計(jì)算機(jī)組成原理2

1、計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院第第5章章 存儲(chǔ)系存儲(chǔ)系統(tǒng)統(tǒng)和結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu) 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.1 存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成存儲(chǔ)系統(tǒng)的組成 存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)器是兩個(gè)不同的概存儲(chǔ)系統(tǒng)和存儲(chǔ)器是兩個(gè)不同的概念，下面首先介紹各種不同用途的存儲(chǔ)念，下面首先介紹各種不同用途的存儲(chǔ)器，然后討論它們是如何構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)器，然后討論它們是如何構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的。系統(tǒng)的。5.1.1 存儲(chǔ)器分類存儲(chǔ)器分類1.按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用分類按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的作用分類(1)高速緩沖存

2、儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器位于主存和位于主存和CPU之之間間，用來(lái)存放正在執(zhí)行的程序段和數(shù)據(jù)，用來(lái)存放正在執(zhí)行的程序段和數(shù)據(jù)，以便以便CPU高速地使用它們。高速地使用它們。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.1 存儲(chǔ)存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)的的組成組成(2)主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器 用來(lái)存放計(jì)算機(jī)用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間所需要的程運(yùn)行期間所需要的程序和數(shù)據(jù)序和數(shù)據(jù)，CPU可直接隨機(jī)地進(jìn)行讀寫訪可直接隨機(jī)地進(jìn)行讀寫訪問(wèn)。問(wèn)。(3)輔助存儲(chǔ)器輔助存儲(chǔ)器 用來(lái)存放當(dāng)前暫不參與運(yùn)行的程序和用來(lái)存放當(dāng)前暫不參與運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)，以及一

3、些需要永久性保存的信息。，以及一些需要永久性保存的信息。CPU不能直接訪問(wèn)它。不能直接訪問(wèn)它。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.1 存儲(chǔ)存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)的的組成組成5.1.2 存儲(chǔ)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu) 為了解決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格為了解決存儲(chǔ)容量、存取速度和價(jià)格之間的矛盾，通常把各種不同存儲(chǔ)容量、之間的矛盾，通常把各種不同存儲(chǔ)容量、不同存取速度的存儲(chǔ)器，按一定的體系結(jié)不同存取速度的存儲(chǔ)器，按一定的體系結(jié)構(gòu)組織起來(lái)，形成一個(gè)統(tǒng)一整體的存儲(chǔ)系構(gòu)組織起來(lái)，形成一個(gè)統(tǒng)一整體的存儲(chǔ)系統(tǒng)。統(tǒng)。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-1

4、1-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.1 存儲(chǔ)存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)的的組成組成 由高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、輔助由高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器構(gòu)成的三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以分為兩個(gè)存儲(chǔ)器構(gòu)成的三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)可以分為兩個(gè)層次。其層次。其中高速緩存和主存間稱為中高速緩存和主存間稱為Cache- -主存存儲(chǔ)層次（主存存儲(chǔ)層次（Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)）；主存存儲(chǔ)系統(tǒng)）；主存- -輔存存儲(chǔ)層次（虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)）。輔存存儲(chǔ)層次（虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)）。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.1 存儲(chǔ)存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)的的組成組成 Cache存儲(chǔ)系統(tǒng)是為

5、解決主存速度不足存儲(chǔ)系統(tǒng)是為解決主存速度不足而提出來(lái)的而提出來(lái)的。在。在Cache和主存之間，增加輔和主存之間，增加輔助硬件，讓它們構(gòu)成一個(gè)整體。從助硬件，讓它們構(gòu)成一個(gè)整體。從CPU看，看，速度接近速度接近Cache的速度，容量是主存的容量，的速度，容量是主存的容量，每位價(jià)格接近于主存的價(jià)格。由于每位價(jià)格接近于主存的價(jià)格。由于Cache存存儲(chǔ)系統(tǒng)全部用硬件來(lái)調(diào)度，因此它對(duì)系統(tǒng)儲(chǔ)系統(tǒng)全部用硬件來(lái)調(diào)度，因此它對(duì)系統(tǒng)程序員和應(yīng)用程序員都是透明的。程序員和應(yīng)用程序員都是透明的。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.1 存儲(chǔ)存儲(chǔ)系統(tǒng)系統(tǒng)的

6、的組成組成 虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)是為解決主存容量不足虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)是為解決主存容量不足而提出來(lái)的而提出來(lái)的。在主存和輔存之間，增加輔。在主存和輔存之間，增加輔助的軟硬件，讓它們構(gòu)成一個(gè)整體。從助的軟硬件，讓它們構(gòu)成一個(gè)整體。從CPU看，速度接近主存的速度，容量是虛看，速度接近主存的速度，容量是虛擬的地址空間，每位價(jià)格是接近于輔存的擬的地址空間，每位價(jià)格是接近于輔存的價(jià)格。由于虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)需要通過(guò)操作系價(jià)格。由于虛擬存儲(chǔ)系統(tǒng)需要通過(guò)操作系統(tǒng)來(lái)調(diào)度，因此對(duì)系統(tǒng)程序員是不透明的，統(tǒng)來(lái)調(diào)度，因此對(duì)系統(tǒng)程序員是不透明的，但對(duì)應(yīng)用程序員是透明的。但對(duì)應(yīng)用程序員是透明的。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-

7、24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.2 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器的的組織組織 主存儲(chǔ)器是整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心，它主存儲(chǔ)器是整個(gè)存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心，它用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間所需要的程序和用來(lái)存放計(jì)算機(jī)運(yùn)行期間所需要的程序和數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)，CPU可直接隨機(jī)地對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn)?？芍苯与S機(jī)地對(duì)它進(jìn)行訪問(wèn)。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.2 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器的的組織組織5.2.2 主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元主存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元 位位是二進(jìn)制數(shù)的最基本單位，也是存是二進(jìn)制數(shù)的最基本單位，也是存儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的最小單位。儲(chǔ)器存儲(chǔ)信息的最小單位。 一個(gè)二進(jìn)

8、制數(shù)由若干位組成，當(dāng)這個(gè)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)由若干位組成，當(dāng)這個(gè)二進(jìn)制數(shù)作為一個(gè)整體存入或取出時(shí)，這個(gè)二進(jìn)制數(shù)作為一個(gè)整體存入或取出時(shí)，這個(gè)數(shù)稱為數(shù)稱為存儲(chǔ)字存儲(chǔ)字。 存放存儲(chǔ)字或存儲(chǔ)字節(jié)的主存空間稱存放存儲(chǔ)字或存儲(chǔ)字節(jié)的主存空間稱為為存儲(chǔ)單元或主存單元存儲(chǔ)單元或主存單元，大量存儲(chǔ)單元的集，大量存儲(chǔ)單元的集合構(gòu)成一個(gè)合構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)體存儲(chǔ)體MB，程序和數(shù)據(jù)都存放，程序和數(shù)據(jù)都存放在存儲(chǔ)體中，它是存儲(chǔ)器的核心。在存儲(chǔ)體中，它是存儲(chǔ)器的核心。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.2 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器的的組織組織5.2.3 主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)主

