计组指令系统之指令执行过程

一 缩写

PC: 程序计数器

MAR: 地址寄存器

MDR: 数据寄存器

IR: 指令寄存器(CPU核心)

OP(IR):指令译码

CU:控制信号

ALU:算术逻辑运算

控制器 = 程序计数器PC + 指令寄存器IR + 控制单元CU

二 CPU功能和基本结构

三 执行指令的过程:

取指令: PC-MAR-M-MDR-IR (将第一条指令读到pc)

分析指令:MAR-M-MDR-IR

执行指令:AD(IR)-MAR-M-MDR-ACC

为下一条地址做准备:(PC)+1 —> PC

四 指令周期

(一). 取指周期

1. PC->MAR->地址线
2. 1->R
3. M(MAR)->MDR
4. MDR->IR
5. OP(IR)->CU 翻译IR
6. (PC)+1->PC

(二). 间址周期(不一定有) PC这里不一样 是Ad(IR)

1. Ad(IR)->MAR
2. 1->R
3. M(MAR)->MDR
4. MDR->Ad(IR)

(三). 执行周期

加法指令

1. Ad(IR)->MAR
2. 1->R
3. M(MAR)->MDR
4. (ACC)+(MDR)->ACC

存数指令

1. Ad(IR)->MAR
2. 1->W (写)
3. ACC->MDR
4. MDR->M(MAR)

取数指令

1. Ad(IR)->MAR
2. 1->R
3. M(MAR)->MDR
4. MDR->ACC

总结

第一步:AD(IR)->MAR

存: W MAR右侧括号 MAR->ACC->MDR->M(MAR)

取: R MAR左侧括号 MAR->MDR->ACC

加法:W MAR->MDR->ACC+MDR->ACC

(四). 中断周期

指令周期->机器周期->时钟周期