計(jì)算機(jī)原理考研復(fù)習(xí)(已修改)
2024-10-31 01:06 本頁面
【正文】 1 第一章 CPU組織 邏輯組成（模型機(jī)） 1. CPU數(shù)據(jù)通路框圖（寄存器級(jí)） 計(jì)算機(jī)組成原理考研補(bǔ)習(xí) 2 R0~R3 R0~R3 C D C D SP PC PSW MBR A 移位器 B ALU R2 R0 R1 M I/O CB 內(nèi)總線 C R3 D MAR MBR IR PC SP PSW AB DB 控制邏輯 3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （ 1） 寄存器 獨(dú)立結(jié)構(gòu) 可編程： R0～ R PC、 SP、 PSW 非編程： C、 D、 IR、 MAR、 MBR （ 2） ALU部件 作為 CPU內(nèi)部數(shù)據(jù)傳送通路的中心，是構(gòu)成運(yùn)算器的核心部件。 輸入選擇器：選擇操作數(shù)來源 ALU：運(yùn)算處理 輸出移位器：選擇輸出方式 4 （ 3） 內(nèi)總線 單向數(shù)據(jù)總線（ ALU總線），實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)分配。 （ 4） 與系統(tǒng)總線的連接 由 MAR、 MBR實(shí)現(xiàn)連接。 （ 1）指令寄存器 IR 作用：用來存放當(dāng)前正在執(zhí)行的指令。控制器根據(jù)其內(nèi)容（操作碼以及地址信息）產(chǎn)生所需要的各種微命令。 5 （ 2）程序計(jì)數(shù)器 PC 也叫指令計(jì)數(shù)器或指令指針。 作用：指示指令在存儲(chǔ)器中的存放位置。 程序順序執(zhí)行時(shí) ，每當(dāng)從主存中取出一條指令后， PC內(nèi)容就自動(dòng)增量計(jì)數(shù)，指向下一條指令。 程序發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí) ，將轉(zhuǎn)移地址送入 PC，使其指向轉(zhuǎn)移目的地的指令地址。 6 （ 3）程序狀態(tài)字寄存器 PSW 作用 ：記錄現(xiàn)行程序的運(yùn)行狀態(tài)和指示程序的工作方式。 （ 4）地址寄存器 MAR 作用 ： CPU訪問主存時(shí)，暫時(shí)存放所訪問單元地址。 CPU取指令時(shí) ，先將 PC的內(nèi)容送入 MAR，再由 MAR將指令的存放地址送往主存譯碼。 CPU存取數(shù)據(jù)時(shí) ，將數(shù)據(jù)的存放地址先送到MAR，再送往主存進(jìn)行地址譯碼。 7 （ 7）數(shù)據(jù)緩沖寄存器 MBR 作用 ：存放 CPU與主存之間交換的數(shù)據(jù)。 由 CPU寫入主存的數(shù)據(jù)先送入 MBR，主存地址譯碼找到指定單元后，再將數(shù)據(jù)從 MBR送入到該單元。 從主存中讀出的數(shù)據(jù)，先送入 MBR，然后再送到指定的 CPU內(nèi)部某寄存器。 MAR和 MBR是連接 CPU與主存的橋梁，它們可使 CPU與主存之間的數(shù)據(jù)通路變得比較單一。這兩個(gè)寄存器不能編程訪問，即對(duì)用戶透明。 8 用寄存器傳送語言描述指令從讀取到執(zhí)行的整個(gè)流程。 （寄存器傳送級(jí)） 擬定流程的關(guān)鍵： 清楚數(shù)據(jù)通路結(jié)構(gòu) 掌握基本尋址方式 基本尋址方式（模型機(jī)） 寄存器 尋址 ： R 寄存器 間址 ：（ R） 自減型寄存器間 址 ： –(R)、 –(SP) (用于入棧操作 ) 自增型寄存器間 址 ： (R)+、 (SP)+ (用于出棧操作 ) 立即尋 址 ： (PC)+ 變址：Ｘ (R) 相對(duì)尋 址 ：Ｘ (PC) 9 思路 （ 2） 分清源和目的，確定所采用的尋址方式 源 在后， 目的 在前。 （ 3） 按周期擬定分步流程 （ 1） 了解指令功能，具體完成什么操作 MOV：源數(shù) 目的地 ADD：結(jié)果 目的地 JMP：轉(zhuǎn)移地址 PC SUB：結(jié)果 目的地 模型機(jī)允許：每一步完成 一次從Ｍ讀出，并經(jīng)數(shù)據(jù)通路傳送的操作；或 一次經(jīng)數(shù)據(jù)通路傳送的操作；或 一次向Ｍ寫入的操作。 10 (1)傳送指令 :MOV R3， R0 M→IR PC+1→PC R0→R3 PC→MAR (2)MOV R1 ，（ R2） M→IR PC+1→PC R2→MAR M→MBR→C C→R1 PC→MAR (3)加法指令 ADD R0,(R1)+ M→IR PC+1→PC R1→MAR M→MBR→C R1+1→R1 C+R0→R0 PC→MAR (4)轉(zhuǎn)移指令 JMP (R2) M→IR PC+1→PC R2→MAR M→MBR→PC PC→MAR 11 微命令的產(chǎn)生方式 組合邏輯控制方式 （ 1）基本思想 綜合化簡(jiǎn)產(chǎn)生微命令的條件，
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