9、存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)1.存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量 存儲(chǔ)容量是指存儲(chǔ)容量是指主存所能容納的二進(jìn)制主存所能容納的二進(jìn)制信息總量信息總量。對(duì)于字節(jié)編址的計(jì)算機(jī)，以字。對(duì)于字節(jié)編址的計(jì)算機(jī)，以字節(jié)數(shù)來(lái)表示容量；對(duì)于字編址的計(jì)算機(jī)，節(jié)數(shù)來(lái)表示容量；對(duì)于字編址的計(jì)算機(jī)，以字?jǐn)?shù)與其字長(zhǎng)的乘積來(lái)表示容量。以字?jǐn)?shù)與其字長(zhǎng)的乘積來(lái)表示容量。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.2 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器的的組織組織2.存取速度存取速度 存取時(shí)間存取時(shí)間Ta 存取時(shí)間又稱為訪問(wèn)時(shí)間或讀存取時(shí)間又稱為訪問(wèn)時(shí)間或讀/寫時(shí)間，寫時(shí)間，它是指它是指從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成

10、該操作從啟動(dòng)一次存儲(chǔ)器操作到完成該操作所經(jīng)歷的時(shí)間所經(jīng)歷的時(shí)間。 存取周期存取周期Tm 存取周期又可稱作讀寫周期、訪存周存取周期又可稱作讀寫周期、訪存周期，它是指期，它是指存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的讀寫操作存儲(chǔ)器進(jìn)行一次完整的讀寫操作所需的全部時(shí)間，即連續(xù)兩次訪問(wèn)存儲(chǔ)器操所需的全部時(shí)間，即連續(xù)兩次訪問(wèn)存儲(chǔ)器操作之間所需要的最短時(shí)間作之間所需要的最短時(shí)間。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.2 主存儲(chǔ)器主存儲(chǔ)器的的組織組織 主主存帶寬存帶寬Bm 與存取周期密切相關(guān)的指標(biāo)是主存的與存取周期密切相關(guān)的指標(biāo)是主存的帶寬，它又稱為數(shù)據(jù)傳輸率，表

11、示每秒從帶寬，它又稱為數(shù)據(jù)傳輸率，表示每秒從主存進(jìn)出信息的最大數(shù)量，單位為字主存進(jìn)出信息的最大數(shù)量，單位為字/秒或秒或字節(jié)字節(jié)/秒或位秒或位/秒秒。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器 主存儲(chǔ)器通常分為主存儲(chǔ)器通常分為RAM和和ROM兩大兩大部分部分。RAM可讀可寫，可讀可寫，ROM只能讀不能寫。只能讀不能寫。下面重點(diǎn)討論下面重點(diǎn)討論RAM的工作原理與結(jié)構(gòu)，以的工作原理與結(jié)構(gòu)，以及及ROM的基本類型。的基本類型。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)

12、繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器5.3.1 RAM記憶單元電路記憶單元電路 存放一個(gè)二進(jìn)制位的物理器件稱為記存放一個(gè)二進(jìn)制位的物理器件稱為記憶單元，它是存儲(chǔ)器的最基本構(gòu)件，憶單元，它是存儲(chǔ)器的最基本構(gòu)件，地址地址碼相同的多個(gè)記憶單元構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單元碼相同的多個(gè)記憶單元構(gòu)成一個(gè)存儲(chǔ)單元。記憶單元記憶單元可以由各種材料制成，但最常見(jiàn)可以由各種材料制成，但最常見(jiàn)的的由由MOS電路組成。電路組成。MOS型存儲(chǔ)器根據(jù)記型存儲(chǔ)器根據(jù)記憶單元的結(jié)構(gòu)又可分為靜態(tài)憶單元的結(jié)構(gòu)又可分為靜態(tài)RAM和動(dòng)態(tài)和動(dòng)態(tài)RAM兩種。靜態(tài)兩種。靜態(tài)RAM，即，即

13、SRAM（Static RAM），其存儲(chǔ)電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基），其存儲(chǔ)電路以雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器為基礎(chǔ)；礎(chǔ)；動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM，即，即DRAM（Dynamic RAM），其存儲(chǔ)電路以電容為基礎(chǔ)），其存儲(chǔ)電路以電容為基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器5.3.2 動(dòng)態(tài)動(dòng)態(tài)RAM的刷新的刷新1.刷新間隔刷新間隔一般一般選定選定MOS型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器允許的最大刷型動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器允許的最大刷新間隔為新間隔為2ms。2.刷新方式刷新方式 常見(jiàn)的刷新方式有集中式、分散式和常見(jiàn)的刷新方式有集中式、

14、分散式和異步式三種異步式三種計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器(1)集中刷新方式集中刷新方式 在允許的最大刷新間隔內(nèi)，按照存儲(chǔ)在允許的最大刷新間隔內(nèi)，按照存儲(chǔ)芯片容量的大小集中安排若干個(gè)刷新周期，芯片容量的大小集中安排若干個(gè)刷新周期，刷新時(shí)停止讀寫操作。刷新時(shí)停止讀寫操作。 刷新時(shí)間刷新時(shí)間=存儲(chǔ)體矩陣行數(shù)存儲(chǔ)體矩陣行數(shù)刷新周期刷新周期 這里刷新周期是指刷新一行所需要的這里刷新周期是指刷新一行所需要的時(shí)間，由于刷新過(guò)程就是時(shí)間，由于刷新過(guò)程就是“假讀假讀”的過(guò)程，的過(guò)程

15、，所以刷新周期就等于存取周期。所以刷新周期就等于存取周期。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器 集中刷新方式的優(yōu)點(diǎn)是讀集中刷新方式的優(yōu)點(diǎn)是讀/寫操作時(shí)不寫操作時(shí)不受刷新工作的影響，因此系統(tǒng)的存取速度受刷新工作的影響，因此系統(tǒng)的存取速度比較高。缺點(diǎn)是在集中刷新期間必須停止比較高。缺點(diǎn)是在集中刷新期間必須停止讀讀/寫，這一段時(shí)間稱為寫，這一段時(shí)間稱為“死區(qū)死區(qū)”，而且存，而且存儲(chǔ)容量越大，死區(qū)就越長(zhǎng)。儲(chǔ)容量越大，死區(qū)就越長(zhǎng)。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京

16、理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器(2)分散刷新方式分散刷新方式 分散刷新是指把刷新操作分散到每個(gè)分散刷新是指把刷新操作分散到每個(gè)存取周期內(nèi)進(jìn)行，此時(shí)系統(tǒng)的存取周期被存取周期內(nèi)進(jìn)行，此時(shí)系統(tǒng)的存取周期被分為兩部分，前一部分時(shí)間進(jìn)行讀分為兩部分，前一部分時(shí)間進(jìn)行讀/寫操作寫操作或保持，后一部分時(shí)間進(jìn)行刷新操作。一或保持，后一部分時(shí)間進(jìn)行刷新操作。一個(gè)系統(tǒng)存取周期內(nèi)刷新存儲(chǔ)矩陣中的一行。個(gè)系統(tǒng)存取周期內(nèi)刷新存儲(chǔ)矩陣中的一行。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3

