Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 4: Tổ chức bộ xử lý cung cấp cho người học các kiến thức về tổ chức máy tính bao foomg: Khái quát về máy tính, mã lệnh, tập lệnh, định thời và điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung chi tiết.
Trang 1Chương 4.
Tổ chức bộ xử lý
(TỔ CHỨC MÁY TÍNH)
z Nội dung
z Tổ chức máy tính gồm:
z Chương trình:
zTập lệnh xác định các tác vụ, tác tố và trình tự xử lý
7.1 Mã lệnh
z Lệnh máy:
thanh ghi điều khiển (thanh ghi lệnh)
thi hành qua một dãy vi tác vụ.
Chương trình
Dữ liệu Thanh ghi lệnh
Mạch điều khiển vi tác vụDãy
z Mã tác vụ (phần cơ bản nhất)
Nhóm bit xác định các tác vụ: cộng, trừ, nhân, dịch và bù
Số bit dành cho mã tác vụ tùy theo số tác vụ của máy
z Phần xác định thanh ghi / từ nhớ chứa tác tố / kết quả
Thanh ghi xác định qua mã xác định thanh ghi
Từ nhớ xác định qua địa chỉ
z (Có nhiều cách sắp xếp mã nhị phân trong lệnh tùy theo kiến trúc của máy)
z VD: với một tổ chức máy tính đơn giản (h 7.1)
Bộ nhớ 4096 từ nhớ 16 bit Æ Địa chỉ 12 bit
Còn lại 4 bit dành cho Mã lệnh
Thanh ghi tích lũy (AC – ACcumulator)
z Địa chỉ gián tiếp:
Địa chỉ trực tiếp: khi phần 2 của mã lệnh là địa chỉ tác tố
Địa chỉ gián tiếp: khi phần 2 của mã lệnh là địa chỉ của từ nhớ chứa địa chỉ của tác tố
Bit đầu của mã tác vụ(I: Indirect) cho biết kiểu địa chỉ:
0 : trực tiếp, 1: gián tiếp
Trang 2z VD: (h 7.2)
7.2 Tập thanh ghi
z Các thanh ghi trong máy tính cơ bản (b 7.1) và (h 7.3)
PC: Program Counter
AR: Address Register
IR: Instruction Reg
DR: Data Reg
AC: Accumulator
TR: Temporary Reg
INPR: Input Reg
OUTR: Output Reg
thanh ghi và bộ nhớ (h
7.4)
Địa chỉ bộ nhớ : AR
Dữ liệu tính toán: DR
Kết quả : AC
7.3 Tập lệnh
z Mã lệnh 000 đến 110 :
I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp
I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect)
I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi
I = 1 : Lệnh nhập – xuất (Input / Output)
z Tập lệnh đầy đủ: có đủ số lệnh cho từng loại:
trạng thái
LDA: Load (nạp từ bộ nhớ vào AC)
STA: Store (lưu trữ AC vào bộ nhớ)
CLA: Clear (xóa AC)
7.4 Định thời và điều khiển
z Định thời: bằng mạch tạo xung đồng hồ
z Điều khiển:
zĐơn vị điều khiển (Control Unit) :
Phát sinh trong các tín hiệu điều khiển
Cung cấp cho các mạch dồn điều khiển Bus, thanh ghi xử lý và các vi tác vụ cho mạch tích lũy
Điều khiển cứng: luận lý điều khiển được cài đặt (mạch tuần tự)
qua các cổng, mạch lật, mạch giải mã và các mạch số khác
Điều khiển vi trình: thông tin điều khiển lưu trong bộ nhớ điều
khiển
(Khi thay đổi thiết kế, tổ chức điều khiển?)
Trang 3z Lược đồ khối đơn vị
điều khiển (h 7.6)
SC: Sequence Counter
(đếm tuần tự) tạo dãy
thời hiệu T0, T1, T2,
Được xóa 0 nếu D3 = 1
zVD: Các thời hiệu điều khiển
z Ví dụ tổng hợp (tìm lệnh)
SC = 0, vậy T0= 1
T0: AR Å PC
S3S2S1= 010, LD (PC) = 1
T1: IR Å M[AR], PC Å PC + 1
Read (Mem) = 1, S3S2S1= 111,
LD (IR) = 1, INR (PC) = 1
