計(jì)算機(jī)組成原理第六章課件

計(jì)算機(jī)組成原理第六章課件第一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五教學(xué)目標(biāo)掌握中央處理器的基本工作原理掌握程序控制基本思想第二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五教學(xué)重點(diǎn)中央處理器的總體結(jié)構(gòu)指令的執(zhí)行與時(shí)序產(chǎn)生器微程序設(shè)計(jì)技術(shù)和微程序控制器硬布線控制器與門陳列控制器第三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五教學(xué)過(guò)程6.1中央處理器的總體結(jié)構(gòu)6.2指令的執(zhí)行與時(shí)序產(chǎn)生器6.3微程序設(shè)計(jì)技術(shù)與微程序控制器6.4硬布線控制器與門陣列控制器6.5CPU新技術(shù)第四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1中央處理器的總體結(jié)構(gòu)在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，中央處理器CPU是由控制器和運(yùn)算器兩大部分組成的。控制器是整個(gè)系統(tǒng)的指揮中心，在控制器的控制之下，運(yùn)算器、存儲(chǔ)器和輸入輸出設(shè)備等部件構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的整體。第五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1.1中央處理器的功能與組成一、CPU的基本功能（1）程序控制保證機(jī)器按一定順序執(zhí)行程序是CPU的首要任務(wù)。（2）操作控制一條指令的功能往往是由若干個(gè)操作信號(hào)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)的。（3）時(shí)間控制對(duì)各種操作實(shí)施時(shí)間上的控制稱為時(shí)間控制。各種指令的操作信號(hào)均受到時(shí)間的嚴(yán)格控制；一條指令的整個(gè)執(zhí)行過(guò)程也受到時(shí)間的嚴(yán)格控制。（4）數(shù)據(jù)加工第六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1.1中央處理器的功能與組成二、控制器的功能（基本功能） 控制器的基本功能就是負(fù)責(zé)指令的讀出，進(jìn)行識(shí)別和解釋，并指揮協(xié)調(diào)各功能部件執(zhí)行指令。三、程序控制原理

1、編程

2、送MM（通過(guò)輸入設(shè)備）

3、機(jī)器工作時(shí)，是按一定的序列逐條取出指令，分析指令，執(zhí)行指令，并自動(dòng)轉(zhuǎn)到下一條指令執(zhí)行，直到程序規(guī)定的任務(wù)完成。

4、程序控制由控制器承擔(dān)，程序存儲(chǔ)由存儲(chǔ)器完成。第七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1.1中央處理器的功能與組成四、控制器邏輯結(jié)構(gòu)的3種組織方法

(1)

常規(guī)組合邏輯法(或稱隨機(jī)邏輯法)； 分立元件時(shí)代的產(chǎn)物；方法是按邏輯代數(shù)的運(yùn)算規(guī)則，以組合電路最小化為原則，用邏輯門電路實(shí)現(xiàn)；不規(guī)整，可靠性低，造價(jià)高。

(2)

可編程邏輯陣列(PLA)法； 與前者本質(zhì)相同，工藝不同； 用大規(guī)模集成電路(LSI)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

(3)微程序控制邏輯法。 將程序設(shè)計(jì)的思想方法引入控制器的控制邏輯；將各種操作控制信號(hào)以編碼信息字的形式存入控制存儲(chǔ)器中（CM）； 一條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一道微程序，機(jī)器指令執(zhí)行的過(guò)程就是微程序執(zhí)行的過(guò)程。第八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1.1中央處理器的功能與組成五、CPU的組成（1）指令部件程序計(jì)數(shù)器(PC)、指令寄存器(IR)、指令譯碼器（ID）、程序狀態(tài)寄存器（PSW）和地址形成部件等。（2）時(shí)序部件時(shí)序部件就是用來(lái)產(chǎn)生各部件所需要的定時(shí)控制信號(hào)的部件。時(shí)序信號(hào)一般由工作周期，工作節(jié)拍及工作時(shí)標(biāo)脈沖三級(jí)時(shí)序信號(hào)構(gòu)成。（3）微操作控制線路微操作是指計(jì)算機(jī)中最基本的操作；微操作控制邏輯，用來(lái)產(chǎn)生機(jī)器所需的全部的微操作信號(hào)。微操作控制邏輯的作用是把操作碼譯碼器輸出的控制電位，時(shí)序信號(hào)以及各種控制條件進(jìn)行組合，按一定時(shí)間順序產(chǎn)生并發(fā)出一系列微操作控制信號(hào)，以完成指令規(guī)定的全部操作。（4）中斷控制邏輯中斷控制邏輯用來(lái)控制中斷處理的硬件邏輯。第九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1.1中央處理器的功能與組成(5/5)去內(nèi)存取指令或取數(shù)據(jù)對(duì)各功能部件產(chǎn)生控制PSW地址形成部件時(shí)序部件OC譯碼器PC微操作信號(hào)產(chǎn)生器............圖6-1控制器基本結(jié)構(gòu)ACOC第十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.1.2操作控制器與時(shí)序產(chǎn)生器根據(jù)設(shè)計(jì)方法不同，操作控制器可分為：時(shí)序邏輯型 稱為硬布線控制器，它是采用時(shí)序邏輯技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的存儲(chǔ)型 稱為微程序控制器，它是采用存儲(chǔ)邏輯來(lái)實(shí)現(xiàn)的；時(shí)序邏輯與存儲(chǔ)邏輯結(jié)合型。

