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|「计算机组成原理」：一文快速了解计算机原理知识点-附思维导图( 五 )

  • 取决因素操作码的长度操作数地址的长度操作数地址的个数
  • 指令字长 固定指令字长 = 存储字长
  • 指令字长 可变按字节的倍数变化
  • 对准边界存放不连续存放数据按字节编址a.半字地址最低位恒为0b.字地址最低两位恒为0c.双字地址的最低三位恒为0减少访存次数 ， 浪费存储空间
  • 不对准边界存放连续存放数据节约存储器空间 ， 但增加访存次数 ， 对多字节数据存在调整高 低字节位置的问题
（4）寻址方式
①分类：
  1. 立即寻址：执行速度快 ， 不能被修改 ， 立即数大小受长度限制 ， 灵活性较差 。
  2. 寄存器间接寻址：又快又灵活 ， 被广泛使用 。
  3. 直接寻址：不需要做寻址运算 ， 简单直观 ， 受地址码字长限制 。
  4. 间接寻址：灵活 ， 能扩大寻址范围 ， 速度慢 。
  5. 变址寻址：修改地址方便 ， 无需修改指令 ， 只需修改地址即可 。
  6. 基址寻址：大型计算机采用的一种技术 ， 将用户的逻辑地址转换为主存的物理地址 。
②指令系统类型：
  1. CISC（复杂）：数量多 ， 使用频率差别大 ， 可变长格式；适用于小型机 。
  2. RISC（简单）：数量少 ， 使用频率接近 ， 定长格式；适用于大型机 。
（5）指令操作码的扩展技术
  • 指令操作码的长度决定了指令系统中完成不同操作的指令数
  • 若某机器的操作码长度固定为K位 ， 则它最多只能有2^K条不同指令
  • 指令操作码两种格式
  • 固定格式优点:对于简化硬件设计 ， 减少指令译码时间非常有利缺点:指令少 ， 浪费地址
  • 可变格式(分散地放在字的不同字段)优点:指令多 ， 缩短指令平均长度 ， 减少程序总位数 ， 增加指令字所能表示的操作信息缺点:译码复杂 ， 控制器的设计难度增大
  • 拓展方法的一个重要原则使用频度(即指令在程序中出现概率)高的指令应分配短的操作码 ， 使用频度低的指令相应地分配较长的操作码
  • 指令系统的兼容性保持系统向上兼容
第六章、中央处理器
1、计算机工作过程
  • 加电——->产生reset信号——->执行程序——->停机——->停电
  • 产生reset信号的任务任务一：使计算机处于初始状态任务二：从PC中取出指令地址
  • 控制器作用是协调并控制计算机各部件执行程序的指令序列
2、控制器的组成
（1）控制器的功能
  • 取指令发出指令地址 ， 取出指令的内容
  • 分析指令（1）对操作码译码产生操作相应部件的控制信号（2）根据寻址方式形成操作数地址
  • 执行指令（1）根据分析指令后产生控制信号、操作数地址信号序列 ， 通过CPU及输入输出设备的执行实现每条指令的功能（2）结果回送存储器（3）形成下条指令的地址
  • 控制程序和数据的输入和结果输出
  • 对异常情况和某些请求的处理异常情况的处理：例如算术运算的溢出、数据传送奇偶错某些请求的处理“中断请求”信号DMA请求信号
（2）控制器的组成

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