计算机组成原理第十二次笔记（CPU）

1.CPU主要功能：指令控制、操作控制、时间控制、数据加工、中断控制。
2.CPU的基本结构：CPU可分为运算器和控制器两个部分，运算器包括多个通用寄存器、ACC、ALU、MU、PSW等控制器包括PC、IR、CU、MAR、MDR等
3.指令周期：CPU从主存中取出并执行一条指令的时间为指令周期，指令周期由若干个机器周期组成，机器周期由若干个时钟周期组成，指令周期常由：取值周期、间址周期、执行周期、中断周期组成，不同的指令可能没有间址和中断。在每一个阶段后都设置一个触发器可以保证程序执行的正确。
4.机器周期：机器周期指完成指令周期一个环节所需要的时间，例如取指令就为一个机器周期，一条指令周期中的机器周期时间可以不同。
5.时钟周期：机器执行的最小时间单位，完成一项具体操作的时间比如mov ebx，eax。
6.取址周期：将PC的地址的指令取出到IR中。
①PC->MAR->地址总线->主存
②CU发出读命令->控制总线->主存
③主存->数据总线->MDR->IR
④PC++
7.间址周期：取操作数的真实地址（不取操作数）
①IR->MAR->地址总线->主存
②CU发出读命令->控制总线->主存
③主存->数据总线->MDR->IR
8.执行周期：取操作数并进行操作
9.中断周期：处理中断请求，一般中断来临时只在指令结束时才被处理。
10.指令执行方案：
①单指令周期：对所有指令都采用相同的时钟周期来完成。
②多指令周期：对不同的指令选用不同个数的时钟周期来完成。
③流水线方案：可以将指令分为多个阶段同一时间执行多条指令。
11.数据通路：数据在功能部件之间传送的路径成为数据通路，包括数据通路上流经的部件。分为CPU内单总线，CPU内三总线，专用数据通路。
12.CPU内单总线：所有寄存器和运算单元连接到一条总线上，结构简单但是容易产生冲突，用单总线就不能用流水线技术了，性能太低。
13.CPU内三总线：将所有寄存器和运算单元连在数据、地址、控制三条总线上，分管不同的责任。
14.专用数据通路：具体安排某一项功能的数据通路，性能最高但硬件量大，成本高。