状态字寄存器PSW(Program Status Word),保存执行算数运算指令、逻辑运算指令的状态结果 指令译码器ID(Instruction Decoder),对指令进行译码
3寄存器之间传送信息的通路为数据通路 ○
操作控制器的功能为:根据指令操作码和时序信号,产生
各种操作控制信号,以便正确得建立数据通路,从而完成取指令和执行指令的控制。根据设计方法可分为时序逻辑型[硬布线控制器]、存储逻辑型[微程序控制器]、以及存储逻辑性与时序逻辑性结合型两种[可编程逻辑阵列]。
微程序控制器:以微程序形式保存控制信号的只读存储器。
计算机执行程序按顺序的方式进行,即程序中各条机器指令是按顺序串行执行,该工作方式称为流水线。
4指令周期、机器周期(CPU周期)○、时钟周期的概念及关系[第一章提纲]
时序部件:时序部件用来产生计算机在执行机器指令过程中的时序信号,时序部件实质上只需要产生各个机器周期的节拍信息。时序部件通常由脉冲源、节拍电位发生器和启停逻辑三部分构成。 微操作:执行部件接受微命令后所执行的操作 微命令:控制部件通过控制线向执行部件发出控制命令
微指令:在机器的一个CPU周期中,实现一定操作功能的微命令的组合
微程序:一条机器指令的功能是用许多条微指令组成的序列来实现的,这个微指令序列通常叫做微程序。 一条机器指令对应一个微程序,一个微程序对应若干个微指令,一条微指令包含若干个微命令(对微命令的操作为微操作)。
5多媒体CPU是带有MMX技术的处理器。MMX是一种多媒体扩张结构的技术,特别适合于图像数据处理,○
极大地提高了计算机在多媒体和通信应用放卖弄的功能。
总线系统:
1总线:多个系统部件之间进行数据传送的公共通道。按位置分分为内部总线、系统总线、I/O总线;按○
功能分分为地址总线、数据总线、控制总线。单机系统中采用的总线结构有三种基本类型:单总线结构、双总线结构、三总线结构。总线的内部结构包括数据传送总线、仲裁总线、中断和同步总线、公用总线。
2总线控制方式有集中式和分布式两类。集中式总线控制方式有链式查询方式、计数器定时方式、独立请○
求方式。 总线的信息传送模式为串行传送、并行传送、分时传送。
3通信方式是实现总线控制和数据传送的手段,通常分为同步方式和异步方式。 ○
4PCI总线、AGP(加速图形端口)总线 ○
输入输出系统:
1I/O系统基本功能:控制和定时、CPU通信、设备通信、数据缓冲、检错。 ○
2接口:两个相对独立子系统之间相连部分。其主要功能为:地址译码、通信联络控制、支持逐级采取程○
序查询、中断DMA等访问方式、数据缓冲、数据类型格式转换。
接口按照数据传送的宽度可分为并行接口和串口;按主机访问I/O设备的控制方式,可分为程序控制I/O接口、程序中断I/O接口、DAM I/O接口;按时序控制方式可分为同步接口、异步接口。
3I/O数据传送控制方式:程序直接控制方式;程序中断传送方式;直接存储器存取方式DMA;I/O通道控○
制(I/O channel control)方式;外围处理机方式
输入输出处理机通常称为外围处理机。外围处理机基本独立于主机工作。
I/O通道是计算机系统中代替CPU管理控制外设的独立部件。[DMA和通道的区别:DMA完全借助于硬件完成数据传送,而通道则是通过一组通道命令与硬件一起完成数据传送]
4“中断”是由I/O设备或其他非预期的急需处理的事件引起的,它使CPU暂时中断现在正在执行的程序,○
而转至另一服务程序去处理这些事件。处理完后再返回原程序。
特点:1) CPU与I/O设备并行工作;2) 硬件故障处理;3) 实现人机联系;4) 实现多道程序和分时操作;5) 实现实时处理;6) 实现应用程序和操作系统(管态程序)的联系;7) 多处理机系统各处理机间的联系
步骤:1)关中断[进入不可再次相应中断的状态];2)保存断点和现场[对现场的而信息处理有两种方式:硬件,软件(中断服务程序)];3)判别中断条件,转向中断服务程序;4)开中断[准备执行中断服务程序,实现中断嵌套];5)中断服务程序执行;6)关中断;7)回复现场,回复断点;8)开中断转会原有程序。
使CPU暂时中断现在正在执行的程序,而转至另一服务程序区处理这些事件,这种控制方式成为程序中断控制方式(中断)。引起中断的事件,即发出中断请求的来源,成为中断源判[判别中断:查询法(软件执行);串行排队链法(硬件);向量中断法]。 中断向量:中断处理程序入口地址。
CPU相应中断必须同时满足以下三个条件:中断源有中断请求;CPU允许接受中断请求;一条指令已经执行完毕,没有开始执行下一条指令。
I/O设备、定时钟等来自处理机外部的中段叫做外中断;处理机硬件故障或程序“出错”的中段叫做内中断;由“访问”指令或“Trap”指令产生的软中断
多重中断处理是指在处理某一个中断过程中又发生了新的中段,从而中断改服务程序的执行,又专区进行新的中段处理。这种重叠处理中断的现象又称为中断嵌套。
5DMA是I/O设备与主存储器之间由硬件组成的直接数据通路,用于高速I/O设备与主存之间的成组数据○
传送。在数据传送前和结束后要通过程序或中断方式对缓冲器和DMA控制器进行预处理和后处理。 特点:1)I/O设备与主存间直接传送数据;2)由硬件逻辑指定源和目的;3)主存中开辟缓冲区;4)传送结束通过中断方式通知CPU进行后处理;5)能并行工作,效率高;6)一般用于高速、批量数据的简单传送
DMA三种工作方式:CPU暂停方式、CPU周期窃取方式、直接访问存储器工作方式。
DMA组成:设备寄存器[地址寄存器MAR、外围设备地址寄存器ADR、子树计数器WC、控制与状态寄存器CSR、数据缓冲寄存器DBR]、中断控制逻辑、DMA控制/状态逻辑。
传送过程:DMA预处理、DMA控制I/O设备与主存之间的数据交换、DMA后处理。