计算机组成原理笔记 Chapter 5 本文使用 Zhihu On VSCode 创作并发布 第五章 中央处理器（CPU） 专门用来完成取出指令和执行指令工作的计算机部件称为中央处理器，通常简称CPU。 指令控制：程序的顺序控制称为指令控制。 操作控制：一条指令的功能是由若干个操作信号的组合来实现的。 时间控制：对各种操作实施时间上的定时称为时间控制。 数据加工：数据加工就是对数据进行算术运算和逻辑运算处理。 主要寄存器 指令寄存器(IR) 指令寄存器用来保存当前正在执行的一条指令。 程序计数器(PC) 提供程序转移方式确定的下一条地址。 地址寄存器(AR) 地址寄存器用来保存当前CPU所访问的内存单的地址。 缓冲寄存器(DR) 用来暂时存放由内存储器读出的一条指令或一个数据字。 累加寄存器(AC) 运算器的算术逻辑单(ALU)执行算术或逻辑运算时，为ALU提供一个工作区(临时存放空间)。 状态条件寄存器(PSW) 状态条件寄存器保存由算术指令和逻辑指令运行或测试的结果建立的各种条件码内容。 操作控制器和时序产生器 数据通路:是许多寄存器之间传送信息的通路。 操作控制器:为数据通路的建立提供各种操作信号。 硬布线控制器:采用时序逻辑技术来实现的 微程序控制器:采用存储逻辑来实现的 指令周期 指令周期（取指令、分析、执行）=n CPU周期（机器周期，基本操作，以主存的工作周期为基础）= n*m 时钟周期（节拍周期，微操作，如一次数据传送、一次ALU运算） 控制方式：同步控制方式（指令的机器周期和时钟周期数不变），异步控制方式（每条指令需要多长时间就占多长时间 ），联合控制方式 微程序控制 微命令：控制部件向执行部件发出的各种控制命令叫作微命令，它是构成控制序列的最小单位。例如：打开或关闭某个控制门的电位信号、某个寄存器的打入脉冲等。 微操作：是微命令的操作过程。 微命令是微操作的控制信号，微操作是微命令的操作过程。 微指令：把在同一CPU周期内并行执行的微操作控制信息，存储在控制存储器里，称为一条微指令（Microinstruction）。 微程序：一系列微指令的有序集合就是微程序。一段微程序对应一条机器指令。 
Image 微命令的编码方法 编码有三种方法：直接表示法/编码表示法（需要互斥，即不在任一个指令里同时存在，一般每个小段还要留出一个状态，表示本字段不发出任何微命令。）/混合表示法 水平微指令：快，并行性好。
Image 垂直微指令：只能执行一两个微命令。
Image 硬布线逻辑 
Image 流水CPU 时间并行空间并行 多处理器，多系统时间并行+空间并行 
Image RISC RISC机器的三个基本要素一个有限的简单指令集CPU配备大量的通用寄存器强调指令流水线的优化。
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