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计算机组成原理重点难点剖析

计算机组成原理重点难点剖析. 第９章 控制单元的功能. 重点. 1 . 控制单元对不同的指令在取指、间址和 中断周期中，发出哪些相同的操作命令. 地址总线. 数据总线. 控制总线. CPU. PC MAR 地址线. PC. MAR. 存储器. 1 R. CU. M ( MAR ) MDR. MDR IR. +1. OP （ IR ） CU. MDR. IR. ( PC ) + 1 PC. 取指周期. 指令形式地址 MAR. 地址总线.

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Presentation Transcript

  1. 计算机组成原理重点难点剖析

  2. 第９章 控制单元的功能 重点 1.控制单元对不同的指令在取指、间址和 中断周期中，发出哪些相同的操作命令

  3. 地址总线 数据总线 控制总线 CPU PC MAR 地址线 PC MAR 存储器 1 R CU M ( MAR ) MDR MDR IR +1 OP（IR） CU MDR IR ( PC ) + 1 PC 取指周期

  4. 指令形式地址 MAR 地址总线 数据总线 控制总线 Ad ( IR ) MAR CPU 1 R MAR 存储器 M ( MAR ) MDR CU MDR Ad ( IR ) MDR IR 间址周期

  5. 程序断点存入 “ 0 ” 地址 程序断点 进栈 0MAR ( SP ) 1SPMAR 1 W 1 W MDR M ( MAR ) MDR M ( MAR ) PC MDR PC MDR 向量地址 PC 0 EINT（置“0”） 0 EINT（置“0”） 向量地址 PC 中断识别程序入口地址 M PC 中断周期

  6. 第９章 控制单元的功能 重点 1.控制单元对不同的指令在取指、间址和 中断周期中，发出哪些相同的操作命令 2. 控制单元对不同的指令在执行周期发出的 微操作命令是不同的 3. 多级时序系统

  7. 时钟周期 CLK T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 机器周期 机器周期 机器周期、时钟周期和节拍的关系

  8. 一个指令周期含若干个机器周期 一个机器周期包含若干个时钟周期 CLK T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 节拍 (状态) 机器周期 机器周期 机器周期 （取指令） （取有效地址） （执行指令） 指令周期 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 节拍 (状态) 机器周期 机器周期 （取指令） （执行指令） 指令周期 多级时序系统 机器周期、节拍（状态）组成多级时序系统

  9. 第９章 控制单元的功能 重点 1.控制单元对不同的指令在取指、间址和 中断周期中，发出哪些相同的操作命令 2. 控制单元对不同的指令在执行周期发出的 微操作命令是不同的 3. 多级时序系统 4. 控制单元的控制方式 同步、异步、联合

  10. (1) 同步控制方式 (2) 异步控制方式 无基准时标信号 无固定的周期节拍和严格的时钟同步 采用 应答方式 (3) 联合控制方式 控制方式 产生不同微操作命令序列所用的时序控制方式 任一微操作均由 统一基准时标 的时序信号控制 同步与异步相结合

  11. (1) 定长的机器周期 CLK T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 机器周期 机器周期 （取指令） （执行指令） 指令周期 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 T3 (2) 不定长的机器周期 机器周期 机器周期 机器周期 （取指令） （取有效地址） （执行指令） 指令周期 (3) 中央控制和局部控制相结合 同步控制方式

  12. 第９章 控制单元的功能 难点 1.指令周期、机器周期、时钟周期 与控制信号的关系

  13. 指令周期包含 3 个机器周期 M1、M2、M3 机器周期 M1取指令操作码 机器周期 M2取设备地址 机器周期 M3执行 ACC 的内容写入设备 每个 控制 信号在 指定机器周期 的 指定节拍 T时刻 发出 以一条输出指令（I/O 写）为例

  14. M2 M3 M1 T1 T2 T3 T4 T1 T2 T3 T1 T2 T3 3MHZ CLK PCH IO PORT A15~A8 PCH IO PORT PCL Instr PCL byte ACC AD7~AD0 ALE RD WR IO/M Ins IR PC out PC+1 X By Z A Port PC out PC+1 Z out 指令周期、机器周期、时钟周期与控制信号的关系

  15. 第９章 控制单元的功能 难点 1.指令周期、机器周期、时钟周期 与控制信号的关系 2. 中央控制和局部控制相结合的同步控制方式

  16. 取指周期 执行周期 T0 T1 T2 T3 T3 T0 T1 机器周期 指令周期 T0 T1 T2 T3 T0 T1 T2 中央控制节拍 中央控制节拍 T* T* T* … 局部控制节拍 采用中央控制和局部控制相结合的方法 局部控制的节拍宽度与 中央控制的节拍宽度一致

  17. 第９章 控制单元的功能 难点 1.指令周期、机器周期、时钟周期 与控制信号的关系 2. 中央控制和局部控制相结合的同步控制方式 3. 不同结构的计算机（总线结构和非总线结构） 控制信号的特点

  18. C9 C2 M D R AC C3 C5 PC IR C6 C8 C7 控制 信号 C0 ALU C4 … C1 M A R CU 标志 … … 时钟 控制信号 非总线结构

  19. 控制信号 … 时钟 CU IRi IR PC PCO CPU 内 部 总 线 MARi 地址线 MAR 数据线 MDR MDRO ACi AC ACO Yi Y ALU ALUi 控制信号 … ZO Z 总线结构

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