17、 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器 分散刷新方式?jīng)]有死區(qū)，但是，它也分散刷新方式?jīng)]有死區(qū)，但是，它也有很明顯的缺點(diǎn)，第一是加長(zhǎng)了系統(tǒng)的存有很明顯的缺點(diǎn)，第一是加長(zhǎng)了系統(tǒng)的存取周期，如存儲(chǔ)芯片的存取周期為取周期，如存儲(chǔ)芯片的存取周期為0.5 s，則系統(tǒng)的存取周期應(yīng)為則系統(tǒng)的存取周期應(yīng)為1 s，降低了整機(jī)的降低了整機(jī)的速度；第二是刷新過(guò)于頻繁（本例中每速度；第二是刷新過(guò)于頻繁（本例中每32 s就重復(fù)刷新一遍），尤其是當(dāng)存儲(chǔ)容量就重復(fù)刷新一遍），尤其是當(dāng)存儲(chǔ)容量比較小的情況下，沒(méi)有充分利用所允許的比較小的情況下，沒(méi)有充分利用所允許的最大刷新間隔（最大刷新間隔（2ms）。）。計(jì)

18、算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器 (3)異步刷新方式異步刷新方式 異步刷新方式可以看成前述兩種方式異步刷新方式可以看成前述兩種方式的結(jié)合，它充分利用了最大刷新間隔時(shí)間，的結(jié)合，它充分利用了最大刷新間隔時(shí)間，把刷新操作平均分配到整個(gè)最大刷新間隔把刷新操作平均分配到整個(gè)最大刷新間隔時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，故有：時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，故有： 相鄰兩行的刷新間隔相鄰兩行的刷新間隔=最大刷新間隔時(shí)最大刷新間隔時(shí)間間/行數(shù)行數(shù)計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工

19、大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.3 半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器半導(dǎo)體隨機(jī)存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器和只讀存儲(chǔ)器 異步刷新方式雖然也有死區(qū)，但比集異步刷新方式雖然也有死區(qū)，但比集中刷新方式的死區(qū)小得多，僅為中刷新方式的死區(qū)小得多，僅為0.5 s。這。這樣可以避免使樣可以避免使CPU連續(xù)等待過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間，連續(xù)等待過(guò)長(zhǎng)的時(shí)間，而且減少了刷新次數(shù)，是比較實(shí)用的一種而且減少了刷新次數(shù)，是比較實(shí)用的一種刷新方式。刷新方式。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.7 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器5.7.1 高速緩存工作原理高速緩存工作原理1.程序的局部性原理程序的局部性原理 程

20、序的局部性包括：時(shí)間局部性和空程序的局部性包括：時(shí)間局部性和空間局部性。間局部性。時(shí)間局部性是指如果一個(gè)存儲(chǔ)時(shí)間局部性是指如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問(wèn)，則可能該單元會(huì)很快被再次單元被訪問(wèn)，則可能該單元會(huì)很快被再次訪問(wèn)。這是因?yàn)槌绦虼嬖谥h(huán)。空間局訪問(wèn)。這是因?yàn)槌绦虼嬖谥h(huán)。空間局部性是指如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問(wèn)，則該部性是指如果一個(gè)存儲(chǔ)單元被訪問(wèn)，則該單元鄰近的單元也可能很快被訪問(wèn)。這是單元鄰近的單元也可能很快被訪問(wèn)。這是因?yàn)槌绦蛑写蟛糠种噶钍琼樞虼鎯?chǔ)、順序因?yàn)槌绦蛑写蟛糠种噶钍琼樞虼鎯?chǔ)、順序執(zhí)行的，數(shù)據(jù)一般也是以向量、數(shù)組、樹(shù)、執(zhí)行的，數(shù)據(jù)一般也是以向量、數(shù)組、樹(shù)、表等形式簇聚地存儲(chǔ)在一起的。表

21、等形式簇聚地存儲(chǔ)在一起的。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院 高速緩沖技術(shù)就是利用程序的局部性高速緩沖技術(shù)就是利用程序的局部性原理，把程序中正在使用的部分存放在一原理，把程序中正在使用的部分存放在一個(gè)高速的容量較小的個(gè)高速的容量較小的Cache中，使中，使CPU的的訪存操作大多數(shù)針對(duì)訪存操作大多數(shù)針對(duì)Cache進(jìn)行，從而使進(jìn)行，從而使程序的執(zhí)行速度大大提高。程序的執(zhí)行速度大大提高。2.Cache的基本結(jié)構(gòu)的基本結(jié)構(gòu) Cache和主存都被分成若干個(gè)大小相和主存都被分成若干個(gè)大小相等的塊，每塊由若干字節(jié)組成。由于等的塊，每塊由若干字節(jié)組

22、成。由于Cache的容量遠(yuǎn)小于主存的容量，它保存的容量遠(yuǎn)小于主存的容量，它保存的信息只是主存中最活躍的若干塊的的信息只是主存中最活躍的若干塊的副本副本。5.7 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.7.2 Cache的讀寫操作的讀寫操作1. Cache的讀操作的讀操作當(dāng)當(dāng)CPU發(fā)出讀請(qǐng)求時(shí)，如果發(fā)出讀請(qǐng)求時(shí)，如果Cache命中，就命中，就直接對(duì)直接對(duì)Cache進(jìn)行讀操作，與主存無(wú)關(guān)；如果進(jìn)行讀操作，與主存無(wú)關(guān)；如果Cache不命中，則仍需訪問(wèn)主存，并把該塊信息不命中，則仍需訪問(wèn)主存，并把該塊信息一次從主存

23、調(diào)入一次從主存調(diào)入Cache內(nèi)。若此時(shí)內(nèi)。若此時(shí)Cache已滿，已滿，則須根據(jù)某種替換算法，用這個(gè)塊替換掉則須根據(jù)某種替換算法，用這個(gè)塊替換掉Cache中原來(lái)的某塊信息。中原來(lái)的某塊信息。2. Cache的寫操作的寫操作當(dāng)當(dāng)CPU發(fā)出寫請(qǐng)求時(shí)，如果發(fā)出寫請(qǐng)求時(shí)，如果Cache命中，有命中，有可能會(huì)遇到可能會(huì)遇到Cache與主存中的內(nèi)容不一致的問(wèn)題，與主存中的內(nèi)容不一致的問(wèn)題，需要進(jìn)行一定的寫處理，處理的方法有：寫直達(dá)需要進(jìn)行一定的寫處理，處理的方法有：寫直達(dá)法和寫回法。法和寫回法。5.7 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工