是前兩種方式的組合。本書重點(diǎn)介紹微程序控制器。第十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2指令的執(zhí)行與時(shí)序產(chǎn)生器6.2.1指令周期6.2.2時(shí)序產(chǎn)生器6.2.3CPU的控制方式第十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期CPU每取出并執(zhí)行一條指令，都要完成一系列的操作，這一系列操作所需的時(shí)間通常叫做一個(gè)指令周期。更簡(jiǎn)單地說(shuō)，指令周期是取出并執(zhí)行一條指令的時(shí)間。指令周期常常用若干個(gè)CPU周期數(shù)來(lái)表示，CPU周期也稱為機(jī)器周期。而一個(gè)CPU周期時(shí)間又包含有若干個(gè)時(shí)鐘周期（通常稱為節(jié)拍脈沖或T周期，是處理操作的最基本單位）。計(jì)算機(jī)的程序執(zhí)行過(guò)程實(shí)際上是不斷地取出指令、分析指令、執(zhí)行指令的過(guò)程。第十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期一、基本工作過(guò)程主要是指執(zhí)行指令的過(guò)程。計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令的過(guò)程可以分為三個(gè)階段：取指令；分析指令；執(zhí)行指令。

1、取指令

(1)(PC)→MAR，READ (2)(PC)+1→PC(3)

讀操作（將MAR所指定的地址單元的內(nèi)容讀出）→MDR，并發(fā)出MFC（WaitforMFC）

(4)

(MDR)→IR，指令譯碼器對(duì)操作碼字段OC開始譯碼。第十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(3/18)一、基本工作過(guò)程2、分析指令

(1)

OC：識(shí)別和區(qū)分不同的指令類別；

(2)

AC：獲取操作數(shù)的方法。 例如，假設(shè)目前在IR寄存器中的指令是一條加法指令：

ADD（R0），R1

其中R0，R1是通用寄存器，事先由其它指令已送入了內(nèi)容。分析指令階段能得到兩個(gè)結(jié)果：這是一條加法指令；源點(diǎn)操作數(shù)是寄存器間接尋址方式，操作數(shù)在內(nèi)存中，有效地址是（R0），終點(diǎn)操作數(shù)是寄存器直接尋址方式，操作數(shù)就是R1寄存器的內(nèi)容。第十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(4/18)一、基本工作過(guò)程又如，若目前在IR寄存器中的指令是一條減法指令：

SUBD（R0），（R1） 其中R0，R1是通用寄存器，事先由其它指令已送入了內(nèi)容。分析指令階段能得到兩個(gè)結(jié)果：這是一條減法指令；源點(diǎn)操作數(shù)是寄存器變址尋址方式，操作數(shù)在內(nèi)存中，有效地址是（R0）+D，終點(diǎn)操作數(shù)是通用寄存器間接尋址方式，有效地址是R1寄存器的內(nèi)容。第十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(5/18)一、基本工作過(guò)程3、執(zhí)行指令 執(zhí)行指令階段完成指令所規(guī)定的各種操作，具體實(shí)現(xiàn)指令的功能。

F(IR，PSW，時(shí)序)→微操作控制信號(hào)序列 例如，ADD（R0），R1

又如，SUBD（R0），（R1） 若無(wú)意外事件（如結(jié)果溢出）發(fā)生，機(jī)器就又從PC中取得下一條指令地址，開始一條新指令的控制過(guò)程。 計(jì)算機(jī)的基本工作過(guò)程可以概括地說(shuō)成是取指令，分析指令，執(zhí)行指令，再取下一條指令，依次周而復(fù)始地執(zhí)行指令序列的過(guò)程。第十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(6/18)二、模型機(jī)結(jié)構(gòu)

1、框圖（1）寄存器：R0~R3是通用寄存器，S，D，T為CPU內(nèi)部的暫存數(shù)據(jù)的工作寄存器，分別稱為源點(diǎn)寄存器(S)，終點(diǎn)寄存器(D)和臨時(shí)寄存器(T)。（2）暫存器：X、Y、Z，其中X和Y兩個(gè)暫存器也作為ALU的兩個(gè)輸入多路開關(guān)使用，可以采用鎖定器的方式實(shí)現(xiàn)。（3）單總線結(jié)構(gòu)：PC，PSW掛在總線上。第十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(7/18)二、模型機(jī)結(jié)構(gòu)2、微操作控制信號(hào)（1）助記符：

R1out：表示將R1寄存器中的信息發(fā)送出去的微操作控制信號(hào)。

R0in：表示將信息接收至R0寄存器的微操作信號(hào)。

MFC：存儲(chǔ)器功能完成信號(hào)。

WMFC：等待MFC信號(hào)。

READ：讀存儲(chǔ)器微操作。

WRITE：寫存儲(chǔ)器微操作。（2）微操作：

A、控制器中：

(a)IRin；

(b)PCin,PCout；

(c)WMFC；

(d)END：指令工作完成第十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(8/18)B、運(yùn)算器中：(a)X暫存器接收總線數(shù)據(jù)控制信號(hào)Xin；(b)Y暫存器接收總線數(shù)據(jù)控制信號(hào)Yin；(c)Z暫存器接收，發(fā)送控制信號(hào)Zin,Zout；(d)R0in~R3in,R0out~R3out；(e)Sin,Sout,Din,Dout,Tin,Tout.；(f)ALU：ADD，SUB，ADC，...AND，XOR，1等；(g)0Y，RY；(h)0X，RX；C、內(nèi)存：(a)READ，WRITE；(b)內(nèi)存地址寄存器接收控制信號(hào)MARin；(c)MDRin,MDRout；

第二十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(9/18)3、指令格式： 模型機(jī)的尋址方式采用通用寄存器尋址方式，以雙操作數(shù)指令為例，其指令格式如下： 操作數(shù)地址字段由兩部分組成：

