计算机原理复习43641.ppt

5.1.2 CPU的基本组成 CPU的基本部分由运算器、cache和控制器三大部分组成。 CPU的数据通路 CPU的数据通路 （2）实质 程序切换 时间：一条指令结束时切换。 方法：保存断点、现场；恢复现场、返回断点。 （3）特点 随机性 随机发生的事态 有意调用，随机请求与处理的事态 随机插入的事态 （4）应用 控制中、低速I/O操作。 处理复杂随机事态。 2、中断服务程序入口地址的获取 （1）向量中断方式 将服务程序入口地址(中断向量)组织在中断向量表中；响应中断时，由硬件直接产生对应于中断源的向量地址，访问向量表，取得相应服务程序入口，转入服务程序。 中断向量： 服务程序入口地址、服务程序状态字 中断向量表： 存放中断向量的存储区 向量地址： 访问向量表的地址 （指向中断向量的 首址） * 计算机组成原理总复习 总线 CPUM 接口 I/O设备 建立整机概念 两个层次 两个方面 CPU整体概念 硬件系统整机概念 逻辑组成 工作机制 主要内容： 1、CPU （1）逻辑组成 寄存器传送级： 微操作控制级： 各类指令的流程 微命令序列 寄存器、ALU设置，数据通路结构 （2）工作机制 指令的执行过程 微命令序列 微命令产生方式 时序控制方式： 组合逻辑控制 微程序控制 同步控制 2、常用运算方法规则原码、补码一位乘法，原码、补码不恢复余数除法，浮点运算法 （1）基本概念 （2）半导体存储器的逻辑设计 芯片地址分配、片选逻辑、框图 3、存储器 4、总线 （1）基本概念 （2）系统总线：信号组成，时序控制方式 5、接口 （1）I/O传送的控制机制 中断：基本概念、中断控制器与接口、中断过程 （2）接口设计 接口组成、拟定命令字和状态字格式、扩展中断源 6、常用外设原理 （1）CRT显示器：VRAM与屏幕显示的对应关系（VRAM内容和容量、地址组织、信息转换、同步计数器的设置） DMA：基本概念、DMA控制器与接口、 DMA过程 第一章 CPU组织 1.1 逻辑组成 1、CPU数据通路框图（寄存器级） 2、结构特点 （1）寄存器 (至少6类）可编程：AC、PC、PSW 非编程：IR、MAR、MDR （4）与系统总线的连接 由MAR、MDR实现连接。 (2)ALU部件 进行算术逻辑运算 (3)内总线 CPU内部连接各寄存器的总线 1.2工作机制 用寄存器传送语言描述指令从读取到执行的整个流程。 1.2.1指令流程（寄存器传送级） 拟定流程的关键：清楚数据通路结构掌握基本寻址方式 1、基本寻址方式 寄存器寻址 ：R寄存器间址 ：（R）2、思路 （2）分清源和目的，确定所采用的寻址方式 （3）根据机器指令画出指令周期流程图 （1）了解指令功能，具体完成什么操作 MOV:源数→目的ADD: 结果→目的 JMP:转移地址→PC 指令流程在微操作级的具体实现。 1.2.2微命令序列 微命令设置: （1）数据通路操作 （2）访存操作 1.2.2 微命令的产生方式 1、组合逻辑控制方式 （1）基本思想 综合化简产生微命令的条件，形成相应逻辑式，用组合逻辑电路实现。执行指令时，由组合逻辑电路（微命令发生器）在相应时间发出所需微命令，控制有关操作。 （2）优缺点 优点：速度快。 缺点：设计不规整，结构零乱，不易修改、扩充指令系统功能。 （3）应用 用于高速计算机及小规模机器中。 2、微程序控制方式 （1）基本思想 1）将微命令以代码形式编成微指令，控制一步操作； 2）若干微指令编成一段微程序，解释执行一条机器指令； 3）微程序事先存放在控制存储器（CM）中，执行机器指令时再取出。 注意区分： 微指令： 机器指令： 产生微命令，控制完成机器指令功能的一步操作。 实现指令系统功能所规定的一种操作。 微程序： 工作程序： 包含若干微指令，解释执行一条机器指令 包含若干机器指令，完成某一特定任务 CM： 主存： 存放微程序，位于CPU内。 存放工作程序，位于CPU外。 （2）优缺点 优点：结构规整，设计效率高，性价比高，可靠性高，易于修改、扩展指令系统功能。 缺点：速度较慢，执行效率受影响。 （3）应用 用于速度要求不是很高、功能复杂的机器中，特别适用于系列机。 1.2.3 时序控制方式 掌握定义、特点、应用场合。 1、同步控制方式 （1）定义：各项操作与统一时序信号同步。 操作与时序信号的关系 同步控制方式 异步控制方式 （2）特点：1）有明显时序时间划分； 3）各步操作的衔接、各部件之间的数据传送受严格同步定时控制。2）时钟周期（节拍）时间固定； （3）应用场合：用于CPU内部、设备内部、总线操作（各挂接部件速度差异小、传送时间确定、传送距离较近）。 2、异步控制方式 （2）特点：1）无严格时钟周期划分； 2）