24、大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.7.3地址映像地址映像在在Cache中，地址映像是指把主存地址中，地址映像是指把主存地址空間映像到空間映像到Cache地址空間，也就是把存地址空間，也就是把存放在主存中的程序按照某種規(guī)則裝入放在主存中的程序按照某種規(guī)則裝入Cache中。地址映像的方法有中。地址映像的方法有3種：全相聯(lián)種：全相聯(lián)映像、直接映像和組相聯(lián)映像。映像、直接映像和組相聯(lián)映像。5.7 高速緩沖存儲(chǔ)器高速緩沖存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院5.8 虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器5.8.1 虛擬存儲(chǔ)器的基本概念虛擬存儲(chǔ)器的基本概念 虛擬存儲(chǔ)器由主

25、存儲(chǔ)器和聯(lián)機(jī)工作的虛擬存儲(chǔ)器由主存儲(chǔ)器和聯(lián)機(jī)工作的輔助存儲(chǔ)器（通常為磁盤存儲(chǔ)器）共同組輔助存儲(chǔ)器（通常為磁盤存儲(chǔ)器）共同組成，這兩個(gè)存儲(chǔ)器在硬件和系統(tǒng)軟件的共成，這兩個(gè)存儲(chǔ)器在硬件和系統(tǒng)軟件的共同管理下工作，對(duì)于應(yīng)用程序員，可以把同管理下工作，對(duì)于應(yīng)用程序員，可以把它們看作是一個(gè)單一的存儲(chǔ)器。它們看作是一個(gè)單一的存儲(chǔ)器。 虛擬存儲(chǔ)器將主存或輔存的地址空間虛擬存儲(chǔ)器將主存或輔存的地址空間統(tǒng)一編址，形成一個(gè)龐大的存儲(chǔ)空間。在統(tǒng)一編址，形成一個(gè)龐大的存儲(chǔ)空間。在這個(gè)大空間里，用戶可以自由編程，完全這個(gè)大空間里，用戶可以自由編程，完全不必考慮程序在主存是否裝得下以及這些不必考慮程序在主存是否裝得下以及

26、這些程序?qū)?lái)在主存中的實(shí)際存放位置。程序?qū)?lái)在主存中的實(shí)際存放位置。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院 用戶編程的地址稱為虛地址或邏輯地用戶編程的地址稱為虛地址或邏輯地址，實(shí)際的主存單元地址稱為實(shí)地址或物址，實(shí)際的主存單元地址稱為實(shí)地址或物理地址，理地址，虛地址空間要比實(shí)地址空間大得虛地址空間要比實(shí)地址空間大得多多。 在實(shí)際的物理存儲(chǔ)層次上，所編程序在實(shí)際的物理存儲(chǔ)層次上，所編程序和數(shù)據(jù)在操作系統(tǒng)管理下，先送入磁盤，和數(shù)據(jù)在操作系統(tǒng)管理下，先送入磁盤，然后操作系統(tǒng)將當(dāng)前運(yùn)行所需要的部分調(diào)然后操作系統(tǒng)將當(dāng)前運(yùn)行所需要的部分調(diào)入主存，供

27、入主存，供CPU使用，其余暫不運(yùn)行部分使用，其余暫不運(yùn)行部分留在磁盤中。留在磁盤中。5.8 虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院 虛擬存儲(chǔ)器和虛擬存儲(chǔ)器和Cache主存有不少相主存有不少相同之處。不過(guò)同之處。不過(guò)Cache主存的控制完全由硬主存的控制完全由硬件實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)各類程序員是透明的件實(shí)現(xiàn)，所以對(duì)各類程序員是透明的；而；而虛擬存儲(chǔ)器的控制是軟硬相結(jié)合的，對(duì)于虛擬存儲(chǔ)器的控制是軟硬相結(jié)合的，對(duì)于設(shè)計(jì)存儲(chǔ)管理軟件的系統(tǒng)程序員來(lái)說(shuō)是不設(shè)計(jì)存儲(chǔ)管理軟件的系統(tǒng)程序員來(lái)說(shuō)是不透明的，對(duì)于應(yīng)用程序員來(lái)說(shuō)是透明的透明的，對(duì)于

28、應(yīng)用程序員來(lái)說(shuō)是透明的。5.8 虛擬存儲(chǔ)器虛擬存儲(chǔ)器計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院第第6章章 中央處理器中央處理器 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成6.1.1 CPU的功能的功能 計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程就是程序的運(yùn)行過(guò)程，計(jì)算機(jī)的工作過(guò)程就是程序的運(yùn)行過(guò)程，也就是在控制器的控制下逐條執(zhí)行程序中各也就是在控制器的控制下逐條執(zhí)行程序中各指令的過(guò)程。在程序運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)的指令的過(guò)程。在程序運(yùn)行過(guò)程中，計(jì)算機(jī)的各部件在控制器

29、的控制下有條不紊地工作，各部件在控制器的控制下有條不紊地工作，在各部件之間流動(dòng)的指令和數(shù)據(jù)形成了在各部件之間流動(dòng)的指令和數(shù)據(jù)形成了指令指令流流和和數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)流。 需要注意的是，這里的指令流和數(shù)據(jù)流需要注意的是，這里的指令流和數(shù)據(jù)流都是程序運(yùn)行的動(dòng)態(tài)概念，它不同于程序中都是程序運(yùn)行的動(dòng)態(tài)概念，它不同于程序中靜態(tài)的指令序列，也不同于存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的靜態(tài)的指令序列，也不同于存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)的靜態(tài)分配序列。靜態(tài)分配序列。指令流指的是處理器執(zhí)行的指令流指的是處理器執(zhí)行的指令序列指令序列，數(shù)據(jù)流指的是根據(jù)指令操作要求數(shù)據(jù)流指的是根據(jù)指令操作要求依次存取數(shù)據(jù)的序列。依次存取數(shù)據(jù)的序列。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理

30、2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 從程序運(yùn)行的角度來(lái)看，從程序運(yùn)行的角度來(lái)看，控制器的基控制器的基本功能是對(duì)指令流和數(shù)據(jù)流在時(shí)間與空間本功能是對(duì)指令流和數(shù)據(jù)流在時(shí)間與空間上實(shí)施正確的控制上實(shí)施正確的控制。 對(duì)指令流的控制：對(duì)指令流的控制：指令流出的控制指令流出的控制指令分析與執(zhí)行的控制指令分析與執(zhí)行的控制 指令流向的控制指令流向的控制計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 對(duì)數(shù)據(jù)流的控制主要應(yīng)包括對(duì)

