《计算机组成原理》考研辅导班讲座第二讲

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1、《计算机组成原理》考研辅导班讲座第二讲厦门大学计算机科学系曾文华2002年12月22日联系方式曾文华厦门大学计算机科学系Tel：2185816Mobile：13646027169E-mail：zengwenhua1964@hotmail.comwhzeng@mail.hz.zj.cn第四章指令系统一、指令系统的发展CISCRISC二、对指令系统性能的要求完备性有效性规整性兼容性4.1指令系统的发展与性能要求三、低级语言与硬件结构的关系汇编语言依赖于计算机的硬件结构和指令系统高级语言与计算机的硬件结构及指令系统无关4.1指令系统的发展与性能要求（续）指令=操作

2、码+操作数一、操作码二、地址码（操作数）三、指令字长度四、指令助记符五、指令格式举例（Pentium指令格式）4.2指令格式什么是寻址方式？一、指令的寻址方式顺序寻址方式、跳跃寻址方式二、操作数寻址方式共10种三、寻址方式举例PDP/11Pentium的寻址方式4.3指令和数据的寻址方式一、串联堆栈（寄存器的堆栈）二、存储器堆栈进栈时，先存入数据，后修改堆栈指示器出栈时，先修改堆栈指示器，然后取出数据4.4堆栈寻址方式一、指令的分类8类指令二、基本指令系统20%80%三、RISCRISC指令系统的特点：(1)、(2)、(3)SPARC机的指令系统4.5典型指令

3、第四章小结指令寻址方式（操作数的寻址方式）可变长度指令操作码的编码方法RISC指令系统的特点第五章中央处理器5.1CPU的功能和组成一、CPU的功能4个方面二、CPU的基本组成控制器运算器5.1CPU的功能和组成（续）三、CPU中的主要寄存器6个四、操作控制器与时序产生器操作控制器的3种类型：硬布线控制器、微程序控制器、硬布线与微程序组合的控制器5.2指令周期一、指令周期的基本概念指令周期CPU周期（机器周期）时钟周期（节拍脉冲、T周期）二、CLA指令的指令周期（二个CPU周期）三、ADD指令的指令周期（三个CPU周期）四、STA指令的指令周期（三个CPU周期

4、）五、NOP指令和JMP指令的指令周期（二个CPU周期）5.2指令周期（续）六、用方框图语言表示指令周期公操作：中断处理、通道处理等5.3时序产生器和控制方式一、时序信号的作用和体制硬布线控制器：主状态周期-节拍电位-节拍脉冲（指令周期-CPU周期-时钟周期）微程序控制器：节拍电位-节拍脉冲二、时序信号产生器时钟源环形脉冲发生器节拍脉冲和读/写时序的译码启停控制逻辑5.3时序产生器和控制方式（续）三、控制方式同步控制方式异步控制方式联合控制方式5.4微程序控制器微程序控制的基本思想一、微命令和微操作微命令微操作二、微指令和微程序微指令微程序5.4微程序控制器（

5、续）三、微程序控制器原理框图四、微程序举例“十进制加法”指令五、CPU周期与微指令周期的关系六、机器指令与微指令的关系5.5微程序设计技术设计微指令结构应当追求的目标一、微命令编码直接表示法编码表示法混合表示法二、微地址的形成方法计数器方式多路转移方式5.5微程序设计技术（续）三、微指令格式水平型微指令垂直型微指令四、动态微程序设计5.6硬布线控制器什么是硬布线控制器指令执行流程微操作控制信号的产生5.7传统CPU一、M6800CPU二、Intel8088CPU三、IBM370系列CPU四、Intel80486CPU5.8流水CPU一、并行处理技术并行性：同时

6、性、并发性时间并行、空间并行、时间并行+空间并行二、流水CPU的结构流水计算机的系统组成流水CPU的时空图流水线分类：指令流水线、算术流水线、处理机流水线5.8流水CPU（续）三、流水线中的主要问题资源相关数据相关控制相关：延迟转移法、转移预测法四、奔腾CPU超标量流水处理机指令Cache和数据Cache8段的流水浮点运算器5.9RISCCPU一、RISC机器的特点RISC机器的三要素二、RISCCPU实例MC88110CPU指令动态调度策略：按序发射、按序完成；计分牌方法5.10多媒体CPU一、多媒体技术的主要问题二、MMX技术（多媒体扩展结构技术）三、动态

7、执行技术第五章小结指令周期、CPU周期（机器周期）、时钟周期（节拍脉冲、T周期）微程序设计技术：微命令、微操作、微指令、微程序、微指令的格式(P174、P182)、控制存储器、动态微程序设计硬布线逻辑设计：P184流水线技术：RISC技术：RISC的特点（三要素）第六章总线系统6.1总线的概念和结构形态一、总线的基本概念内部总线、系统总线、I/O总线二、总线的连接方式适配器（接口）单总线结构、双总线结构、三总线结构6.1总线的概念和结构形态（续）三、总线结构对计算机系统性能的影响四、总线的内部结构数据传送总线仲裁总线中断和同步总线公用线五、总线结构实例CPU总

8、线、PCI总线、ISA总线6.2总线接