CPU和指令周期

CPU包括：

❤️运算

    1.算术逻辑单元

    2.暂存寄存器

    3.累加寄存器

    4.通用寄存器

    5.程序状态字寄存器

    6.移位器

    7.计数器

 

❤️控制器

    1.程序计数器（PC）

    2.指令寄存器 （IR）

    3.指令译码器 

    4.存储器地址寄存器 （MAR）

    5.存储器数据寄存器 （MDR）

    6.时序系统 

    7.微操作信号发生器

 

CPU的功能：

    1.指令控制

    2.操作控制

    3.时间控制

    4.数据加工

    5.中断处理

 

注：

    ■指令寄存器用于存放当前正在执行的指令；

    ■程序计数器用于存放下一条指令的地址；

    ■地址寄存器用于暂存指令或数据的地址；

    ■程序状态字寄存器用于保存系统的运行状态。

    ■条件转移指令执行时，需对标志寄存器的内容进行测试，判断是否满足转移条件。

    ■转移指令时，需要判别转移是否成功，若成功则 PC 修改为转移指令的目标地址，否则下一条指令的地址仍然为PC自增后的地址

    ■程序计数器的位数取决于存储器的容量

    ■指令寄存器的位数取决于指令字长

    ■通用寄存器的位数取决于机器字长

 

指令周期

    1.取值周期

    2.间址周期

    3.执行周期

    4.中断周期

 

指令执行方案

    1.单指令周期

    2.多指令周期

    3.流水线方案

 

    ●时钟周期通常称为节拍或 T 周期，时钟周期是计算机操作的最小单位时间，由计算机的主频确定，是主频的倒数。

    ●工作脉冲是控制器的最小时间单位，起定时触发作用，一个时钟周期有一个工作脉冲。

    ●指令周期则可由多个 CPU 周期组成。 CPU 周期，即机器周期，包含若干时钟周期。

    ●CPU 从主存中每取出并执行一条指令所需的全部时间称为指令周期； 

    ●存取周期是指存储器进行两次独立的存储器操作（连续两次读或写操作）所需的最小间隔时间。

    ●取值周期取出来的是指令

    ●执行周期取出来的是数据