计算机组成原理重要知识点摘录（考研用）——第五章：中央处理器

 本文参考于《2021年计算机组成原理考研复习指导》（王道考研），《计算机组成原理》

  控制器由程序计数器（PC）、指令寄存器（IR）、指令译码器、存储器地址寄存器MAR、存储器数据寄存器MDR、时序系统和微操作信号发生器等组成

一个完整的指令周期应包括取指、间址、执行和中断4个周期

  中断周期中的进栈操作是将SP减1，这和传统意义上的进栈操作相反，原因是计算机的堆栈中都是向低地址增加，所以进栈操作是减1而不是加1

  机器周期可看作是所有指令执行过程中的一个基准时间，机器内的各种操作大致可归属为对CPU内部的操作和对主存的操作两大类，由于CPU内部的操作速度较快，CPU访存的操作时间较长，因此通常以访问一次存储器的时间定为基准时间较为合理，这个基准时间就是机器周期。 因此在存储字长等于指令字长的情况下，取指周期也可看作机器周期。

  中断周期的数据流向如下：

  3.执行算术或逻辑运算

  执行算术或逻辑操作时，由于ALU本身是没有内部存储功能的组合电路，因此如要执行加法运算，相加的两个数必须在ALU的两个输入端同时有效。 暂存器Y即用于该目的。先将一个操作数经CPU内部总线送入暂存器Y保存，Y的内容在ALU的左输入端始终有效，再将另一个操作数经总线直接送到ALU的右输入端。 这样两个操作数都送入了ALU，运算结果暂存在暂存器Z中。 （设置暂存器Z的原因是：ALU的输出不能直接与内部总线相连，因为其输出又会通过总线反馈到ALU的输入，影响运算的正确性）
  Ad（IR）——>Bus——>MAR    MDRout和MARin有效
  1——>R    CU发读命令
  MEM——>数据线——>MDR    操作数从存储器——>数据线——>MDR
  MDR——>Bus——>Y    MDRout和Yin有效，操作数——>Y
  （ACC）+（Y）——>Z    ACCout和ALUin有效，CU向ALU发加命令，结果——>Z
  Z——>ACC    Zout和ACCin有效，结果——>ACC

  （2