计算机组成原理---控制单元的功能

控制单元具有发出各种微操作命令（即控制信号）序列的功能。

 

指令周期的四个阶段：取指周期、间址周期、执行周期、中断中期。

 

执行周期：

非访存指令、访存指令、转移类指令。

1、非访存指令

清除累加器指令CLA

累加器取反指令COM

算数右移一位指令SHR

循环左移一位指令CSL

停机指令STP

2、访存指令

加法指令ADD X

存数指令STA X

取数指令LDA X

3、转移类指令

无条件转移指令JMP X

条件转移（负则转）指令BAN X

 

 

控制单元的功能

1、输入信号

时钟

指令寄存器

标志

来自系统总线（控制总线）的控制信号

2、输出信号

CPU内控制信号

送至系统总线（控制总线）的信号

 

 

控制信号举例

1、不采用CPU内部总线的方式

2、采用CPU内部总线的方式

 

 

多级时序系统

1、机器周期

机器内的各种操作大致可以归属于对CPU内部的操作和对主存的操作两大类，通常以访问一次存储器的时间定为基准时间，这个基准时间就是机器周期。

存储字长等于指令字长的前提下，取指周期也可看做机器周期。

 

2、时钟周期（节拍、状态）

在每个节拍内机器可以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。

一个机器周期内可以有多个时钟周期。

 

3、多级时序系统

一个指令周期内包含若干个机器周期，一个机器周期内又包含若干个时钟周期（节拍），每个指令周期内的机器周期数可以不等，每个机器周期内的节拍数也可以不等。

 

机器速度还可以用MIPS（执行百万条指令数每秒）和CPI（执行一条指令所需的时钟周期数）来衡量。

 

 

 

控制方式

将如何形成控制不同微操作序列所采用的时序控制方式成为CU的控制方式。

1、同步控制方式

采用定长的机器周期

采用不定长的机器周期

采用中央控制器和局部控制相结合的方法

2、异步控制方式

3、联合控制方式

4、人工控制方式

Reset（复位）键

连续或单条执行转换开关

符合停机开关