指令周期有四个阶段:取值 间址 执行 中断 ,控制单元为了完成不同指令会发出不同的操作命令,这些操作信号控制着计算机所有部件有次序的完成不同的操作,以达到执行程序的目的。
控制单元的外特性
9.2控制单元的功能是什么?其输入受什么控制?
控制单元是发出不同的信号,输入受时钟 状态寄存器 INTR HQL等请求信号 控制
9.3什么是指令周期、机器周期和时钟周期?三者有何关系?
指令周期指的是从取值 间址 中断 到完成一条指令所用的时间,时钟周期指的是节拍他是最小的周期,机器周期指的是完成一条机器指令所用的时间,一个机器周期包含若干个指令周期,每个指令周期包含若干个节拍。(错误答案)
指令周期是CPU取出并执行一条指令所需的全部时间,即完成一条指令的时间。
机器周期是所有指令执行过程中的一个基准时间,通常以存取周期作为机器周期。
时钟周期是机器主频的倒数也可称为节拍,它是控制计算机操作的最小单位时间。
一个指令周期包含若干个机器周期,一个机器周期又包含若干个时钟周期,每个指令周期内的机器周期数可以不等,每个机器周期内的时钟周期数也可以不等。
微操作指令的分析
9.1设CPU内有这些部件:PC、IR、MAR、MDR、AC、CU。
(1)写出取指周期的全部微操作。
(2)写出减法指令“SUB X”、取数指令“LDA X”、存数指令“STA X”(X均为主存地址)在执行阶段所需全部微操作。
(3)当上述指令为间接寻址时,写出执行这些指令所需的全部微操作。
(4)写出无件转移指令“JMP Y”和结果溢出则转指令“BAO Y”执行阶段所需的全部微操作。
9.5设机器A的CPU主频为8MHz,机器周期4个时钟周期,且该机的平均指令执行速度是0.4MIPS,试求该机的平均指令周期和机器周期,每个指令周期中含几个机器周期。如果机器B的CPU主频为12MHz,且机器周期也含4个时钟周期,试问B机的平均指令执行速度为多少 MIPS? 计算机器的速度问题
9.11
(1)ADD B,C ((B)+(C)→B) (2)SUB A,H ((AC)−(H)→AC)
9.12 CPU结构同上题,写出完成下列指令所需的全部微操作和控制信号(包括取指令)。
(1)寄存器间接寻址的无条件转移指令“JMP @B”。
(2)间接寻址的存数指令“STA @ X”。
9.14 设单总线计算机结构如图9.5所示,其中M为主存,XR为变址寄存器,EAR为有效地址寄存器。 LATCH 为锁存器。假设指令地址已存于PC中,画出“LDA * D”和“SUB X,D”指令周期信息流程图,并列出相应的控制信号序列。
说明:
(1)“LDA * D”指令字中*表示相对寻址,D为相对位移量。
(2)“SUB X,D”指令字中 X为变址寄存器 XR,D 为形式地址。
(3)寄存器的输入和输出均受控制信号控制,例如,表示PC的输入控制信号, 表示MDR的输出控制信号。
(4)凡是需要经过总线实现寄存器之间的传送,需在流程图中注明,如PC→Bus→MAR,相应的控制信号为 P和 M A
说一下两个的过程 第一个 先取指 然后将(PC-D)位置处的值给ACC
(1)(PC)+ AD(IR)->EAR EAR->MAR 1->R M(MAR)->MDR MDR->ACC
(2)PC+AD(IR)->EAR EAR->MAR
M(MAR)->MDR MDR->X
ACC-X->LATCH
LATCH->ACC
机器指令和微指令的关系