寄存器編號(hào)的含義是：

00：R0；

01：R1；

10：R2；

11：R3；源點(diǎn)操作數(shù)(4位)OC(4位)終點(diǎn)操作數(shù)(4位)寄存器編號(hào)(2位)方式位(2位)第二十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(10/18)

4、尋址方式：ACOC存儲(chǔ)體微操作控制器MDRMARI/O設(shè)備時(shí)序信號(hào)總線I/O接口R0..R3,S,D,TIRZYXIDPSWPC微操作控制信號(hào)序列圖6-3模型計(jì)算機(jī)框圖...第二十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(11/18)三、微操作序列（1）“從主存中取出一個(gè)字”的微操作序列①R1out，0X，0Y，RY，ADD，Zin

（把有效地址送入暫存器Z。）②Zout，MARin，READ

（將總線地址送入MAR，并發(fā)送讀命令READ。）③WMFC

（控制器等待存儲(chǔ)器發(fā)來(lái)的操作完成信號(hào)MFC。）④MDRout，0X，Xin，0Y，ADD，Zin

（控制器收到MFC信號(hào)后，將MDR中已讀出的代碼送入暫存器Z。）⑤Zout，R2in

（將取得的數(shù)據(jù)裝入R2寄存器中。）第二十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(12/18)（2）“指令計(jì)數(shù)器PC遞增”的微操作序列①PCout，0Y，Yin，0X，1，ADD，Zin

（把有效地址送入暫存器Z。）②Zout，PCin

（把暫存器Z的內(nèi)容送PC。）（3）“從主存中取出指令字”的微操作序列①PCout，0Y，Yin，MARin，READ

（指令地址送到主存，發(fā)讀命令。）②0X，1，ADD，Zin，WMFC

（（PC）+1，并等待內(nèi)存操作完成回答信號(hào)。）③MDRout，IRin，Zout，PCin

（接收指令到IR，開始譯碼，并且PC內(nèi)容已遞增。）第二十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(13/18)（4）雙操作數(shù)加法指令A(yù)DD（R0），R1①PCout，0Y，Yin，MARin，READ

（指令地址送到主存，發(fā)讀命令。）②0X，1，ADD，Zin，WMFC

（（PC）+1，并等待內(nèi)存操作完成回答信號(hào)。）③MDRout，IRin，Zout，PCin

（接收指令到IR，開始譯碼，并且PC內(nèi)容已遞增。）④R0out，0X，0Y，RY，ADD，Zin

（源操作數(shù)間接尋址，送地址到Z。）⑤Zout，MARin，READ

（取源操作數(shù)）⑥WMFC，R1out，0X，RX

（等待內(nèi)存回答，將終點(diǎn)數(shù)送至X暫存器。）⑦M(jìn)DRout，0Y，Yin，ADD，Zin

（將源點(diǎn)數(shù)送至ALU的Y端，相加。）⑧Zout，R1in

（將結(jié)果送R1中）⑨END

（結(jié)束）第二十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(14/18)（5）雙操作數(shù)減法指令SUBR0，D（R1）⑴PCout，0Y，Yin，MARin，READ

（指令地址送到主存，發(fā)讀命令。）⑵0X，1，ADD，Zin，WMFC

（（PC）+1，并等待內(nèi)存操作完成回答信號(hào)。）⑶MDRout，IRin，Zout，PCin

（接收指令到IR，開始譯碼，并且PC內(nèi)容已遞增。）⑷R0out，0X，0Y，RY，ADD，Zin

（源操作數(shù)內(nèi)容送到Z暫存器。）⑸Zout，Sin

（將源點(diǎn)操作數(shù)送S暫存器保存。）⑹PCout，0Y，Yin，MARin，READ

（PC內(nèi)容送到主存，發(fā)讀命令。）⑺0X，1，ADD，Zin，WMFC

（（PC）+1，并等待內(nèi)存操作完成回答。）⑻Zout，PCin，MDRout，0Y，Yin

（將形式地址D送Y暫存器，并且PC遞增。）第二十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(15/18)⑼R1out，0X，RX，ADD，Zin

（將R1內(nèi)容送至X暫存器，并進(jìn)行加法運(yùn)算形成終點(diǎn)操作數(shù)有效地址。）⑽Zout，MARin，READ

（取終點(diǎn)操作數(shù)）⑾WMFC，Sout，0X，RX

（等待內(nèi)存回答，并將源點(diǎn)操作數(shù)送X暫存器。）⑿MDRout，0Y，Yin，SUB，Zin

（將源點(diǎn)數(shù)送至ALU的Y端，兩數(shù)相減。）⒀Zout，MDRin，WRITE

（將兩數(shù)之差送內(nèi)存。）⒁WMFC

（等待內(nèi)存回答。）⒂END

（結(jié)束）第二十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(16/18)（6）一條轉(zhuǎn)移指令的微操作序列①PCout，0Y，Yin，MARin，READ