31、數(shù)據(jù)的對(duì)數(shù)據(jù)流的控制主要應(yīng)包括對(duì)數(shù)據(jù)的流入與流出的控制；對(duì)數(shù)據(jù)變換、加工等流入與流出的控制；對(duì)數(shù)據(jù)變換、加工等操作的控制。操作的控制。 對(duì)于馮對(duì)于馮諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)而言，諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)而言，數(shù)據(jù)流是根據(jù)指令流的操作而形成的，也數(shù)據(jù)流是根據(jù)指令流的操作而形成的，也就是說(shuō)就是說(shuō)數(shù)據(jù)流是由指令流來(lái)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)流是由指令流來(lái)驅(qū)動(dòng)的。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成6.1.2 CPU中的主要寄存器中的主要寄存器 CPU中的主要寄存器是用來(lái)暫時(shí)保存中的主要寄存器是用來(lái)暫時(shí)保存在運(yùn)算和控制

32、過(guò)程中的中間結(jié)果、最終結(jié)在運(yùn)算和控制過(guò)程中的中間結(jié)果、最終結(jié)果以及控制、狀態(tài)信息的，它又可分為通果以及控制、狀態(tài)信息的，它又可分為通用寄存器和專用寄存器兩種。用寄存器和專用寄存器兩種。1.通用寄存器通用寄存器 通用寄存器可用來(lái)存放原始數(shù)據(jù)和運(yùn)通用寄存器可用來(lái)存放原始數(shù)據(jù)和運(yùn)算結(jié)果，有的還可以作為變址寄存器、計(jì)算結(jié)果，有的還可以作為變址寄存器、計(jì)數(shù)器、地址指針等。通用寄存器一般可以數(shù)器、地址指針等。通用寄存器一般可以由由CPU直接訪問(wèn)。直接訪問(wèn)。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成2.

33、專用寄存器專用寄存器 專用寄存器是專門用來(lái)完成某一種特專用寄存器是專門用來(lái)完成某一種特殊功能的寄存器。殊功能的寄存器。CPU中至少要有五個(gè)專中至少要有五個(gè)專用的寄存器。它們是：程序計(jì)數(shù)器（用的寄存器。它們是：程序計(jì)數(shù)器（PC）、）、指令寄存器（指令寄存器（IR）、存儲(chǔ)器地址寄存器）、存儲(chǔ)器地址寄存器（MAR）、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（）、存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器（MDR）、）、狀態(tài)標(biāo)志寄存器（狀態(tài)標(biāo)志寄存器（PSWR）。）。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 程序計(jì)數(shù)器程序計(jì)數(shù)器 程序計(jì)數(shù)器用來(lái)

34、存放正在執(zhí)行的指令程序計(jì)數(shù)器用來(lái)存放正在執(zhí)行的指令地址或接著要執(zhí)行的下條指令地址地址或接著要執(zhí)行的下條指令地址。 對(duì)于順序執(zhí)行的情況，對(duì)于順序執(zhí)行的情況，PC的內(nèi)容應(yīng)不的內(nèi)容應(yīng)不斷地增量（加斷地增量（加“1”），以控制指令的順序），以控制指令的順序執(zhí)行。執(zhí)行。 在遇到需要改變程序執(zhí)行順序的情況在遇到需要改變程序執(zhí)行順序的情況時(shí)，將轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址送往時(shí)，將轉(zhuǎn)移的目標(biāo)地址送往PC，即可實(shí)現(xiàn)，即可實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。在有些情況下除需要改變程序的轉(zhuǎn)移。在有些情況下除需要改變PC的內(nèi)容外，還需要保留的內(nèi)容外，還需要保留PC過(guò)去的內(nèi)容，以過(guò)去的內(nèi)容，以便返回時(shí)使用。便返回時(shí)使用。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2

35、021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 指令寄存器指令寄存器 指令寄存器用來(lái)存放從存儲(chǔ)器中取出指令寄存器用來(lái)存放從存儲(chǔ)器中取出的指令的指令。當(dāng)指令從主存取出暫存于指令寄。當(dāng)指令從主存取出暫存于指令寄存器之后，在執(zhí)行指令的過(guò)程中，指令寄存器之后，在執(zhí)行指令的過(guò)程中，指令寄存器的內(nèi)容不允許發(fā)生變化，以保證實(shí)現(xiàn)存器的內(nèi)容不允許發(fā)生變化，以保證實(shí)現(xiàn)指令的全部功能。指令的全部功能。 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器 存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器用來(lái)暫時(shí)存放由主存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器用來(lái)暫時(shí)存放由主存儲(chǔ)器讀出的一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)字；反存儲(chǔ)器讀出

36、的一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)字；反之，當(dāng)向主存存入一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)字之，當(dāng)向主存存入一條指令或一個(gè)數(shù)據(jù)字時(shí)，也暫時(shí)將它們存放在存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存時(shí)，也暫時(shí)將它們存放在存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器中器中。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 存儲(chǔ)器地址寄存器存儲(chǔ)器地址寄存器 存儲(chǔ)器地址寄存器用來(lái)保存當(dāng)前存儲(chǔ)器地址寄存器用來(lái)保存當(dāng)前CPU所訪問(wèn)的主存單元的地址所訪問(wèn)的主存單元的地址。由于主存和。由于主存和CPU之間存在著操作速度上的差別，所以之間存在著操作速度上的差別，所以必須使用地址寄存器來(lái)保持地址信息，直

37、必須使用地址寄存器來(lái)保持地址信息，直到主存的讀到主存的讀/寫操作完成為止。寫操作完成為止。 當(dāng)當(dāng)CPU和主存進(jìn)行信息交換，無(wú)論是和主存進(jìn)行信息交換，無(wú)論是CPU向主存存向主存存/取數(shù)據(jù)時(shí)，還是取數(shù)據(jù)時(shí)，還是CPU從主存從主存中讀出指令時(shí)，都要使用存儲(chǔ)器地址寄存中讀出指令時(shí)，都要使用存儲(chǔ)器地址寄存器和數(shù)據(jù)寄存器。器和數(shù)據(jù)寄存器。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 狀態(tài)標(biāo)志寄存器狀態(tài)標(biāo)志寄存器 狀態(tài)標(biāo)志寄存器用來(lái)存放程序狀態(tài)字的。狀態(tài)標(biāo)志寄存器用來(lái)存放程序狀態(tài)字的。程序狀態(tài)字的各位表征

38、程序和機(jī)器運(yùn)行的狀程序狀態(tài)字的各位表征程序和機(jī)器運(yùn)行的狀態(tài)態(tài)，是參與控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)之一。，是參與控制程序執(zhí)行的重要依據(jù)之一。它主要包括兩部分內(nèi)容：一它主要包括兩部分內(nèi)容：一是狀態(tài)標(biāo)志，如：是狀態(tài)標(biāo)志，如：進(jìn)位標(biāo)志（進(jìn)位標(biāo)志（C）、結(jié)果為零標(biāo)志（）、結(jié)果為零標(biāo)志（Z）等，）等，大多數(shù)指令的執(zhí)行將會(huì)影響到這些標(biāo)志位；大多數(shù)指令的執(zhí)行將會(huì)影響到這些標(biāo)志位；二是控制標(biāo)志，如：中斷標(biāo)志、陷阱標(biāo)志等。二是控制標(biāo)志，如：中斷標(biāo)志、陷阱標(biāo)志等。 8086的狀態(tài)標(biāo)志寄存器共的狀態(tài)標(biāo)志寄存器共16位，包括九位，包括九個(gè)標(biāo)志位，其中六個(gè)為狀態(tài)標(biāo)志，三個(gè)為控個(gè)標(biāo)志位，其中六個(gè)為狀態(tài)標(biāo)志，三個(gè)為控制標(biāo)志。制標(biāo)志

