指令控制单元

2.指令控制单元

指令控制单元是计算机的控制器,是计算机的控制中心,它决定了计算机运行过程的自动化。它不仅要保证程序的正确执行,而且能够处理异常事件。控制器一般包括指今控制逻辑、时序控制逻辑、总线控制逻辑及中断控制逻辑等几个部分。

指令控制逻辑要完成取指令、分析指令和执行指令的操作。

时序控制逻辑要为每条指令按时间顺序提供应有的控制信号。一般时钟脉冲就是最基本的时序信号,是整个机器的时间基准,称为机器的主频。执行一条指令所需要的时间叫做一个指令周期,不同指令的周期有可能不同。一般为便于控制,根据指令的操作性质和控制性质不同,会把指令周期划分为几个不同的阶段,每个阶段就是一个CPU周期。早期CPU和内存在速度上的差异不大,所以CPU周期通常和存储器存取周期相同。后来,随着CPU的发展,现在速度上已经比存储器快很多了,于是常常将CPU周期定义为存储器存取周期的几分之一。

总线控制逻辑是为多个功能部件服务的信息通路的控制电路。就CPU而言,它一般分为内部总线和CPU对外联系的外部总线。外部总线有时候又叫做系统总线、前端总线(FSB)等。

中断是指计算机由于异常事件,或者一些随机发生需要马上处理的事件,引起CPU暂时停止现在程序的执行,转向另一服务程序去处理这一事件,处理完毕再返回原程序的过程。由机器内部产生的中断,我们把它叫做陷阱(内部中断),由外部设备引起的中断叫外部中断。

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