来知道电脑站

您的位置: 主页>硬件> 控制器的工作原理是什么?

控制器的工作原理是什么?

 西厢读书客 

控制器的工作原理是什么?


CPU中的控制器是计算机中控制执行指令的部件,其主要功能包括:
⑴ 正确执行每条指令:
首先是取来一条指令,接着分析这条指令,再按指令格式和功能执行这条指令
⑵ 保证指令按规定序列自动连续地执行。
⑶ 对各种异常情况和请求及时响应和处理。
说到底,控制器要向计算机各功能部件提供每一时刻协同运行所需要的控制信号。
请问它是如何实现上述功能的?
它的结构是如何体现它的功能的?

解决方法



处理器如何工作,如何完成数据的处理以及指令的调取,在这个微观的世界里遵循着怎样的生产流程呢?接下来笔者就带领大家到这个大工厂里面去参观参观,本着简洁易懂的原则,叙述上尽量力求精辟,希望能使大家不虚此行。
  首先让我们来看一下处理器的工作原理
  一个工厂对产品的加工过程:
  进入工厂的原料(程序指令),结过物资分配部门(控制单元)的调度分配,被送往生产线(逻辑运算单元),生产出的成品(处理后的数据)后,再存储在仓库(存储单元)中,最后等着拿到市场上去卖(交由应用程序使用)。
  处理器的工作原理:
  从控制单元开始,处理器就开始了正式工作,中间的过程是通过逻辑运算单元来进行运算处理,交到存储单元代表工作结束。首先,指令指针会通知 处理器,将要执行的指令放置在内存中的存储位置。因为内存中的每个存储单元都有编号(称为地址),可以根据这些地址把数据取出,通过地址总线送到控制单元中,指令译码器从指令寄存器IR中拿来指令,翻译成 处理器可以执行的形式,然后决定完成该指令需要哪些必要的操作,它将告诉算术逻辑单元(ALU)什么时候计算,告诉指令读取器什么时候取数值,告诉指令译码器什么时候翻译指令等等。
字串3
  根据对指令类型的分析和特殊工作状态的需要,处理器设置了六种工作周期,分别用六个触发器来表示它们的状态,任一时刻只许一个触发器为1,表时 处理器所处周期状态,即指令执行过程中的某个阶段。
  1.取指周期(FC)
  处理器在FC中完成取指所需要操作。每条指令都必须经历取指周期FC,在FC中完成的操作与指令操作码无关的公共操作。但FC结束后转向哪个周期则与本周期中取出的指令类型有关。
  2.源周期(SC)
  处理器在SC中完成取源操作数所需的操作。如指令需要源操作数,则进入SC。在SC中根据指令寄存器IR的源地址信息,形成源地址,读取源操作数。
  3.目的周期(DC)
  如果处理器需要获得目的操作数或形成目的地址,则进DC。在DC中根据IR中的目的地址信息进行相应操作。
  4.执行周期(EC)
  处理器在取得操作数后,则进入EC,这也是第条指令都经历的最后一个工作阶段。在EC中将依据IR中的操作码执行相应操作,如传递、算术运算、逻辑运算、形成转移地址等。
  5.中断响应周期(IC)
  处理器除了考虑指令正常执行,还应考虑对外部中断请的处理。处理器在向应中断请求后,进入中断响应周期IC。在IC中将直接依靠硬件进行保存断点、关中断、转中断服务程序入口等操作,IC结束转入取指周期,开始执行中断服务程序。
字串3
  6.DMA传送周期(DMAC)
  处理器响应DMA(直接存储器存取)请求后,进入DMAC中,处理器交出系统总线的控制权,由DMA(直接存储器存取)控制器控制系统总线,实现主存与外围设备之间的数据直接传送。因此对 处理器来说,DMAC是一个空操作周期。
  处理器控制流程,描述了工作周期状态变化情况:

共2页: 上一页 1 [2] 下一页

上一篇:为什么我的电脑不能使用Partition Magic    下一篇:没有了

硬件相关文章

硬件热门文章

硬件推荐文章