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2024-6-27 閱讀(274)
VV81LB系列GESSMANN控制器是指揮計(jì)算機(jī)的各個(gè)部件按照指令的功能要求協(xié)調(diào)工作的部件,，是計(jì)算機(jī)的神經(jīng)中樞和指揮中心,，由指令寄存器IR（InstructionRegister）,、程序計(jì)數(shù)器PC（ProgramCounter）和操作控制器OC（OperationController）三個(gè)部件組成，對(duì)協(xié)調(diào)整個(gè)電腦有序工作極為重要,。
指令寄存器：用以保存當(dāng)前執(zhí)行或即將執(zhí)行的指令的一種寄存器,。指令內(nèi)包含有確定操作類型的操作碼和指出操作數(shù)來源或去向的地址。指令長(zhǎng)度隨不同計(jì)算機(jī)而異,，指令寄存器的長(zhǎng)度也隨之而異,。計(jì)算機(jī)的所有操作都是通過分析存放在指令寄存器中的指令后再執(zhí)行的。指令寄存器的輸人端接收來自存儲(chǔ)器的指令,，指令寄存器的輸出端分為兩部分,。操作碼部分送到譯碼電路進(jìn)行分析，指出本指令該執(zhí)行何種類型的操作;地址部分送到地址加法器生成有效地址后再送到存儲(chǔ)器,，作為取數(shù)或存數(shù)的地址,。
存儲(chǔ)器可以指主存、高速緩存或寄存器棧等用來保存當(dāng)前正在執(zhí)行的一條指令,。當(dāng)執(zhí)行一條指令時(shí),，先把它從內(nèi)存取到數(shù)據(jù)寄存器（DR）中，然后再傳送至IR,。指令劃分為操作碼和地址碼字段,，由二進(jìn)制數(shù)字組成,。為了執(zhí)行任何給定的指令，必須對(duì)操作碼進(jìn)行測(cè)試,，以便識(shí)別所要求的操作,。指令譯碼器就是做這項(xiàng)工作的。指令寄存器中操作碼字段的輸出就是指令譯碼器的輸入,。操作碼一經(jīng)譯碼后,，即可向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號(hào)。
程序計(jì)數(shù)器：指明程序中下一次要執(zhí)行的指令地址的一種計(jì)數(shù)器,，又稱指令計(jì)數(shù)器。它兼有指令地址寄存器和計(jì)數(shù)器的功能,。當(dāng)一條指令執(zhí)行完畢的時(shí)候,，程序計(jì)數(shù)器作為指令地址寄存器，其內(nèi)容必須已經(jīng)改變成下一條指令的地址,，從而使程序得以持續(xù)運(yùn)行,。
GESSMANN控制器為此可采取以下兩種辦法：
第一種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址。在指令執(zhí)行過程中將這個(gè)地址送人指令地址寄存器即可達(dá)到程序持續(xù)運(yùn)行的目的,。這個(gè)方法適用于早期以磁鼓,、延遲線等串行裝置作為主存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī)。根據(jù)本條指令的執(zhí)行時(shí)間恰當(dāng)?shù)貨Q定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時(shí)間,，從而收到提高程序運(yùn)行速度的效果,。
第二種辦法是順序執(zhí)行指令。一個(gè)程序由若干個(gè)程序段組成,，每個(gè)程序段的指令可以設(shè)計(jì)成順序地存放在存儲(chǔ)器之中,，所以只要指令地址寄存器兼有計(jì)數(shù)功能，在執(zhí)行指令的過程中進(jìn)行計(jì)數(shù),，自動(dòng)加一個(gè)增量,，就可以形成下一條指令的地址，從而達(dá)到順序執(zhí)行指令的目的,。這個(gè)辦法適用于以隨機(jī)存儲(chǔ)器作為主存儲(chǔ)器的計(jì)算機(jī),。當(dāng)程序的運(yùn)行需要從一個(gè)程序段轉(zhuǎn)向另一個(gè)程序段時(shí)，可以利用轉(zhuǎn)移指令來實(shí)現(xiàn),。轉(zhuǎn)移指令中包含了即將轉(zhuǎn)去的程序段入口指令的地址,。執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時(shí)將這個(gè)地址送人程序計(jì)數(shù)器(此時(shí)只作為指令地址寄存器，不計(jì)數(shù))作為下一條指令的地址,，從而達(dá)到轉(zhuǎn)移程序段的目的,。子程序的調(diào)用、中斷和陷阱的處理等都用類似的方法,。在隨機(jī)存取存儲(chǔ)器普及以后,，第二種辦法的整體運(yùn)行效果大大地優(yōu)于第一種辦法,，因而順序執(zhí)行指令已經(jīng)成為主流計(jì)算機(jī)普遍采用的辦法，程序計(jì)數(shù)器就成為中央處理器不可少的一個(gè)控制部件,。
CPU內(nèi)的每個(gè)功能部件都完成一定的特定功能,。信息在各部件之間傳送及數(shù)據(jù)的流動(dòng)控制部件的實(shí)現(xiàn)。通常把許多數(shù)字部件之間傳送信息的通路稱為“數(shù)據(jù)通路",。信息從什么地方開始,，中間經(jīng)過哪個(gè)寄存器或多路開關(guān)，最后傳到哪個(gè)寄存器,，都要加以控制,。在各寄存器之間建立數(shù)據(jù)通路的任務(wù)，是由稱為“操作控制器"的部件來完成的,。
GESSMANN操作控制器的功能就是根據(jù)指令操作碼和時(shí)序信號(hào),，產(chǎn)生各種操作控制信號(hào)，以便正確地建立數(shù)據(jù)通路,，從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制,。
有兩種由于設(shè)計(jì)方法不同因而結(jié)構(gòu)也不同的控制器。微操作是指不可再分解的操作,，進(jìn)行微操作總是需要相應(yīng)的控制信號(hào)(稱為微操作控制信號(hào)或微操作命令),。一臺(tái)數(shù)字計(jì)算機(jī)基本上可以劃分為兩大部分---控制部件和執(zhí)行部件。GESSMANN控制器就是控制部件,，而運(yùn)算器,、存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備相對(duì)控制器來說就是執(zhí)行部件,?？刂撇考c執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過控制線?？刂撇考ㄟ^控制線向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令,，通常這種控制命令叫做微命令，而執(zhí)行部件接受微命令后所執(zhí)行的操作就叫做微操作,?？刂撇考c執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息。執(zhí)行部件通過反饋線向控制部件反映操作情況,，以便使得控制部件根據(jù)執(zhí)行部件的狀態(tài)來下達(dá)新的微命令,，這也叫做“狀態(tài)測(cè)試"。微操作在執(zhí)行部件中是組基本的操作,。由于數(shù)據(jù)通路的結(jié)構(gòu)關(guān)系,，微操作可分為。
