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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