39、。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成控制器的主要功能有：控制器的主要功能有：從主存中取出一條指令，并指出下一條指從主存中取出一條指令，并指出下一條指令在主存中的位置。令在主存中的位置。對(duì)指令進(jìn)行譯碼或測(cè)試，產(chǎn)生相應(yīng)的操作對(duì)指令進(jìn)行譯碼或測(cè)試，產(chǎn)生相應(yīng)的操作控制信號(hào)，以便啟動(dòng)規(guī)定的動(dòng)作。控制信號(hào)，以便啟動(dòng)規(guī)定的動(dòng)作。指揮并控制指揮并控制CPU、主存和輸入、主存和輸入/輸出設(shè)備之輸出設(shè)備之間的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。間的數(shù)據(jù)流動(dòng)方向。運(yùn)算器的主要功能有：運(yùn)算器的主要功能有：執(zhí)行所有的算術(shù)運(yùn)算；執(zhí)

40、行所有的算術(shù)運(yùn)算；執(zhí)行所有的邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測(cè)試。執(zhí)行所有的邏輯運(yùn)算，并進(jìn)行邏輯測(cè)試。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成6.1.4 CPU的主要技術(shù)參數(shù)的主要技術(shù)參數(shù)1.字長(zhǎng)字長(zhǎng) CPU的字長(zhǎng)是指在單位時(shí)間內(nèi)同時(shí)處理的二進(jìn)的字長(zhǎng)是指在單位時(shí)間內(nèi)同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)。制數(shù)據(jù)的位數(shù)。CPU按照其處理信息的字長(zhǎng)可以按照其處理信息的字長(zhǎng)可以分為：分為：8位位CPU、16位位CPU、32位位CPU以及以及64位位CPU等。等。2.內(nèi)部工作頻率內(nèi)部工作頻率 內(nèi)部工作頻率又稱為內(nèi)頻或主

41、頻，它是衡量?jī)?nèi)部工作頻率又稱為內(nèi)頻或主頻，它是衡量CPU速度的重要參數(shù)。速度的重要參數(shù)。CPU的主頻表示在的主頻表示在CPU內(nèi)內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度，與數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能實(shí)際的運(yùn)算能力并沒(méi)有直接關(guān)系。因此主頻僅是力并沒(méi)有直接關(guān)系。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性能。的整體性能。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成 內(nèi)部時(shí)鐘頻率的倒數(shù)是時(shí)鐘周期，這是內(nèi)部時(shí)鐘頻率的倒數(shù)是時(shí)鐘周期，這是CPU中最小的時(shí)間

42、元素。每個(gè)動(dòng)作至少需要中最小的時(shí)間元素。每個(gè)動(dòng)作至少需要一個(gè)時(shí)鐘周期。一個(gè)時(shí)鐘周期。3.外部工作頻率外部工作頻率 CPU除了主頻之外，還有另一種工作頻除了主頻之外，還有另一種工作頻率，稱為外部工作頻率，它是由主板為率，稱為外部工作頻率，它是由主板為CPU提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率。提供的基準(zhǔn)時(shí)鐘頻率。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成4. 前端總線頻率前端總線頻率 前端總線（前端總線（Front Side Bus），通常用），通常用FSB表示，它是表示，它是CPU和外界交換數(shù)據(jù)的最主要通和

43、外界交換數(shù)據(jù)的最主要通道，主要連接主存、顯卡等數(shù)據(jù)吞吐率高的部件，道，主要連接主存、顯卡等數(shù)據(jù)吞吐率高的部件，因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對(duì)計(jì)算機(jī)整體性能因此前端總線的數(shù)據(jù)傳輸能力對(duì)計(jì)算機(jī)整體性能作用很大。作用很大。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成5.片內(nèi)片內(nèi)Cache的容量的容量 片內(nèi)片內(nèi)Cache又稱又稱CPU Cache，它的容量，它的容量和工作速率對(duì)提高計(jì)算機(jī)的速度起著關(guān)鍵的和工作速率對(duì)提高計(jì)算機(jī)的速度起著關(guān)鍵的作用。作用。CPU Cache可以分為可以分為L(zhǎng)1 Cach

44、e、L2 Cache，部分高端，部分高端CPU還具有還具有L3 Cache。L1 Cache的的容量基本在容量基本在4KB到到64KB之間，之間，L2 Cache的容量則從的容量則從128KB2MB不等。不等。L2 Cache是影響是影響CPU性能的關(guān)鍵因素之一，性能的關(guān)鍵因素之一，在在CPU核心不變化的情況下，增加核心不變化的情況下，增加L2 Cache的容量能使性能大幅度提高，而同一的容量能使性能大幅度提高，而同一核心核心CPU的高低端之分往往也是在的高低端之分往往也是在L2 Cache上有差異。上有差異。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)

45、繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成6.工作電壓工作電壓 工作電壓指的是工作電壓指的是CPU正常工作所需的電正常工作所需的電壓。壓。7.地址總線寬度地址總線寬度 地址總線寬度決定了地址總線寬度決定了CPU可以訪問(wèn)的最可以訪問(wèn)的最大的物理地址空間，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是大的物理地址空間，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是CPU到底到底能夠使用多大容量的主存。例如，能夠使用多大容量的主存。例如，Pentium有有32位地址線，可尋址的最大容量為位地址線，可尋址的最大容量為2324096MB（4GB），），Itantium有有44位地址線，位地址線，可尋址的最大容量為可尋址的最大容量為24416TB。

46、 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成8.數(shù)據(jù)總線寬度數(shù)據(jù)總線寬度 數(shù)據(jù)總線寬度則決定了數(shù)據(jù)總線寬度則決定了CPU與外部與外部Cache、主存以及輸入輸出設(shè)備之間進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳主存以及輸入輸出設(shè)備之間進(jìn)行一次數(shù)據(jù)傳輸?shù)男畔⒘?。如果?shù)據(jù)總線為輸?shù)男畔⒘?。如果?shù)據(jù)總線為32位，每次最位，每次最多可以讀寫主存中的多可以讀寫主存中的32位；如果數(shù)據(jù)總線為位；如果數(shù)據(jù)總線為64位，每次最多可以讀寫主存中的位，每次最多可以讀寫主存中的64位。位。 數(shù)據(jù)總線和地址總線是互相獨(dú)立的，數(shù)數(shù)據(jù)總線和地址

