基本概念

指令周期
取出并执行一条指令所需的全部时间
每条指令的周期不同
由于各指令的功能不同，他们的周期也是不尽相同的。
eg：
NOP（空操作）：只有取指周期

ADD（加操作）：指令周期有取指周期和执行周期两个阶段

具有间址寻址的指令周期

取指周期：把指令地址从内存中取出
间址周期：把操作数地址从内存中取出
执行周期：把操作数从内存中取出
指令周期流程
CPU工作周期的标志
CPU访存有四种性质对应CPU的四个工作周期

取指令：取指周期
取地址：间址周期
存取操作数或者结果：执行周期
存程序断点：中断周期

指令周期的数据流

取指周期的数据流

取指周期从PC开始，因为PC知道要取的指令的内存单元的地址，PC要把地址传送给存储器，要先把地址传给MAR,再由MAR传给地址总线，再由地址总线传给存储器。CU把读操作这个控制信号送到控制总线上，再由控制总线送到存储器，存储器执行读操作，把相应的数据送到数据总线，数据总线再送到MDR，最后送到IR当中，此时，我们还要为取下一条指令做准备，要把下一条指令的地址保存在PC里，由CU控制PC进行PC+1操作，使PC指向下一条要取的指令的地址。这样一个完整的取值周期就完成了。（注意：这里的+1操作不是单纯的+1而是是加上下一条指令的地址）

间址周期的数据流

操作数所在的内存单元的地址IR和MDR中都有，所以间址周期可以从IR开始，也可以从MDR开始，假设从MDR开始，MDR会把操作数中的地址码部分发送给MAR，MAR会把地址送给地址总线，再由地址总线送给存储器，然后CU发出读操作，操作信号先送给控制总线，再由控制总线送到存储器当中，存储器完成读操作，把数据送到数据总线上，再由数据总线送到MDR当中，这个时候MDR才真正保存了我们所需要的操作数的真正的地址。

执行周期数据流

不同指令的执行周期数据流不同。

中断周期的数据流

因为CU知道程序断点应该保存在哪个位置，所以中断周期从CU开始，CU给出地址，把地址放进MAR中，MAR再送到地址总线，地址总线送到存储器，因为保存断点是一个写操作，所以CU会发出一个写命令，并把写命令送到控制总线，再由控制总线送到存储器，保存断点即返回到程序中断之后的那个位置，也即中断之后要执行的下一个命令地址，中断之后的下一条命令保存在PC当中，所以保存断点即保存当前PC的值，PC会把值送到MDR当中，MDR送到数据总线，数据总线再保存到存储器中。中断服务程序的入口地址是由CU给出，CU会把这个地址写入PC，中断服务程序的入口就给了PC，

计算机组成原理之指令周期相关推荐

计算机组成原理实验单总线CPU设计(变长指令周期3级时序)(HUST)思路总结
计算机组成原理实验单总线CPU设计(变长指令周期3级时序)(HUST)思路总结变长指令周期3级时序单总线CPU设计和定长指令周期的设计类似,区别在于时序发生器状态机和输出函数的设计,以及硬布线控制 ...
计算机组成原理实验单总线CPU设计(定长指令周期3级时序)(HUST)思路总结
计算机组成原理实验单总线CPU设计(定长指令周期3级时序)(HUST)总结全部任务共六关.主要涉及定长指令周期三级时序系统的设计,设计过程中比较重要的是数电知识.Logisim的组合逻辑电路分析功 ...
计算机组成原理sta,计算机组成原理：6.2.2 指令周期
<计算机组成原理:6.2.2 指令周期>由会员分享,可在线阅读,更多相关<计算机组成原理:6.2.2 指令周期(40页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.6.2 CPU 的结 ...
计算机组成原理18-CPU的结构和指令周期
目录一.CPU的结构 1.CPU的功能 2.CPU的寄存器 (1)用户可见寄存器 (2)控制和状态寄存器 3.控制单元和中断系统二.指令周期 1.指令周期的基本概念 2.CPU 工作周期的标志 3 ...
计算机组成原理——指令周期
(截图来自MOOC平台华中科技大学计算机组成原理课程) 一条指令的执行流程,最多需要以下7个步骤,在没有操作数的情况下,白色圆框中的步骤可以省略. 时钟周期是可以完成一次微操作的时间,机器周期即是从主 ...
计算机组成原理——知识结构体系
计算机系统的基本概念和知识体系 1.计算机的软件和硬件概念答:硬件.软件(系统软件.应用软件) 2.计算机系统的层次结构答:微指令系统->机器语言->操作系统->汇编语言-> ...
计算机计组成原理课后,计算机组成原理课后习题课(0001).doc
计算机组成原理课后习题课(0001).doc (7页) 本资源提供全文预览,点击全文预览即可全文预览,如果喜欢文档就下载吧,查找使用更方便哦! 19.90 积分 1．什么是指令周期?什么是机器周期? ...
计算机导论与计算机组成原理关系,计算机组成原理
一 .课程简介课程中文名称:<计算机组成原理与汇编语言> 课程英文名称:Computer principle and assembly language 课程编号:ZYB08003 课程 ...
计算机组成原理A原是什么,计算机组成原理A
<计算机组成原理A>由会员分享,可在线阅读,更多相关<计算机组成原理A(11页珍藏版)>请在人人文库网上搜索. 1.平顶山学院2018年下半年计算机组成原理 (高起本 )A课程 ...

计算机组成原理之指令周期

指令周期