（指令地址送到主存，發(fā)讀命令。）②0X，2，ADD，Zin，WMFC

（（PC）+2，并等待內(nèi)存操作完成回答信號(hào)。）③MDRout，IRin，Zout，PCin

（接收指令到IR，開始譯碼，并且PC內(nèi)容已遞增。）④IFZ=1THENPCout，0X，RX；IFZ=0THENEND

（判斷Z值，若為1則將PC內(nèi)容送X中，否則結(jié)束）⑤ACout（=C），0Y，Yin，ADD，Zin

（Adr=（PC）+C）⑥Zout，PCin

（AdrPC）⑦END

（結(jié)束）第二十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(17/18)四、指令運(yùn)行過(guò)程中的事務(wù)處理(1)停機(jī)：當(dāng)現(xiàn)行指令執(zhí)行完由CPU控制停機(jī)。(2)DMA：現(xiàn)行指令執(zhí)行中，在當(dāng)前一個(gè)CPU周期結(jié)束，就凍結(jié)指令執(zhí)行，CPU轉(zhuǎn)讓總線控制權(quán)，挪用一個(gè)存儲(chǔ)器周期給這類高速外設(shè)進(jìn)行數(shù)傳處理。(3)掉電：通常是當(dāng)現(xiàn)行指令執(zhí)行完成后，進(jìn)行掉電事務(wù)處理。(4)故障：視其緊迫程度，或分別在當(dāng)前CPU周期結(jié)束或現(xiàn)行指令執(zhí)行完進(jìn)行故障，錯(cuò)誤處理。(5)程序中斷：對(duì)一般性外部設(shè)備的數(shù)傳請(qǐng)求，通常安排在CPU每個(gè)機(jī)器周期狀態(tài)開始，進(jìn)行采樣掃描接收，在現(xiàn)行指令執(zhí)行完后，CPU視其請(qǐng)求的優(yōu)先等級(jí)進(jìn)行事務(wù)處理。一個(gè)機(jī)器周期狀態(tài)結(jié)束，下一個(gè)機(jī)器周期狀態(tài)開始的轉(zhuǎn)接瞬間是查詢有無(wú)各種事務(wù)處理要求的時(shí)刻，第二十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.1指令周期(18/18)停機(jī)指令?NNNNYYYY停機(jī)處理掉電?掉電處理DMA?當(dāng)前周期結(jié)束下一周期開始中斷周期DMA周期程序中斷?圖6-4指令執(zhí)行中的事務(wù)處理第三十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.2時(shí)序產(chǎn)生器

(1/4)一、

概念

1、時(shí)序部件：計(jì)算機(jī)的機(jī)內(nèi)時(shí)鐘。它用其產(chǎn)生的周期狀態(tài)，節(jié)拍電位及時(shí)標(biāo)脈沖去對(duì)指令周期進(jìn)行時(shí)間劃分，刻度和標(biāo)定。

2、指令周期：在計(jì)算機(jī)中從指令的讀取到指令的執(zhí)行完成，執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間，稱為指令周期。 指令周期通常由若干個(gè)CPU周期來(lái)表示，CPU周期也稱為機(jī)器周期。由于CPU內(nèi)部的操作速度較快，而CPU訪問(wèn)一次內(nèi)存所花的時(shí)間較長(zhǎng)，通常用存儲(chǔ)周期為基礎(chǔ)來(lái)規(guī)定CPU周期。第三十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.2時(shí)序產(chǎn)生器(2/4)二、3級(jí)時(shí)序信號(hào)

1、周期（1）在一個(gè)控制階段內(nèi)均持續(xù)起作用的信號(hào)；（2）通常用周期狀態(tài)寄存器來(lái)標(biāo)志和指明某某周期控制；（3）指令周期可分為取指周期、分析周期、執(zhí)行周期。

2、節(jié)拍（1）把一個(gè)機(jī)器周期分成若干個(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)，稱節(jié)拍電位；（2）一般都以能保證ALU進(jìn)行一次運(yùn)算操作作為一拍電位的時(shí)間寬度。

3、時(shí)標(biāo)工作脈沖（1）

及時(shí)改變標(biāo)志狀態(tài)；（2）

時(shí)標(biāo)脈沖的寬度一般為節(jié)拍電位寬度的1/N，只要能保證所有的觸發(fā)器都能可靠地，穩(wěn)定地翻轉(zhuǎn)即可。第三十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.2時(shí)序產(chǎn)生器(3/4)三、3級(jí)時(shí)序信號(hào)的關(guān)系1、一臺(tái)計(jì)算機(jī)機(jī)內(nèi)的控制信號(hào)一般均由若干個(gè)周期狀態(tài)，若干個(gè)節(jié)拍電位及若干個(gè)時(shí)標(biāo)脈沖這樣3級(jí)控制時(shí)序信號(hào)定時(shí)完成。2、3級(jí)控制時(shí)序信號(hào)的寬度均成正整數(shù)倍同步關(guān)系。周期狀態(tài)之間，節(jié)拍電位之間，時(shí)標(biāo)脈沖之間既不容許有重疊交叉，又不容許有空白間隙，應(yīng)該是能一個(gè)接一個(gè)地準(zhǔn)確連接，一個(gè)降落另一個(gè)升起而準(zhǔn)確切換的同步信號(hào)。第三十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.2時(shí)序產(chǎn)生器

(4/4)圖6-7三級(jí)時(shí)序系統(tǒng)時(shí)標(biāo)脈沖節(jié)拍周期第三十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.3CPU的控制方式

(1/4)控制器的控制方式：形成控制不同微操作序列的時(shí)序控制信號(hào)的方法?？刂品绞降姆诸悾和娇刂品绞疆惒娇刂品绞酵惒铰?lián)合控制方式第三十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.3CPU的控制方式

(2/4)一、同步控制方式1、含義：又稱為固定時(shí)序控制方式或無(wú)應(yīng)答控制方式。任何指令的執(zhí)行或指令中每個(gè)微操作的執(zhí)行都受事先安排好的時(shí)序信號(hào)的控制。2、每個(gè)周期狀態(tài)中產(chǎn)生統(tǒng)一數(shù)目的節(jié)拍電位及時(shí)標(biāo)工作脈沖。3、以最復(fù)雜指令的實(shí)現(xiàn)需要為基準(zhǔn)。4、優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作控制容易實(shí)現(xiàn)。缺點(diǎn)：效率低。第三十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.3CPU的控制方式

