随笔分类 - 计算机原理
摘要：1、单周期 MIPS关键路径 LW指令 图中标T的地方都是有延迟的地方，可以看到延迟太多，这导致一个时钟周期的时间过长，这样不好。 2、多周期MIPS数据通路特点 不再区分指令存储和数据存储器，分时使用部分功能部件 主要功能单元输出端增加寄存器锁存数据 传输通路延迟变小，时钟周期变短 3、多周期MI
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摘要：1、MIPS CPU控制器设计 定长指令周期：单周期实现 所有指令均在一个时钟周期内完成，CPI=1 性能取决于最慢的指令，时钟周期过长 变长指令周期：多周期实现 缩短时钟周期，复用器件或数据通路 可支持流水操作，提升性能 2、MIPS指令格式 3、R型指令格式 4、I型指令格式 5、取指令数据通路
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摘要：1、微指令设计原则 有利于缩短微指令字长度 有利于减少控制存储器容量 有利于提高微程序执行速度 有利于对微指令进行修改 有利于提高程序设计的灵活性 2、微指令格式（直接表示法） 这种方法简单直观，便于输出控制，但是微指令长度太长，控存容量大，如何压缩微指令长度？ 这里介绍三种方法： 改直接表示为编码
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摘要：1、微程序控制器组成原理框图 2、微指令格式 一条微指令对应一个时钟周期 微指令操作控制字段的信号在该时钟周期内有效 指令需要多少时钟周期就包括多少微指令 3、取指令数据通路 4、取指令微程序 5、LOAD指令执行数据通路 6、LOAD指令微程序 7、MOVE指令微程序 8、ADD指令微程序 9、S
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摘要：1、微程序控制器基本思想 硬布线：同步逻辑、繁、快、贵、难改 一条指令多个时钟周期 一个时钟周期一个状态 一个状态对应一组并发信号 微程序：存储逻辑、简、慢、廉、易改 将并发信号事先存储为微指令 一条指令对应多条微指令 状态等同于存储器地址 2、微程序控制器工作原理 微程序是利用软件方法来设计硬件的
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摘要：1、基本原理 控制器的核心功能是完成指令的自动执行，而指令的自动执行有赖于各功能部件之间的数据通路的建立，而数据通路的建立，有赖于控制器生成控制信号的序列，所以，从宏观上看，控制器可以看作为一个能够产生固定的时序控制信号的逻辑电路。 这个逻辑电路的输入是指令译码信号，每一条指令都会产生一个译码输出，
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摘要：1、单总线结构CPU 首先说一下取指令如何完成： 首先将PC的值取出，这个动作我们需要给出一个PC out的信号，控制三态门值输出到总线，然后再由总线输入AR中，同样需要一个ARin的写使能控制信号，在下一个时钟到来时，就会将对应的PC值输入到AR，同时PC的值要完成加1的操作，通过总线传输到x端，
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摘要：1、指令执行一般流程 不同指令功能不同，数据通路不同，执行时间不同，如何安排时序？ 2、指令周期基本概念 时钟周期=节拍脉冲=震荡周期 作用：能完成一次微操作 机器周期=cpu周期 含义：从主存读出一条指令的最短时间 作用：可完成 相对微操作来说的复杂操作。 指令周期：从主存取一条指令并执行指令的时
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摘要：1、单总线结构CPU 主要部件都连接在总线上 各部件间通过总线进行传输 2、多总线架构数据通路 3、专用通路 单周期MIPS 4、小结 多总线结构 性能更优，并发度更高 电路更复杂，成本更高
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摘要：1、数据通路分类 共享通路（总线型） 主要部件都连接在公共总线上，各部件间通过总线进行数据传输 结构简单，实现容易，但并发性较差，需分时使用总线，效率低 专用通路 并发度高，性能佳，设计复杂，成本高 可以看做多总线结构 2、单总线结构种的数据通路 可以稍微修改一下，成本几乎不变 3、双总线结构 4、
