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11 第3章第4讲 指令执行步骤概述.ppt

页数:20页文件大小:617.5 KB来源: 计算机组成原理ppt课件

本课件以典型指令为例逐步图示取指与执行过程中的信息流动,涵盖加法指令、寄存器内容传送、写内存、输入指令、相对转移与子程序返回等指令的分步执行过程与相应控制信号。

指令执行步骤讲解页,控制器分步执行指令并向各部件提供协调运行控制信号的功能与组成
每条指令的执行步骤示意图,标注程序计数器、地址寄存器、指令寄存器等部件与信号,控制器分步执行指令并向各部件提供协调运行控制信号的功能与组成
Am2901位片运算器示意图,标注程序计数器、运算器、控制器等部件与信号,4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路
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第1页:指令执行步骤

指令执行步骤概述划分与设计指令执行步骤,是控制器部件重要的教学内容,这一设计要依据指令的格式和功能、控制器部件的组成、被控制对象运行方式以及它们彼此之间的连接关系等多个方面的实际情况共同决定,就是说,它解决的是信息随着时间在这些部件之间的流动关系,与指令系统、计算机整机和它的各个部件都有关系,因此也就比较难以全面理解与掌握。下面分成两个步骤,从3个角度来介绍上述内容。

1.准备性知识:指令执行步骤简介:教学计算机组成框图。2.典型指令执行步骤介绍:(1)指令执行步骤与信息流动的时间空间对应关系;(2)指令执行步骤简单的文字描述;(3)教学计算机的典型指令执行步骤,和每一步骤中对各个部件的控制作用。

第2页:每条指令的执行步骤

每条指令的执行步骤

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现控制器分步执行指令并向各部件提供协调运行控制信号的功能与组成。

  • 程序计数器
  • 地址寄存器
  • 指令寄存器
  • PC
  • IR

第3页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 主存储器
  • 输入设备

第4页:教学计算机的微程序控制器

教学计算机的微程序控制器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现控制器分步执行指令并向各部件提供协调运行控制信号的功能与组成。

  • 控制器
  • R0

第5页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 主存储器
  • 接口

第6页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 主存储器
  • 接口

第7页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 主存储器
  • 输入设备

第8页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 主存储器
  • 接口

第9页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 主存储器
  • 接口

第10页:Am2901位片运算器

Am2901位片运算器

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现4位位片结构运算器Am2901的内部组成与数据通路。

  • 程序计数器
  • 运算器
  • 控制器
  • 控制存储器
  • 接口
  • 数据总线

第11页:读取指令①ARPC

读取指令①ARPC

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现56位微指令字长、下地址字段与控制存储器的芯片配置。

  • ALU
  • 操作码
  • PC
  • AR
  • IR
  • R0

第12页:寄存器内容传送指令

寄存器内容传送指令

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现56位微指令字长、下地址字段与控制存储器的芯片配置。

  • ALU
  • 操作码
  • PC
  • AR
  • IR
  • R0

第13页:写寄存器内容到主存

写寄存器内容到主存

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现56位微指令字长、下地址字段与控制存储器的芯片配置。

  • ALU
  • 操作码
  • PC
  • AR
  • IR

第14页:输入指令

输入指令

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现56位微指令字长、下地址字段与控制存储器的芯片配置。

  • ALU
  • 操作码
  • PC
  • AR
  • IR
  • R0

第15页:相对转移指令JR C

相对转移指令JR C

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现56位微指令字长、下地址字段与控制存储器的芯片配置。

  • ALU
  • 操作码
  • PC
  • AR
  • IR

第16页:子程序返回指令

子程序返回指令

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现56位微指令字长、下地址字段与控制存储器的芯片配置。

  • 操作码
  • PC
  • AR
  • IR
  • SP

第17页:指令执行流程

指令执行流程

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现指令取指、分析、执行各步骤的接续关系与流程走向。

  • CP
  • PC
  • AR
  • IR

第18页:TEC-2教学机系统

TEC-2教学机系统

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现控制器分步执行指令并向各部件提供协调运行控制信号的功能与组成。

  • 运算器
  • 控制器
  • 主存储器
  • PC
  • 串行接口

第19页:控制器功能与组成

控制器功能与组成

本页为结构/流程示意图,图中标注的主要部件与信号如下,重点体现控制器分步执行指令并向各部件提供协调运行控制信号的功能与组成。

  • 运算器
  • 控制器
  • 主存储器
  • PC
  • 串行接口

第20页:微程序控制器部件56位的微指令字长

微程序控制器部件56位的微指令字长,微下地址字段16位,控制命令字段40位,7片28C64组成控存。1片28C65,从指令操作码产生微地址,1片374存8位下地址,1片273存8位条件码,1片377存8位现微地址。

1片Am2910给出下一条微指令地址,1片GAL按判断条件产生微指令转移信号/CC;5片GAL用作为5片8位的D触发器的寄存器,2片GAL实现两个4位的2选1芯片功能。8或16位的指令寄存器。

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