计算机组成原理－控制单元
微操作命令分析
控制单元的功能
CPU包括运算逻辑部件、寄存器部件和控制部件等。 逻辑部件： 英文Logic components；运算逻辑部件。可以执行定点或浮点算术运算操作、移位操作以及逻辑操作，也可执行地址运算和转换。 寄存器： 寄存器部件，包括寄存器、专用寄存器和控制寄存器。 通用寄存器又可分定点数和浮点数两类，它们用来保存指令执行过程中临时存放的寄存器操作数和中间（或最终）的操作结果。 通用寄存器是中央处理器的重要部件之一。 控制部件： 英文Control unit；控制部件，主要是负责对指令译码，并且发出为完成每条指令所要执行的各个操作的控制信号。 其结构有两种：一种是以微存储为核心的微程序控制方式；一种是以逻辑硬布线结构为主的控制方式。 微存储中保持微码，每一个微码对应于一个最基本的微操作，又称微指令；各条指令是由不同序列的微码组成，这种微码序列构成微程序。中央处理器在对指令译码以后，即发出一定时序的控制信号，按给定序列的顺序以微周期为节拍执行由这些微码确定的若干个微操作，即可完成某条指令的执行。 简单指令是由（3～5）个微操作组成，复杂指令则要由几十个微操作甚至几百个微操作组成。
CPU：中央处理器，运算器+控制器
PC：程序计数器，用来存放当前欲执行指令的地址，它与主存的MAR之间有一条直接通路，且具有自动加1的功能，即可自动形成下一条指令的地址。
IR：用来存放当前的指令，IR的内容来自于主存的MDR
CU：控制单元，用来解释存储器中的指令，并发出各种操作命令来执行指令
ALU：算逻部件，用来完成算术逻辑运算
ACC：累加器，运算器中的寄存器的一种
MQ：乘商寄存器
X：操作数寄存器
MAR：存储器地址寄存器，用来存放欲访问的存储单元的地址，其位数对应存储单元的个数
MDR：存储器数据寄存器，用来存放从存储体某单元取出的代码或者准备往某存储单元存入的代码，其位数与存储字长相等。
I/O：输入与输出设备，也称外部设备
MIPS：单位时间内执行指令的平均条数（百万条指令每秒）
CPI：执行一条指令所需的时钟周期（机器主频的倒数）
FLOPS：浮点运算次数每秒
主要功能：取指、分析、中断响应
微操作命令分析
微指令：
控制单元为了执行整条指令执行，由控制单元发出的一些指令。相对较小。
完成指令四个周期：
取指＋间址＋执行＋中断周期
取指周期
间址周期
说明这条指令采用的间接寻址，需要将操作数地址从存储器中取出，放入到指令寄存器所保存的地址码部分。
对于存储器间接寻址或寄存器间接寻址的指令，它们的操作是不同的
执行周期
控制器要发什么样的命令，才能完成这些操作
- 非访存类指令 清零、取反、算数右移
- 访存类 ADD、存储数据、取数指令
- 转移指令 无条件、条件转移
- 三类指令的指令周期
中断周期
三件事：保存断点、形成中断程序的入口地址、关中断
- 保存断点：
- 形成入口地址
- 关中断
控制单元功能
发出各种控制命令或者微指令，控制整个系统包括cpu内部各个部件能够协调稳定运行。
控制单元外特性
- 输入信号
时钟信号、指令寄存器、标志、外来信号（中断请求、总线请求） - 输出信号
控制单元的输出信号主要包括CPU内的控制信号和送至系统总线（控制总线）的信号。
cpu内部控制信号（PC增加、ALU＋－）、送至控制总线的信号、
控制信号举例
多级时序系统
机器周期、节拍（状态）组成多级时序系统
- 机器周期
- 时钟周期［计算机操作的最小单位时间］
机器速度和主频关系
机器速度不仅与主频有关，还与机器周期中所包含的时钟周期数，以及指令周期中所含的机器周期数有关。
控制方式
产生不同微操作命令序列，所使用的时序控制方式
- 同步控制方式
定长机器周期
不定长机器周期
中央控制和局部控制结合的方法 - 异步控制方式
- 联合控制方式（同步加异步）
- 人工
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