计算机组成原理第四章知识点,计算机组成原理必考知识点

2020年开始了计算机研究生院的复习。 新东方在线在这里整理了2020研究生计算机组成原理知识点：指令的执行过程。 我希望你能帮助大家。

指令执行过程

1 .指令执行时机

计算机的工作过程是取命令、分析命令、执行命令三个基本动作的反复。 在所有设备中，考虑到(寄存器、存储器)存储器的速度最慢，将最慢的设备的动作时间(周期)作为动作整体的最长同步基准。

计算机的工作时间按内存的工作周期进行划分。 每个内存周期也称为机器周期。 因此，每个机器周期至少完成一个基本操作。 通常，最长的操作是访问存储器(读/写)，而这段时间也用于访问外围设备接口(寄存器)。 如果利用某个操作，例如运算器执行一次运算，如果不访问存储器，则即使占用时间短，也必须为此划分机器周期。 因此，机器周期是计算时间序列划分的最大单位。

这里，让我们最基本地划分一下计算机的运行时间。 由于计算机反复执行各指令，所以将执行时间分为每个指令执行所需的时间。 执行指令执行指令执行指令执行指令

每个指令占用的时间称为指令周期。 因为每个命令的功能不同，所以执行时间不同，命令周期的长度不同。

各指令的执行，也可以采取指令，分析指令，执行指令。 因为要取得指令必须访问内存，所以占用机器周期。 分析指令由指令译码电路完成，占用时间极短，不需要分配完整的机器周期。 一般在取指周期后期(到结束的短时间内)完成。 指令的执行很复杂。 可能不访问内存；访问内存一次； 访问内存等两次。 因此，可能是一个机器循环到几个机器循环。

因此，各指令执行过程是指循环执行循环执行循环执行循环

第一个机器循环总是指向循环，指令的地址总是从PC获得，并且当发出存储器读取指令时，指令总是从数据总线DB返回，CPU在接收到指令之后将指令放置在指令寄存器IR中。 命令将保留在IR中，直到下一个命令。

第二个机器循环因命令而异。

执行一次ALU运算：分配机器周期。

一次存储访问：分配机器周期。

因此，执行指令所占用的机器周期因指令的执行情况而异。

根据在每个机器周期中完成的任务，为每个机器周期命名任务。 与在指循环中命名第一个机器循环相同。

2 .指令执行过程示例

假设指令格式如下。 操作码rs、RDRS1IMM(disp )。

rs、rd、rsl是通用寄存器地址； imm (或disp )是即时数)或位移量。

加法指令功能：寄存器(rs )内的一个数和存储器内的一个数)其地址为(rsl ) disp ) )相加的结果，被放置在寄存器rd中。 rs和rd是同一寄存器。

加法指令完成以下操作：

取手指周期

从存储器中取出指令，发送到指令寄存器，进行操作码的解码(指令的分析)。

将程序计数器加1，为以下指令做准备：

来自控制器的控制信号： PCAB、W/R=0、M/IO=1； DBIR； PC 1。

计算地址周期

计算数据地址，并将计算出的有效地址发送到地址寄存器AR。

来自控制器的控制信号： rslGR，(rsl )、ALU、dispALU (将rsl的内容和disp发送到alu )； “”()加法指令发送到ALU )； ALUAR (有效地址发送地址寄存器)。

取数周期

获取到内存的次数。

来自控制器的控制信号： ARAB、W/R=0、M/IO=1； DBDR )将地址寄存器的内容发送到地址总线，同时访问发送读指令，存储器读取数据并发送到数据总线后，打入数据寄存器。

执行周期

进行加法运算，将结果发送到寄存器，根据运算结果设置状态位n、z、v、c。

控制器发送控制信号： rs、rdGR、(rs ) ALU、DRALU )两个源操作数被发送到ALU )；

ALUrd (运算结果发送寄存器rd ) )。