9.1-微操作命令的分析（学习笔记）

【README】

本文总结自bilibili《计算机组成原理（哈工大刘宏伟）》的视频讲解，非常棒，墙裂推荐；

1）完成一条指令需要4个周期：

看一下，在取指，间指，指令分析，指令执行以及中断响应过程中，控制单元CU到底要发出哪些微控制命令（引出问题）？
2）微操作命令定义：指的是这些命令是在指令解释过程中，控制单元发出的命令；这些命令要完成的动作与整条指令相比要小得多；所以叫做微操作命令；

【1】取指周期微操作命令分析

1）取指周期数据流的步骤：

步骤	描述
1	PC把下一条指令的内存地址送入MAR；
2	MAR把地址送到地址总线，再由地址总线送到存储器；
3	CU把读控制信号送到控制总线上；再由控制总线送到存储器；
4	存储器执行读操作，把相应的数据送到数据总线；通过数据总线送到MDR；（这个时候，指令已经被取出到cpu了，并保持到MDR寄存器中）
5	MDR把指令送到IR中；
6	CU把PC加1（得到下一条指令的地址）；为下一条指令的取指操作做准备；

2）取指周期还要完成一项动作就是译码：
译码就是确定指令要完成什么操作；具体什么操作根据指令操作码给出；
所以需要把IR（指令寄存器）中的指令操作码部分送给CU（OPCODE(IR) –>CU ），由CU译码，来确认这条指令具体是做什么操作；

间址周期数据流的步骤：

步骤	描述
1	IR存储的指令中的形式地址送到MAR；
2	MAR把地址送到地址总线，再通过地址总线送给存储器；
3	CU发出读操作到控制总线；控制总线再送入存储器中；
4	存储器完成读操作后，把数据送到数据总线；再由数据总线送到MDR；（MDR就保存了指令用到的操作数所在的内存地址）
5	MDR把操作数的真实地址送入IR寄存器中的地址码部分；

步骤2~5这4个操作，是间址周期控制单元CU要发送的控制命令（微操作命令）；

ADD X：把ACC寄存器的数据与X内存地址中的内容相加，结果存入ACC；

LDA X：取数指令，把X指定的内存地址单元的数据取出，并送入ACC寄存器；

3.转移指令
3.1 无条件转移 JMP X；
Ad(IR) –> PC ；把指令的地址码部分送入pc寄存器即可；

3.2 条件转移 BAN X （负则转，即上一次计算结果为负值，则转移到X指定的指令）
上一条指令的计算结果存入了ACC寄存器；
A0 表示计算结果符号位；

【小结】指令分类

序号	指令分类	例子
1	非访存指令	CLA-把A清0； COM-取反； SHR-算术右移； CSL-循环左移； STP-停机指令；
2	访存指令	加法指令；ADD X 存数指令；STA X 取数指令；LAD X
3	转移指令	无条件转移；JMP X 条件转移；BAN X

中断周期：做3件事情

操作	程序断点存入0地址	程序断点进栈
保存断点	0 -> MAR；把地址0送入MAR	(SP)-1 –> MAR；把指令指针寄存器SP的内容减1（栈顶地址）送给MAR；
	1->W；把读命令传入控制总线，进而传给存储器；
	PC->MDR；断点指令存入MDR PC->MDR
	MDR->M(MAR)；MDR把断点指令存入MAR（地址0）指定的内存单元；	MDR->M(MAR)；MDR把断点指令存入MAR（栈顶地址）指定的内存单元；
形成中断服务入口地址	向量地址->PC；或中断识别程序入口地址M->PC
关中断	0->EINT；把0送入允许中断触发器；关中断就是不允许其他中断源提出中断请求；