运算器与控制器

(1) I1: ADD R1，R2，R3 ； I2: SUB R4，R1，R5 ；
3.联合控制方式
此为同步控制和异步控制相结合的方式。 情况（1） 大部分操作序列安排在固定的机器周 期中，对某些 时间难以确定的操作则以执行部件的“回答”信号作为本次操 作的结束； 情况（2） 机器周期的节拍脉冲数固定，但是各条指令周期的 机器周期数不固定。
5.4 微程序控制器
5.4.1 微命令和微操作
控 制 字 段 判别测试字段
下地址字段
按照控制字段的编码方法不同，水平型微指令又分为三种：
I. 全水平型(不译法)微指令 II. 字段译码法水平型微指令 III. 直接和译码相混合的水平型微指令。
2.垂直型微指令
微指令中设置微操作码字段，采用微操作码编译法，由 微操作码规定微指令的功能 ，称为垂直型微指令。
下面举4条垂直型微指令的微指令格式加以说明。设微指 令字长为16位，微操作码3位。
(1)寄存器-寄存器传送型微指令 (2)运算控制型微指令
(3)访问主存微指令 (4)
3.水平型微指令与垂直型微指令的比较
(1)水平型微指令并行操作能力强，效率高，灵活性强，垂直型微 指令则较差。
(2)水平型微指令执行一条指令的时间短，垂直型微指令执行时间 长。
5.8.3 流水线中的主要问题
流水过程中通常会出现以下三种相关冲突，使流水线断流。
1. 资源相关
资源相关是指多条指令进入流水线后在同一机器时钟周 期内争用同一个功能部件所发生的冲突。
2. 数据相关
在一个程序中，如果必须等前一条指令执行完毕后，才能 执行后一条指令，那么这两条指令就是数据相关的。
5.8 流水CPU
5.8.1 并行处理技术

1.1练习已完成分数：80.01微型计算机的发展经历了从集成电路到超大规模集成电路的变革，各代变革主要是基于（）。

运算过程自动化是计算机的突出特点之一。

（）正确答案：√我的答案：√4虚拟现实是通过计算机生成的一个模拟环境。

（）正确答案：√我的答案：√51．世界上第一台计算机于_______在_________建成。

正确答案：第一空：1946年第二空：美国我的答案：第一空：1946年2月第二空：美国宾夕法尼亚大学1.2练习已完成分数：80.01按计算机应用的分类，CAI应属于（）应用。

批语2.1练习已完成分数：85.74 1运算器和控制器统称为（）。

能直接与CPU打交道的存储器是（）。

练习已完成分数：62.51计算机能直接识别的语言是（）。

高级语言•B、机器语言•C、汇编语言•D、数据库语言正确答案： B 我的答案：B 2机器语言编写采用（）代码。

•A、ASCII码•B、BCD码•C、二进制代码•D、因机器不同而不同正确答案： C 我的答案：C 3下列不是系统软件的是（）。

•A、DOSWindows XP•C、Windows NT•D、财务软件正确答案： D 我的答案：D4下列关于系统软件的叙述中，正确的是（）。

•A、系统软件与具体的应用领域无关•B、系统软件与具体硬件逻辑功能无关•C、系统软件是在应用软件基础上开发的•D、系统软件不具体提供人机界面正确答案： A 我的答案：C5下列关于计算机系统叙述正确的是（）。

（多选题）•A、通讯技术•B、传播技术控制技术•D、计算机技术•E、自动化技术正确答案： ABD 我的答案：ABCDE6将高级语言源程序转换成等价的目标程序的过程称为（）。

正确答案：第一空：编译我的答案：第一空：汇编批语7一个完整的计算机系统由（）和（）组成。

正确答案：第一空：硬件系统第二空：软件系统我的答案：第一空：硬件系统第二空：软件系统批语8计算机的软件系统，分两大部分，即（）和（）。

资料仅供参考
2. 运算部件： ❖ 控制ALU运算的控制信号有：
中央处理器
ADD SUB AND OR
XOR
加+ 减 -- 与 或
异
COM NEG A+1 A--1
B±1
求负 求反 A加1 A减1 B加（减）1
资料仅供参考
中央处理器
3. 总线与数据通路结构： （1）ALU总线 ❖ CPU内部采用单总线结构，即设置一组由16根
控制信号
…
寄存器
CU 中断 系统
资料仅供参考
三、 CPU 的寄存器
中央处理器
1. 用户可见寄存器
(1) 通用寄存器 (2) 数据寄存器 (3) 地址寄存器 (4) 条件码寄存器
存放操作数 可作 某种寻址方式所需的 专用寄存器 存放操作数（满足各种数据类型） 两个寄存器拼接存放双倍字长数据 存放地址，其位数应满足最大的地址范围 用于特殊的寻址方式 段基值 栈指针 存放条件码，可作程序分支的依据 如 正、负、零、溢出、进位等
将时序信号划分几级（其中包括指令周期）， 称为多级时序。
❖ 在组合逻辑控制器中，是依靠不同的时间标志 使CPU分步执行指令，其时序信号常划分为3 级：机器周期、节拍、时钟脉冲。
❖ 在微程序控制器中，一条指令对应一段微程序 （微指令序列），其时序信号划分为2级：节 拍、时钟脉冲。
双向数据传送组成的ALU总线（CPU内总线）， ALU和所有的寄存器通过这组公共总线连接起来。
❖ 在单总线结构中，CPU的任何两个部件间的数据 传送都必须通过这组总线，控制较简单，但传送 速度受到限制。
资料仅供参考
中央处理器
（2）系统总线：16根地址总线、16根数据总线，

计算机中运算器的主要功能一计算机中运算器的主要功能是执行各种算术和逻辑运算操作。

运算器由算术逻辑单元、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。

计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。

运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

运算器和控制器共同组成CPU的核心部分。

二运算器的主要功能是完成算术和逻辑运算。

运算器是计算机中处理数据的功能部件，对数据处理主要包括数据的算术运算和逻辑数据的逻辑操作；因此，实现对数据的算术与逻辑运算是运算器的核心功能。

运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理，例如算术四则运算，与、或、求反等逻辑运算，算术和逻辑移位操作，比较数值，变更符号，计算主存地址等。

运算器：arithmetic unit，计算机中执行各种算术运算和逻辑运算操作的部件。

运算器由算术逻辑单元（ALU）、累加器、状态寄存器、通用寄存器组等组成。

算术逻辑运算单元（ALU）的基本功能为加、减、乘、除四则运算，与、或、非、异或等逻辑操作，以及移位、求补等操作。

计算机运行时，运算器的操作和操作种类由控制器决定。

运算器处理的数据来自存储器；处理后的结果数据通常送回存储器，或暂时寄存在运算器中。

与Control Unit共同组成了CPU的核心部分。

运算器是计算机中处理数据的功能部件。

对数据处理主要包括数据的算术运算和逻辑数据的逻辑操作。

因此，实现对数据的算术与逻辑运算是运算器的核心功能。

运算器的基本功能是完成对各种数据的加工处理，例如算术四则运算，与、或、求反等逻辑运算，算术和逻辑移位操作，比较数值，变更符号，计算主存地址等。

运算器中的寄存器用于临时保存参加运算的数据和运算的中间结果等。

运算器中还要设置相应的部件，用来记录一次运算结果的特征情况，如是否溢出，结果的符号位，结果是否为零等。

运算器类型计算机所采用的运算器类型很多，从不同的角度分析，就有不同的分类方法。

从小数点的表示形式可分为定点运算器和浮点运算器。