Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 4: Tổ chức bộ xử lý - Phần A: Tổ chức máy tính
Chương 4.
z Nội dung
Tổ chức bộ xử lý
z Giới thiệu 1 máy tính cơ bản
z Cách hoạt động của máy tính qua các mệnh đề thanh ghi.
z Tổ chức máy tính gồm:
z Các thanh ghi
(TỔ CHỨC MÁY TÍNH)
z Cấu trúc định thời, điều khiển
z Tập lệnh
z Chương trình:
z Tập lệnh xác định các tác vụ, tác tố và trình tự xử lý
7.1. Mã lệnh
z Lệnh máy:
z mã nhị phân xác định dãy vi tác vụ (Mã lệnh)
z Lưu trong bộ nhớ (cùng với dữ liệu)
z
Cấu trúc:
z
z
z
Mã tác vụ (phần cơ bản nhất)
Nhóm bit xác định các tác vụ: cộng, trừ, nhân, dịch và bù
z Máy tính đọc từng lệnh trong bộ nhớ và lưu vào
thanh ghi điều khiển (thanh ghi lệnh)
Số bit dành cho mã tác vụ tùy theo số tác vụ của máy
Phần xác định thanh ghi / từ nhớ chứa tác tố / kết quả
z Mạch điều khiển diễn dịch mã nhị phân của lệnh và
thi hành qua một dãy vi tác vụ.
Thanh ghi xác định qua mã xác định thanh ghi
Từ nhớ xác định qua địa chỉ
(Có nhiều cách sắp xếp mã nhị phân trong lệnh tùy theo
kiến trúc của máy)
CPU
Bộ nhớ
Thanh ghi lệnh
Chương trình
Dãy
vi tác vụ
Mạch điều khiển
Dữ liệu
z
Tổ chức chương trình
z
VD: với một tổ chức máy tính đơn giản (h 7.1)
z Địa chỉ gián tiếp:
Bộ nhớ 4096 từ nhớ 16 bit Æ Địa chỉ 12 bit
Địa chỉ trực tiếp: khi phần 2 của mã lệnh là địa chỉ tác tố
Còn lại 4 bit dành cho Mã lệnh
Địa chỉ gián tiếp: khi phần 2 của mã lệnh là địa chỉ của từ nhớ
chứa địa chỉ của tác tố
Thanh ghi tích lũy (AC – ACcumulator)
Bit đầu của mã tác vụ (I: Indirect) cho biết kiểu địa chỉ:
0 : trực tiếp, 1: gián tiếp
1
7.2. Tập thanh ghi
z
Các thanh ghi trong máy tính cơ bản (b 7.1) và (h 7.3)
z
VD: (h 7.2)
PC: Program Counter
AR: Address Register
IR: Instruction Reg.
DR: Data Reg.
AC: Accumulator
TR: Temporary Reg.
INPR: Input Reg.
OUTR: Output Reg.
7.3. Tập lệnh
z
Tập hợp các mã lệnh
z
Hệ thống Bus nối các
thanh ghi và bộ nhớ (h
7.4)
z
Có 3 dạng mã lệnh: tham chiếu bộ nhớ, thanh ghi, nhập xuất
z
Mã lệnh 000 đến 110 :
I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp
z
Nhận xét:
I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect)
Địa chỉ bộ nhớ : AR
Dữ liệu tính toán: DR
Kết quả : AC
z
Mã lệnh 111
I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi
I = 1 : Lệnh nhập – xuất (Input / Output)
7.4. Định thời và điều khiển
z Tập lệnh đầy đủ: có đủ số lệnh cho từng loại:
z Lệnh số học, luận lý và dịch
z Định thời: bằng mạch tạo xung đồng hồ
z Điều khiển:
z Lệnh chuyển dữ liệu vào ra giữa bộ nhớ và th/ghi xử lý
z Đơn vị điều khiển (Control Unit) :
z Lệnh điều khiển chương trình và lệnh kiểm các điều kiện
trạng thái
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
z Lệnh nhập xuất
z Hai cách tổ chức điều khiển:
z VD: Bảng 7.2, trang 102 (sẽ tìm hiểu kỹ ở bài sau)
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.
LDA: Load (nạp từ bộ nhớ vào AC)
STA: Store (lưu trữ AC vào bộ nhớ)
CLA: Clear (xóa AC)
Điều khiển vi trình: thông tin điều khiển lưu trong bộ nhớ điều
khiển
CMA: Complement (bù AC)
(Khi thay đổi thiết kế, tổ chức điều khiển?)
2
z
VD: Các thời hiệu điều khiển
z
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
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
3
3 trang
21940
Free
Bạn đang xem tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ - Chương 4: Tổ chức bộ xử lý - Phần A: Tổ chức máy tính", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_kien_truc_may_tinh_va_hop_ngu_chuong_4_to_chuc_bo.pdf
