机器指令如何调用微指令

在计算机中，机器指令是由微指令组成的，微指令是计算机硬件中最小的控制单元。在执行机器指令时，需要将机器指令转换为微指令，然后执行微指令完成相应的操作。

具体地说，当计算机执行一条机器指令时，它会将机器指令中的操作码送入控制存储器中进行查找，并将查找到的微指令送入指令寄存器中。然后，控制器会对微指令进行解码和执行，完成相应的操作。这个过程是由控制器中的微程序来完成的。

因此，机器指令调用微指令的过程是由控制器中的微程序来完成的。在控制器中，会有一个微程序的存储器，存储了所有微指令的控制信息，当机器指令需要执行时，控制器会从微程序存储器中读取相应的微指令，并进行执行。这个过程是自动完成的，不需要人工干预。

相关问题

在掌握简单的CPU包含运算器（ALU）、通用寄存器（R0）、程序计数器（PC）、地址寄存器（MAR）、指令寄存器（IR）、微程序控制器（uM）等部件构成的基础上，向CPU的微程序存储器（uM）中写入微指令，然后执行机器指令。在此CPU的基础上，配置存储器（用于存放机器指令）、基本的输入输出设备，构建一个简单模型计算机

好的，基于您提供的CPU和基本部件，可以进行如下的简单模型计算机构建：

1. 架构设计：

该简单模型计算机的体系结构采用冯·诺依曼体系结构，包括中央处理器（CPU）、内存、输入输出设备。指令集包括常见的算术运算、逻辑运算、存取指令等。

2. 硬件设计：

a. CPU：该CPU包含运算器（ALU）、通用寄存器（R0）、程序计数器（PC）、地址寄存器（MAR）、指令寄存器（IR）、微程序控制器（uM）等部件。微程序控制器（uM）存储微指令，用于控制CPU的操作，包括指令译码、地址计算、数据传输、运算等。

b. 存储器：该模型计算机的内存采用SRAM存储器，可以存储机器指令和数据。

c. 输入输出设备：该模型计算机包含一个键盘输入设备和一个显示器输出设备。

3. 软件设计：

a. 操作系统：该模型计算机的操作系统提供用户界面和系统调用接口，支持多任务处理和文件管理等功能。

b. 编译器：该模型计算机的编译器将高级语言转换为机器指令，以供模型计算机执行。

c. 应用程序：用户可以编写各种应用程序，例如计算器、文本编辑器等。

4. 测试与验证：

对该模型计算机进行测试和验证，包括功能测试、性能测试、可靠性测试等。测试用例包括各种算法、数据结构、程序流程等，以评估模型计算机的性能和可靠性。

需要注意的是，这只是一个简单的模型计算机的构造示例，实际的模型计算机设计过程可能会更加复杂和细致。同时，由于硬件和软件的实现方式可能有多种选择，设计者需要根据实际情况和需求选择最合适的方案。

已知TEC-8模型计算机可用控存空间中11H、2FH、3FH共3个单元空闲，试根据现有控存结构、微操作控制信号和机器时序，尝试进行指令扩展，扩展岀一条新指令。要求给岀该指令对应的微程序，列岀每一拍所需的微操作控制信号，分配控存空间，并验证其功能。 提示：你可以尝试下列指令，看看能否扩展？如果能，怎样扩展？如果不能，为什么？（不一定限于下列指令，但是要求所扩展的指令尽量功能比较明确、单一，且应该是完成一些经常会用到的功能）

在TEC-8模型计算机中，我们可以尝试扩展一条名为"LOADM"的指令，用于将内存中的数据读取到寄存器中。

该指令的格式为：LOADM R, M

其中，R表示寄存器编号，M表示内存地址。

指令的微程序如下（共7个微操作）：

微操作 | 控制信号 | 描述
---|---|---
T1 | MAR ← IR[7:0] | 将指令中的地址部分存入内存地址寄存器MAR
T2 | MDR ← M[MAR] | 将内存地址MAR中的数据读入内存数据寄存器MDR
T3 | R ← MDR[15:8] | 将MDR的高8位存入指定寄存器R
T4 | PC ← PC + 1 | PC加1
T5 | IR ← M[PC] | 将IR寄存器中的指令换成下一条指令
T6 | M[R] ← MDR[7:0] | 将MDR的低8位存入内存地址R中
T7 | IR[15:8] ← 0 | 将IR寄存器的高8位清零

该指令需要占用3个控存单元，可以将其分配到控存空间的11H、2FH、3FH单元。在程序中使用该指令时，需要在指令集中添加相应的操作码，并在程序中调用该指令即可。