(3/4)二、異步控制方式

1、

含義：可變時(shí)序控制方式或應(yīng)答控制方式。執(zhí)行一條指令需要多少節(jié)拍，不作統(tǒng)一的規(guī)定，而是根據(jù)每條指令的具體情況而定，需要多少，控制器就產(chǎn)生多少時(shí)標(biāo)信號(hào)。

2、特點(diǎn)：每一條指令執(zhí)行完畢后都必須向控制時(shí)序部件發(fā)回一個(gè)回答信號(hào)，控制器收到回答信號(hào)后，才開始下一條指令的執(zhí)行。

3、優(yōu)點(diǎn)：指令的運(yùn)行效率高； 缺點(diǎn)：控制線路比較復(fù)雜。

4、異步工作方式一般采用兩條定時(shí)控制線來(lái)實(shí)現(xiàn)。我們把這兩條線稱為“請(qǐng)求”線和“回答”線。當(dāng)系統(tǒng)中兩個(gè)部件A和B進(jìn)行數(shù)據(jù)交換時(shí)，若A發(fā)出“請(qǐng)求”信號(hào)，則必須有B的“回答”信號(hào)進(jìn)行應(yīng)答，這次操作才是有效的，否則無(wú)效。第三十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.2.3CPU的控制方式

(4/4)三、同步，異步聯(lián)合控制方式

1、含義：同步控制和異步控制相結(jié)合的方式即聯(lián)合控制方式，區(qū)別對(duì)待不同指令。

2、一般的設(shè)計(jì)思想是，在功能部件內(nèi)部采用同步式，而在功能部件之間采用異步式，并且在硬件實(shí)現(xiàn)允許的情況下，盡可能多地采用異步控制。第三十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3微程序設(shè)計(jì)技術(shù)與微程序控制器6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)6.3.2微程序控制器第三十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五一、微程序設(shè)計(jì)微程序控制技術(shù)在現(xiàn)今計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)中得到廣泛的采用，其實(shí)質(zhì)是用程序設(shè)計(jì)的思想方法來(lái)組織操作控制邏輯。微程序控制技術(shù)被廣泛應(yīng)用的原因（1）

物質(zhì)基礎(chǔ)：ROM

（2）靈活性 （3）提高了可靠性，可利用性及可維護(hù)性(簡(jiǎn)稱RAS技術(shù))，大大優(yōu)化了硬件控制技術(shù)。（4）有利于機(jī)器設(shè)計(jì)時(shí)的仿真。也就是說(shuō)，在M1機(jī)器上使用M2機(jī)器語(yǔ)言編寫程序并運(yùn)行，從用戶角度來(lái)看，M1和M2無(wú)區(qū)別，要能做到這一點(diǎn)，只有機(jī)器具有控存CM的微程序設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)才行。（5）其他6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(1/13)第四十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)(2/13)微程序控制方法與組合邏輯控制方法的差別（1）從實(shí)現(xiàn)方式上 微程序控制：規(guī)整，增、刪、改較容易 組合邏輯控制：零亂且復(fù)雜，當(dāng)修改指令或增加指令時(shí)非常麻煩，有時(shí)甚至沒有可能。（2）從性能上來(lái)比較在同樣的半導(dǎo)體工藝條件下，微程序控制的速度比組合邏輯控制方式的速度低，這是因?yàn)閳?zhí)行每條微指令都要從控存中讀取一次，影響了速度，而組合邏輯控制方式取決于電路延遲，因而在超高速計(jì)算機(jī)中，對(duì)影響速度的關(guān)鍵部分例如CPU，往往采用組合邏輯控制方法。近年來(lái)在一些新型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)中如RISC結(jié)構(gòu)，一般選用組合邏輯方法。（3）診斷能力 微程序設(shè)計(jì)方法：診斷能力強(qiáng) 組合邏輯控制：診斷能力弱第四十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)(3/13)二、基本概念1.控制字(CW)

表征微操作控制要求的二進(jìn)制字，稱為控制字。2.微命令微命令：微程序控制中，微操作控制信號(hào)微操作：微命令在時(shí)序的配合作用下的操作過(guò)程。3.微地址和微指令

微地址：存放控制字的單元地址。微指令：具有微地址的控制字。4.微程序一系列微指令的有序集合構(gòu)成微程序。5.微周期

從控制存儲(chǔ)器中讀出一條微指令并執(zhí)行相應(yīng)操作所需要的時(shí)間。第四十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(4/13)三、微指令編譯法編譯法的選擇原則

(1)減少微指令的長(zhǎng)度；

(2)提高微操作的并行性；

(3)提高機(jī)器的控制性能并降低價(jià)格；

(4)有利于微程序設(shè)計(jì)的靈活性。編譯法

1、直接控制法（不譯法）

(1)含義：每一個(gè)獨(dú)立的二進(jìn)制位代表一個(gè)微命令。按不譯法編碼的微指令，又稱水平微指令。

(2)本質(zhì)特征：面向數(shù)據(jù)通路的控制門(或控制點(diǎn))。

(3)優(yōu)點(diǎn)：A：并行執(zhí)行，執(zhí)行速度也比較快；B：微程序所需用的微指令條數(shù)少。

(4)缺點(diǎn)：A：編制程序難度較大；B：微指令不能充分利用。第四十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(5/13)編譯法2、最短編譯法（1）含義：每一條微指令只定義一個(gè)微命令。按最短編譯法編碼的微指令又稱垂直型微指令。（2）本質(zhì)特征：面向算法來(lái)編碼的。類似于傳統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)方法。（3）優(yōu)點(diǎn)：編程簡(jiǎn)單；微指令字中各位都得到充分利用。（4）缺點(diǎn)：并行控制能力差，執(zhí)行速度慢；微程序長(zhǎng)度較長(zhǎng)。第四十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(6/13)編譯法3、字段編譯法（1）字段直接編譯法

