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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

张世龙 05-06 12:25 65次浏览

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 ) )。

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