47、總線是互相獨(dú)立的，數(shù)據(jù)總線寬度指明了芯片的信息傳遞能力，而據(jù)總線寬度指明了芯片的信息傳遞能力，而地址總線寬度說(shuō)明了芯片可以訪問(wèn)多少個(gè)主地址總線寬度說(shuō)明了芯片可以訪問(wèn)多少個(gè)主存單元。存單元。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.1 中央處理器的功能和組成中央處理器的功能和組成9.制造工藝制造工藝 線寬是指芯片內(nèi)線寬是指芯片內(nèi)電路與電路之間的距電路與電路之間的距離離，可以用線寬來(lái)描述制造工藝。線寬越，可以用線寬來(lái)描述制造工藝。線寬越小，意味著芯片上包括的晶體管數(shù)目越多小，意味著芯片上包括的晶體管數(shù)目越多。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理20

48、21-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.2 控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法1.指令部件指令部件 指令部件的主要任務(wù)是完成取指令并指令部件的主要任務(wù)是完成取指令并分析指令。指令部件包括：分析指令。指令部件包括： 程序計(jì)數(shù)器（程序計(jì)數(shù)器（PC） 指令寄存器（指令寄存器（IR） 指令譯碼器（指令譯碼器（ID）：指令譯碼器又稱操）：指令譯碼器又稱操作碼譯碼器或指令功能分析解釋器。暫存作碼譯碼器或指令功能分析解釋器。暫存在指令寄存器中的指令只有在其操作碼部在指令寄存器中的指令只有在其操作碼部分經(jīng)過(guò)譯碼之后才能識(shí)別出這是一條什么分經(jīng)過(guò)譯碼之后才能識(shí)別出這是一條什么

49、樣的指令，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)提供給樣的指令，并產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)提供給微操作信號(hào)發(fā)生器。微操作信號(hào)發(fā)生器。 計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.2 控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法地址形成部件地址形成部件 根據(jù)指令的不同尋址方式，用來(lái)形成根據(jù)指令的不同尋址方式，用來(lái)形成操作數(shù)的有效地址，在微、小型機(jī)中，一操作數(shù)的有效地址，在微、小型機(jī)中，一般不設(shè)專門的地址形成部件，而是利用運(yùn)般不設(shè)專門的地址形成部件，而是利用運(yùn)算器來(lái)進(jìn)行有效地址的計(jì)算。算器來(lái)進(jìn)行有效地址的計(jì)算。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工

50、大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.2 控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法2.時(shí)序部件時(shí)序部件 時(shí)序部件能產(chǎn)生一定的時(shí)序信號(hào)，以時(shí)序部件能產(chǎn)生一定的時(shí)序信號(hào)，以保證機(jī)器的各功能部件有節(jié)奏地進(jìn)行信息保證機(jī)器的各功能部件有節(jié)奏地進(jìn)行信息傳送、加工及信息存儲(chǔ)。時(shí)序部件包括：傳送、加工及信息存儲(chǔ)。時(shí)序部件包括：脈沖源脈沖源 脈沖源用來(lái)產(chǎn)生具有一定頻率和寬度脈沖源用來(lái)產(chǎn)生具有一定頻率和寬度的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，為整個(gè)機(jī)器提供基準(zhǔn)信的時(shí)鐘脈沖信號(hào)，為整個(gè)機(jī)器提供基準(zhǔn)信號(hào)。號(hào)。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.2 控制器的組成和實(shí)

51、現(xiàn)方法控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法啟停控制邏輯啟?？刂七壿?啟停控制邏輯的作用是根據(jù)計(jì)算機(jī)的啟?？刂七壿嫷淖饔檬歉鶕?jù)計(jì)算機(jī)的需要，可靠地開(kāi)放或封鎖脈沖，控制時(shí)序需要，可靠地開(kāi)放或封鎖脈沖，控制時(shí)序信號(hào)的發(fā)生或停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)器的正信號(hào)的發(fā)生或停止，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)機(jī)器的正確啟動(dòng)或停止。啟?？刂七壿嫳ＷC啟動(dòng)時(shí)確啟動(dòng)或停止。啟停控制邏輯保證啟動(dòng)時(shí)輸出的第一個(gè)脈沖和停止時(shí)輸出的最后一輸出的第一個(gè)脈沖和停止時(shí)輸出的最后一個(gè)脈沖都是完整的脈沖。個(gè)脈沖都是完整的脈沖。節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器 節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器又稱脈沖分配器。脈節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器又稱脈沖分配器。脈沖源產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)節(jié)拍信號(hào)發(fā)生沖源產(chǎn)生的脈沖信號(hào)，

52、經(jīng)過(guò)節(jié)拍信號(hào)發(fā)生器后產(chǎn)生出各個(gè)機(jī)器周期中的節(jié)拍信號(hào)，器后產(chǎn)生出各個(gè)機(jī)器周期中的節(jié)拍信號(hào)，用以控制計(jì)算機(jī)完成每一步微操作。用以控制計(jì)算機(jī)完成每一步微操作。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.2 控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法控制器的組成和實(shí)現(xiàn)方法3.微操作信號(hào)發(fā)生器微操作信號(hào)發(fā)生器 一條指令的取出和執(zhí)行可以分解成很一條指令的取出和執(zhí)行可以分解成很多最基本的操作，這種最基本的不可再分多最基本的操作，這種最基本的不可再分割的操作稱為微操作。微操作信號(hào)發(fā)生器割的操作稱為微操作。微操作信號(hào)發(fā)生器也稱為控制單元（也稱為控制單元（CU）。不同的機(jī)器指令

53、）。不同的機(jī)器指令具有不同的微操作序列。具有不同的微操作序列。4.中斷控制邏輯中斷控制邏輯 中斷控制邏輯是用來(lái)控制中斷處理的中斷控制邏輯是用來(lái)控制中斷處理的硬件邏輯。硬件邏輯。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式 時(shí)序系統(tǒng)是控制器的心臟，其功能是時(shí)序系統(tǒng)是控制器的心臟，其功能是為指令的執(zhí)行提供各種定時(shí)信號(hào)。為指令的執(zhí)行提供各種定時(shí)信號(hào)。6.3.1 時(shí)序系統(tǒng)時(shí)序系統(tǒng)1.指令周期和機(jī)器周期指令周期和機(jī)器周期 指令周期是指取指令、分析指令到執(zhí)指令周期是指取指令、分析指令到執(zhí)行完該指令所需的全部時(shí)間

54、行完該指令所需的全部時(shí)間。由于各種指。由于各種指令的操作功能不同，有的簡(jiǎn)單，有的復(fù)雜，令的操作功能不同，有的簡(jiǎn)單，有的復(fù)雜，因此各種指令的指令周期不盡相同。因此各種指令的指令周期不盡相同。 機(jī)器周期通常又稱機(jī)器周期通常又稱CPU周期，通常把周期，通常把一條指令劃分為若干個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)一條指令劃分為若干個(gè)機(jī)器周期，每個(gè)機(jī)器周期完成一個(gè)基本操作。器周期完成一個(gè)基本操作。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式 指令周期指令周期i機(jī)器周期機(jī)器周期 通常，每個(gè)機(jī)器周期都有一個(gè)與之對(duì)通常，每個(gè)機(jī)器周期