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摘要：1、数据通路基本概念 数据通路 执行部件间传送信息的路径 通路的建立由控制信号控制，受时钟驱动 不同指令、同一指令在执行的不同阶段的数据通路不同 数据通路分类：共享通路（总线）、专用通路 不同的通路对指令执行流程、执行效率，微操作控制信号的时序安排 2、数据通路抽象模型（寄存器传输） 3、D触发器定
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摘要：1、CPU概述 冯诺依曼计算机 主要功能部件是：运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备 这五大功能部件通过数据总线相互连接并进行数据交互 冯诺依曼计算机最主要的工作原理就是 存储程序和程序控制 cpu的主要功能就是完成 取指令和执行指令的功能，由cpu的运算器和控制器来承担。 cpu经过漫长的历
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摘要：1、R型指令 操作数和保存结果均通过寄存器进行： op：操作码，所有R型指令中都全为0 rs：寄存器编号，对应第1个源操作数 rt：寄存器编号，对应第2个源操作数 rd：寄存器编号，据此保存结果 shamt：常数，在移位指令中使用 funct：功能码，指定指令的具体功能 R型指令存在3中不同的类型
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摘要：1、MIPS指令概述 MIPS（(Microprocessor without Intellocked Pipleline Stages） MIPS属于精简指令集计算机RISC MIPS指令集有以下特点： 简单的Load/Store结构 易于流水线CPU设计 易于 编译器开发 MIPS指令的寻址方式
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摘要：1、指令格式设计的主要内容 操作码字段+寻址方式+地址码字段 根据指令数量的要求及是否支持操作码扩展，确定操作码字段的位数 根据对操作数的要求确定地址码字段的个数 根据寻址方式的要求，为每个地址码字段确定寻址方式字段位数。 确定采用定长指令还是变长指令
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摘要：操作数寻址方式： 含义：形成操作数有效地址的方法 1、立即数寻址 地址码字段是操作数本身 例：MOV AX,200H(AX< 200H) S=D 特点： 取指操作将数据与指令一并读入CPU内部的寄存器，指令执行速度块 便于程序设计（变量赋初值） 数据大小受字段位数限制 2、寄存器寻址 操作数在cpu
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摘要：1、寻址方式的概念 根据冯诺依曼计算机的工作原理，需要根据物理地址从内存中去取指令和数据。如何获得指令和数据的物理地址？ 2、指令的寻址方式 含义：计算指令有效地址的方法 指令的寻址方式只有两种： 顺序寻址 跳跃寻址 指令的顺序寻址： 程序的指令序列在主存顺序存放。执行时从第一条指令开始，逐条取出并
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摘要：1、指令的基本概念 1）指令 含义：计算机能直接识别、执行的操作命令（机器指令） 是冯诺依曼结构计算机“程序控制”原理实现的载体 2）指令系统（指令集） 含义：一台计算机中所有机器指令的集合 系列机：同一公司不同时期生产，基本系统结构和指令系统相同的计算机。 兼容机：不同公司生产，基本系统结构和指令
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摘要：1、RAID提出的背景 很多人都有因磁盘故障而导致数据丢失的经历。 磁盘访问速度过慢 多磁盘管理不方便 2、RAID定义 RAID叫做廉价磁盘冗余阵列，也叫做独立磁盘冗余阵列。 3、RAID的核心技术 将数据条带化后，存放在不同磁盘上，通过多磁盘的并行操作提高系统的读写速率。 使用基于异或运算为基础
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摘要：1、虚实地址转换过程存在的问题 命中的情况： 首先，cpu基于虚拟地址访问MMU，在MMU中，由虚地址剥离出的虚页号与MMU中的页表寄存器进行偏移，得出在主存中的页表中的与虚页号对应的那个页表项的物理地址，从主存中将对应的那个页表项送到MMU中，由MMU判断由虚地址对应的物理页是否在主存当中，本次是
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