A：把一條微指令分成幾段，段與段間按水平法設(shè)計(jì)，每個(gè)段內(nèi)分別按垂直法進(jìn)行編碼，每一段形成一個(gè)微命令，一條微指令可同時(shí)有并行的幾個(gè)微命令。

B：微指令字分段的原則：在同一節(jié)拍內(nèi)，需要互相配合起作用的微操作是并行操作，其微命令可以分在不同的字段內(nèi)，以便配合進(jìn)行微操作控制。這是微命令的相容性。在同一節(jié)拍內(nèi)，不允許同時(shí)出現(xiàn)具有“排它”性的微操作，是串行操作，其微命令可分在一個(gè)字段內(nèi)，這是微命令的互斥性。第四十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(7/13)編譯法3、字段編譯法（2）字段間接編譯法 是在字段直接編譯法基礎(chǔ)上用來(lái)進(jìn)一步縮短指令字長(zhǎng)，組合零散微命令的一種編譯法。若在字段直接編譯法中再規(guī)定一個(gè)字段的某些微命令要由另一個(gè)字段中的某些微命令來(lái)解釋，稱為字段間接編譯法。 這種編譯法適用于把那些不同類型的，不常用的，但數(shù)量又可觀的“零散”的微命令編入少數(shù)幾個(gè)字段之中，以減少微指令字的長(zhǎng)度，組合編譯更多的微命令。第四十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(8/13)四、微程序流的控制1、初始微地址的形成 每條機(jī)器指令對(duì)應(yīng)一段微程序，當(dāng)執(zhí)行公用的取指微程序從主存中取出機(jī)器指令后，由機(jī)器指令的操作碼指出微程序的首地址。這是一種多分支情況，通常有以下幾種方式：（1）操作碼的位數(shù)與位置固定，這時(shí)可直接使操作碼與微地址碼的部分位相對(duì)應(yīng)。例如，若微入口地址=00OC，則控制存儲(chǔ)器第零頁(yè)的一些單元被安排為各個(gè)微程序入口（即首地址），再通過(guò)無(wú)條件微轉(zhuǎn)移指令使這些單元與相應(yīng)的后續(xù)微指令相連接。（2）當(dāng)每類指令的操作碼位數(shù)與位置固定，而各類指令之間的操作碼位數(shù)與位置不固定時(shí)，可采用分級(jí)轉(zhuǎn)移的方法。先按指令類型轉(zhuǎn)移到某條微指令，區(qū)分出是哪一大類，然后進(jìn)一步按機(jī)器指令操作碼轉(zhuǎn)移，區(qū)分出是哪一種具體的機(jī)器指令。（3）當(dāng)操作碼的位數(shù)與位置都不固定時(shí)，通常的方法是采用PLA可編程邏輯陣列實(shí)現(xiàn)。第四十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(9/13)四、微程序流的控制2、后繼微地址的形成 得到微程序入口以后，就開始執(zhí)行微程序，后繼微地址的形成方法對(duì)微程序編制的靈活性影響很大。通常采用兩種方法形成后繼微地址：（1）增量方式 與機(jī)器指令的控制方式類似。確定后繼微指令有以下幾種情況：

(A)順序：增量。

(B)無(wú)條件轉(zhuǎn)向：PC。

(C)有條件轉(zhuǎn)向：條件碼參與，修改PC。

（2）在微指令字的格式中，增設(shè)下地址字段之后，就可以用微地址寄存器(AR)取代微程序計(jì)數(shù)器。下一條微指令地址在多數(shù)情況可由現(xiàn)行微指令字的下地址字段NAF直接給出，少數(shù)情況由微地址產(chǎn)生器對(duì)下地址字段進(jìn)行修改后產(chǎn)生后繼微地址。第四十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(10/13)四、微程序流的控制2、后繼微地址的形成后繼微地址的形成是設(shè)計(jì)微程序控制的關(guān)鍵問(wèn)題之一。確定后繼微指令地址有以下幾種情況：(A)順序執(zhí)行時(shí)，后繼微地址可以由現(xiàn)行微指令字的下地址字段NAF或微程序計(jì)數(shù)器PC直接確定。(B)無(wú)條件轉(zhuǎn)向的后繼微地址，可以由現(xiàn)行微指令字的下地址字段確定。(C)有條件轉(zhuǎn)向的后繼微地址由現(xiàn)行機(jī)器指令操作碼，現(xiàn)行微指令執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生狀態(tài)特征或條件碼的判別結(jié)果決定。第四十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(11/13)五、動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì)

1、含義：根據(jù)用戶的要求改變微程序。

2、支持：動(dòng)態(tài)微程序設(shè)計(jì)需要可寫控制存儲(chǔ)器的支持。六、毫微程序設(shè)計(jì)

1、毫微程序是用以解釋微程序的一種程序，因此組成毫微程序的毫微指令是負(fù)責(zé)解釋微指令的微指令。

2、毫微程序設(shè)計(jì)的基本思想 采用兩級(jí)微程序設(shè)計(jì)方法（1）第一級(jí)用垂直微指令編制垂直微程序 第一級(jí)垂直微程序是為實(shí)現(xiàn)指令系統(tǒng)和其它處理過(guò)程的需要而編制的，它有嚴(yán)格的順序結(jié)構(gòu)，由它確定后續(xù)微指令的地址。垂直微程序存放于微程序存儲(chǔ)器中。（2）第二級(jí)用水平微指令編制水平微程序。 第二級(jí)水平微程序是由第一級(jí)調(diào)用的，用以解釋垂直微程序并實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)通路操作。水平微指令具有并行操作控制能力，但不包含后續(xù)微指令地址信息。第五十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)