55、都有一個(gè)與之對(duì)應(yīng)的周期狀態(tài)觸發(fā)器。機(jī)器運(yùn)行在不同的應(yīng)的周期狀態(tài)觸發(fā)器。機(jī)器運(yùn)行在不同的機(jī)器周期，其對(duì)應(yīng)的周期狀態(tài)觸發(fā)器被置機(jī)器周期，其對(duì)應(yīng)的周期狀態(tài)觸發(fā)器被置“1”，顯然，在機(jī)器運(yùn)行的任何時(shí)刻只能，顯然，在機(jī)器運(yùn)行的任何時(shí)刻只能建立一個(gè)周期狀態(tài)，因此，建立一個(gè)周期狀態(tài)，因此，有一個(gè)且僅有有一個(gè)且僅有一個(gè)觸發(fā)器被置一個(gè)觸發(fā)器被置“1” 。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式2.節(jié)拍節(jié)拍 在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)，要完成若干個(gè)微在一個(gè)機(jī)器周期內(nèi)，要完成若干個(gè)微操作。這些微操作有的可以同時(shí)執(zhí)行，有操作。這

56、些微操作有的可以同時(shí)執(zhí)行，有的需要按先后次序串行執(zhí)行。因而需要把的需要按先后次序串行執(zhí)行。因而需要把一個(gè)機(jī)器周期分為若干個(gè)相等的時(shí)間段，一個(gè)機(jī)器周期分為若干個(gè)相等的時(shí)間段，每一個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)電位信號(hào)，稱為節(jié)每一個(gè)時(shí)間段對(duì)應(yīng)一個(gè)電位信號(hào)，稱為節(jié)拍電位信號(hào)。拍電位信號(hào)。 節(jié)拍的寬度取決于節(jié)拍的寬度取決于CPU完成一次基本完成一次基本操作的時(shí)間。操作的時(shí)間。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式3.工作脈沖工作脈沖 在節(jié)拍中執(zhí)行的有些操作需要同步定在節(jié)拍中執(zhí)行的有些操作需要同步定時(shí)脈沖，為此，在一

57、個(gè)節(jié)拍內(nèi)常常設(shè)置一時(shí)脈沖，為此，在一個(gè)節(jié)拍內(nèi)常常設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)工作脈沖，作為各種同步脈沖的個(gè)或幾個(gè)工作脈沖，作為各種同步脈沖的來(lái)源。工作脈沖的寬度只占節(jié)拍電位寬度來(lái)源。工作脈沖的寬度只占節(jié)拍電位寬度的的1/n，并處于節(jié)拍的末尾，只要能保證所，并處于節(jié)拍的末尾，只要能保證所有觸發(fā)器都可靠、穩(wěn)定地翻轉(zhuǎn)就可以了。有觸發(fā)器都可靠、穩(wěn)定地翻轉(zhuǎn)就可以了。 在只設(shè)置機(jī)器周期和時(shí)鐘周期的微型在只設(shè)置機(jī)器周期和時(shí)鐘周期的微型機(jī)中，一般不再設(shè)置工作脈沖，因?yàn)闀r(shí)鐘機(jī)中，一般不再設(shè)置工作脈沖，因?yàn)闀r(shí)鐘周期既可以作為電位信號(hào)，其前后沿又可周期既可以作為電位信號(hào)，其前后沿又可以作為脈沖觸發(fā)信號(hào)。以作為脈沖觸發(fā)信號(hào)。計(jì)算機(jī)

58、組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式4.多級(jí)時(shí)序系統(tǒng)多級(jí)時(shí)序系統(tǒng) 小型機(jī)中常采用機(jī)器周期、節(jié)拍、工小型機(jī)中常采用機(jī)器周期、節(jié)拍、工作脈沖三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)。每個(gè)機(jī)器周期作脈沖三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)。每個(gè)機(jī)器周期M中中包括若干節(jié)拍，每個(gè)節(jié)拍內(nèi)有一個(gè)脈沖。包括若干節(jié)拍，每個(gè)節(jié)拍內(nèi)有一個(gè)脈沖。在機(jī)器周期間、節(jié)拍電位間、工作脈沖間在機(jī)器周期間、節(jié)拍電位間、工作脈沖間既不允許有重疊交叉，也不允許有空隙，既不允許有重疊交叉，也不允許有空隙，應(yīng)該是一個(gè)接一個(gè)的準(zhǔn)確連接。應(yīng)該是一個(gè)接一個(gè)的準(zhǔn)確連接。計(jì)算機(jī)組成原理計(jì)算機(jī)組成原理2

59、021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式6.3.2 控制方式控制方式1.同步控制方式同步控制方式 同步控制方式即固定時(shí)序控制方式，同步控制方式即固定時(shí)序控制方式，各項(xiàng)操作都由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)控制，在每各項(xiàng)操作都由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)控制，在每個(gè)機(jī)器周期中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位和個(gè)機(jī)器周期中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位和工作脈沖。由于不同的指令，操作時(shí)間長(zhǎng)工作脈沖。由于不同的指令，操作時(shí)間長(zhǎng)短不一致，同步控制方式應(yīng)以最復(fù)雜指令短不一致，同步控制方式應(yīng)以最復(fù)雜指令的操作時(shí)間作為統(tǒng)一的時(shí)間間隔標(biāo)準(zhǔn)。的操作時(shí)間作為統(tǒng)一的時(shí)間間隔標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算機(jī)組成原

60、理計(jì)算機(jī)組成原理2021-11-24北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)北京理工大學(xué)繼續(xù)教育學(xué)院院6.3 時(shí)序系統(tǒng)與控制方式時(shí)序系統(tǒng)與控制方式 這種控制方式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，這種控制方式設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)，但是對(duì)于許多簡(jiǎn)單指令來(lái)說(shuō)會(huì)有較多的空但是對(duì)于許多簡(jiǎn)單指令來(lái)說(shuō)會(huì)有較多的空閑時(shí)間，造成較大數(shù)量的時(shí)間浪費(fèi)，從而閑時(shí)間，造成較大數(shù)量的時(shí)間浪費(fèi)，從而影響了指令的執(zhí)行速度。影響了指令的執(zhí)行速度。 在同步控制方式中，各指令所需的時(shí)在同步控制方式中，各指令所需的時(shí)序由控制器統(tǒng)一發(fā)出，所有微操作都與時(shí)序由控制器統(tǒng)一發(fā)出，所有微操作都與時(shí)鐘同步，所以又稱為鐘同步，所以又稱為集中控制方式或中央集中控制方式或中央控制方式