2019年度蚌埠学院**计算机组成原理**复习纲要初编(九）

2019年度蚌埠学院计算机组成原理复习纲要初编(九）

作者：道痴前辈（QQ：2215416316）

这是我花了一晚上所写的blog，希望能给大家的学习带来一些方便，
因此，我也希望大家如果不喜欢我写的blog，也不要随便吐槽，毕竟我已经很用心在做了

第九章：控制单元的功能

相关知识点：

1>.指令和数据以同等地位存放于存储器内，并可按地址寻访.
2>.指令和数据均用二进制数表示.
3>.指令由操作码和地址码组成.
操作码用来表示操作的性质，地址码用来表示操作数在存储器中的位置
4>.指令在存储器内按顺序存放
通常，指令是顺序执行；
在特定条件下，可根据运算结果或根据设定的条件改变执行顺序.

正文：

1.指令周期的四个阶段：取指阶段、间址阶段、执行阶段、中断阶段

1>.取指周期

2>.间址周期：完成取操作数有效地址的任务

3>.执行周期：不同指令执行周期的微操作是不同的，下面简要介绍非访存指令、访存指令和转移类指令的概念
<1>.非访存指令：这类指令在执行周期不访问存储器
<2>.访存指令：这类指令在执行阶段都需要访问存储器
<3>.转移类指令：这类指令在执行阶段也不访问内存

4>.中断周期：在执行周期结束时刻，CPU要查询是否有请求中断的事件发生，如果有则进入中断周期.
注解：在中断周期，由中断隐指令自动完成保护断点、寻找中断服务程序入口地址以及硬件关中断的操作

2.多级时序系统：指令周期→机器周期→时钟周期

1>.指令周期

2>.机器周期

概念：机器周期可看做是所有指令执行过程中的一个基准时间，取决于指令的功能及器件的速度

基准时间的确定：
<1>.以完成最复杂指令功能的时间为准
<2>.以访问一次存储器的时间为基准

注意：由于不论执行什么指令，都需要访问存储器取出指令，
因此，在存储字长=指令字长的前提下，取指周期=机器周期

3>.时钟周期（CLK）（节拍、状态）

在一个机器周期里可完成若干个微操作，每个微操作都需要一定的时间，可用时钟信号来控制产生每一个微操作命令。
时钟信号可由机器主振电路（如晶体振荡器）发出的脉冲信号经整形（或倍频、分频）后产生，时钟信号的频率即为CPU主频
用时钟信号控制节拍发生器，就可产生节拍。每个节拍的宽度正好对应一个时钟周期。在每个节拍内机器可完成一个或几个需同时执行的操作，它是控制计算机操作的最小时间单位

下图反映了机器周期、时钟周期和节拍的关系，图中一个机器周期内有四个节拍T。、T₁、T₂、T₃.

3.机器速度与机器主频的关系