微程序控制计算机工作原理解析

"微程序控制计算机的基本工作原理-计算机组成与结构（ppt）" 微程序控制计算机是一种采用微程序技术来实现指令系统的计算机设计方式。在这样的系统中，计算机的控制逻辑不是通过硬连线电路直接实现，而是通过预先编写好的微程序来生成控制信号。这种设计方法使得控制逻辑的修改和扩展变得更加灵活。 微操作是构成指令功能的基本操作单元，一条指令的执行是由一系列有序的微操作组成的。例如，取指、解码、运算、存储结果等都是微操作的例子。这些微操作的执行顺序和组合构成了指令的执行流程。 微指令是微操作的控制信号集合，它定义了执行一个特定微操作所需的全部控制信号。微指令可以理解为低级别的“指令”，它们按照一定的顺序执行，形成了一条指令的完整操作。 微命令是组成微指令的基本元素，每个微命令对应一个或多个控制信号，用于启动或控制处理器的一个具体动作，如数据总线的选通、寄存器的选择等。 微程序是由一系列微指令组成的序列，它定义了一个复杂操作的完整执行步骤。当CPU执行指令时，会从控制存储器中读取微程序。控制存储器是一个只读存储器（ROM），它存储了所有必要的微程序，根据指令的不同，控制存储器会提供相应的微指令序列。 微程序控制计算机的工作流程大致如下：CPU接收到指令后，首先解析指令的微操作码，这个码用于查找控制存储器中的相应微程序。控制存储器会输出当前微指令，该微指令驱动硬件执行相应的微操作。微指令的底部通常包含下一条微指令的地址，这样就形成了一个顺序执行的流程。如果需要分支或跳转，微指令中会有特殊字段来指定新的微指令地址。 计算机组成与结构课程涵盖了多个核心主题，包括运算方法和运算部件、主存储器、指令系统、中央处理部件、存储系统、辅助存储器、I/O设备以及I/O系统。其中，运算方法部分详细讲解了带符号二进制数的表示方法，如原码、反码和补码，以及如何进行加减法运算。例如，原码直接表示数值的正负，而补码和反码则用于实现二进制的加减运算，特别是负数的处理。在加减法运算中，使用补码可以简化溢出的判断和处理。此外，课程还涉及二进制乘法、除法、浮点数运算和数据校验码，这些都是计算机处理数据和执行计算的基础。