(12/13)六、毫微程序設(shè)計(jì)（3）實(shí)現(xiàn)方法（I）無(wú)對(duì)應(yīng)：垂直微指令中有一類簡(jiǎn)單控制信號(hào)的微命令，它們無(wú)需變換成毫微指令，直接譯碼用作微操作的控制信號(hào)，以求減少毫微存儲(chǔ)器的容量；（II）一一對(duì)應(yīng)：垂直微指令與水平毫微指令一一對(duì)應(yīng)，這種方法簡(jiǎn)化了垂直微指令的譯碼器，而且，相同的毫微指令只要在毫微程序存儲(chǔ)器中存放一條即可，這也可以減少控制存儲(chǔ)器的容量；（III）一對(duì)多：若干條水平毫微指令組成的毫微程序解釋一條垂直微指令，用這種方法構(gòu)成的垂直微指令易于編制微程序，能按各種應(yīng)用有效地控制數(shù)據(jù)通路操作，此時(shí)，毫微指令與微指令的關(guān)系就相當(dāng)于微指令與指令的關(guān)系。第五十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.1微程序設(shè)計(jì)技術(shù)(13/13)六、毫微程序設(shè)計(jì)（4）采用毫微程序設(shè)計(jì)的主要優(yōu)缺點(diǎn)：（A）通過(guò)使用少量的控制存儲(chǔ)器空間，就可達(dá)到高度的并行性；（B）垂直微程序面向算法描述，編制微程序較容易；（C）水平型毫微指令能定義很多并行操作微指令，兩級(jí)層次降低了編制微程序的復(fù)雜性。（D）毫微程序設(shè)計(jì)具有較大的靈活性。（E）缺點(diǎn)：毫微程序設(shè)計(jì)有時(shí)需要訪問(wèn)控制存儲(chǔ)器兩次，影響了機(jī)器執(zhí)行的速度，同時(shí)，也增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性。第五十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.2微程序控制器

(1/4)一、基本組成1、控制存儲(chǔ)器CM用來(lái)存放微程序。2、微指令寄存器IR用來(lái)存放從控制存儲(chǔ)器中取得的微指令。3、微地址形成部件AG用來(lái)產(chǎn)生機(jī)器指令的首條微指令地址和后續(xù)地址。4、微地址寄存器AR接收微地址形成部件送來(lái)的微地址。第五十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.2微程序控制器

(2/4)微地址形成部件狀態(tài)條件CM功能部件譯碼線路IRARIR微操作信號(hào)...圖6-11微程序控制器基本結(jié)構(gòu)時(shí)序部件第五十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.2微程序控制器

(3/4)二、工作過(guò)程 微程序控制器的工作過(guò)程實(shí)質(zhì)上就是在微程序控制器的控制之下，計(jì)算機(jī)執(zhí)行機(jī)器指令的過(guò)程：1、從控制存儲(chǔ)器中運(yùn)行取指令微程序，完成從主存儲(chǔ)器中取得機(jī)器指令的工作；2、根據(jù)機(jī)器指令的操作碼，得到相應(yīng)機(jī)器指令的微程序入口；3、逐條取出微指令，完成相關(guān)微操作控制；4、執(zhí)行下一條機(jī)器指令。第五十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.3.2微程序控制器

(4/4)三、微指令的執(zhí)行方式1、串行執(zhí)行方式2、并行執(zhí)行方式第五十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4硬布線控制器與門陣列控制器6.4.1硬布線控制器6.4.2PLA邏輯控制原理第五十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4.1硬布線控制器(1/2)一、硬布線控制器的基本原理1、設(shè)計(jì)目標(biāo)：邏輯電路以使用最少元件和取得最高操作速度作為設(shè)計(jì)目標(biāo)。2、操作控制信號(hào)的產(chǎn)生，由下列因素決定：

(1)IR中現(xiàn)行指令碼的功能特性。

(2)控制時(shí)序部件產(chǎn)生的定時(shí)信號(hào)。

(3)其他部件送來(lái)的狀態(tài)標(biāo)志信息(S)及條件碼置位情況。 微操作控制信號(hào)就是在以上輸入條件綜合決定下的邏輯函數(shù)，即：Ci=F((1),(2),(3))。第五十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4.1硬布線控制器(2/2)二、隨機(jī)邏輯控制設(shè)計(jì)步驟(1)編制各條指令的操作流程。盡量注意各類指令執(zhí)行時(shí)的共性要求。在不影響邏輯正確的前提下，把共性操作盡量安排在相同的控制時(shí)序階段中。(2)編排微操作時(shí)序表。操作時(shí)序表，通常是一張兩維的表格，x方向是3級(jí)時(shí)序，y方向是指令，x,y坐標(biāo)交點(diǎn)(xi,yi)是要執(zhí)行的微操作控制。(3)

對(duì)微操作時(shí)序進(jìn)行邏輯綜合，化簡(jiǎn)。根據(jù)微操作時(shí)序表可以寫出各操作控制的邏輯函數(shù)表達(dá)式。(4)電路實(shí)現(xiàn)按照最后得到的邏輯表達(dá)式組，可用一系列組合邏輯電路加以實(shí)現(xiàn)。第五十九頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4.2PLA邏輯控制原理

(1/4)1、PLA含義

PLA稱為可編程邏輯陣列。PLA是由一個(gè)“與”陣列和一個(gè)“或”陣列構(gòu)成的。“與”陣列和“或”陣列均可編程，具有“與，或，非”的邏輯控制，均可以用PLA結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。2、“與”門和“或”門 “與”門“或”門第六十頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4.2PLA邏輯控制原理

(2/4)硅二極管的正向電壓降一般是0.7V，設(shè)3V左右為高電平，代表“1”；0V左右為低電平，代表“0”（1）與門：（A）當(dāng)A，B兩端為0V時(shí)，D1，D2正向?qū)ǎ?/p>

F端電壓0.7V，為低電平 故A=0，B=0，F(xiàn)=0；（B）A=0V，B=3V，D1通，F(xiàn)=0.7V D2反向截止，故A=0，B=1，F(xiàn)=0；（C）A=3V，B=3V，D1，D2通，F(xiàn)=3.7V

故A=1，B=1，F(xiàn)=1；第六十一頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4.2PLA邏輯控制原理(3/4)（2）或門：（A）A=0V，B=0V，D1，D2導(dǎo)通，

F=-0.7V

故A=0，B=0，F(xiàn)=0；（B）A=0V，B=3V，D2通，F(xiàn)=2.3V D1截止，故A=0，B=1，F(xiàn)=1；（C）A=3V，B=3V，D1，D2通，F(xiàn)=2.3V

故A=1，B=1，F(xiàn)=1；第六十二頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.4.2PLA邏輯控制原理

(4/4)3、舉例：輸出輸入或陣列與陣列舉例：M=AB+~AB乘積項(xiàng)第六十三頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5CPU新技術(shù)6.5.1流水線工作原理6.5.2RISC結(jié)構(gòu)6.5.3奔騰CPU第六十四頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5.1流水線工作原理

(1/5)一、基本概念 流水線技術(shù)是將一個(gè)重復(fù)的時(shí)序過(guò)程分解成若干個(gè)子過(guò)程，每一個(gè)子過(guò)程都可有效地在其專用功能段上與其它子過(guò)程同時(shí)執(zhí)行。流水線工作過(guò)程的描述：采用時(shí)(間)-空(間)圖的方法。描述的是指令執(zhí)行流水線的時(shí)-空?qǐng)D。流水技術(shù)特點(diǎn)：（1）流水線可分成若干個(gè)互有聯(lián)系的子過(guò)程（功能段）；（2）實(shí)現(xiàn)子過(guò)程的功能段所需時(shí)間盡可能相等，避免因不等而產(chǎn)生處理的瓶頸，形成流水現(xiàn)的斷流。（3）形成流水處理，需要一段準(zhǔn)備時(shí)間，稱“通過(guò)時(shí)間”。只有在此之后流水過(guò)程才穩(wěn)定。（4）指令流發(fā)生不能順序執(zhí)行時(shí)，會(huì)使流水過(guò)程中斷，再形成流水過(guò)程，則需要“通過(guò)時(shí)間”，所以流水過(guò)程不應(yīng)常斷流，否則效率就不會(huì)很高。第六十五頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5.1流水線工作原理

(2/5)t8t7t6t5t4t3t2t1執(zhí)行指操作數(shù)指令譯碼取指令空間時(shí)間12345543211234554321圖6-15流水線技術(shù)原理第六十六頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5.1流水線工作原理(3/5)二、流水線的分類流水結(jié)構(gòu)不僅在指令的執(zhí)行過(guò)程中用來(lái)提高處理速度，而且可以用于各種大量重復(fù)的時(shí)序過(guò)程，如浮點(diǎn)數(shù)相加等。因此就有按不同結(jié)構(gòu)和不同觀點(diǎn)進(jìn)行的不同分類。（1）按完成的功能分類

單功能流水線：只能完成一種固定功能的流水線，如只能實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)加法運(yùn)算。

多功能流水線：同一個(gè)流水現(xiàn)可有多種聯(lián)接方式來(lái)實(shí)現(xiàn)多種功能。（2）按同一時(shí)間內(nèi)各段之間的聯(lián)接方式分類

靜態(tài)流水線：同一時(shí)間內(nèi)，流水線的各段只能按同一種功能的聯(lián)接方式工作。

動(dòng)態(tài)流水線：同一時(shí)間內(nèi)，流水線的各段可按不同運(yùn)算的聯(lián)接方式工作。如在流水線中有些段完成浮點(diǎn)加法，有些段實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)乘法。第六十七頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5.1流水線工作原理

(4/5)（3）按流水的級(jí)別分類

部件級(jí)流水線：又稱運(yùn)算操作流水線。它是指處理機(jī)的算術(shù)邏輯部件分段，使各種數(shù)據(jù)類型能進(jìn)行流水操作。

處理機(jī)級(jí)流水線：又稱指令流水線。它是指在指令執(zhí)行過(guò)程中劃分成若干功能段，按流水方式組織起來(lái)。

處理機(jī)間流水線：又稱宏流水。它是指兩臺(tái)以上的處理機(jī)串行地對(duì)同一數(shù)據(jù)流進(jìn)行處理，每臺(tái)處理機(jī)完成一個(gè)任務(wù)。（4）按數(shù)據(jù)表示分類

標(biāo)量流水處理機(jī)：只能對(duì)標(biāo)量數(shù)據(jù)進(jìn)行流水處理。

向量流水處理機(jī)：它具有向量指令，能對(duì)向量的各元素進(jìn)行流水處理。第六十八頁(yè)，共七十九頁(yè)，編輯于2023年，星期五6.5.1流水線工作原理

(5/5)三、相關(guān)處理與控制要使流水線發(fā)揮高效率，就是要使流水線連續(xù)不斷地流動(dòng)，盡量不出現(xiàn)斷流情況。但是斷流現(xiàn)象是不