组合逻辑控制器设计：计算机科学与技术解析

"这篇资料是关于计算机组成原理中的组合逻辑控制器设计，主要讲解了如何设计模型机的控制器逻辑，包括时序系统、指令流程、微命令序列和控制逻辑的形成，由哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院的姚爱红教授在2006秋季学期的教学内容。" 计算机组成原理中的组合逻辑控制器设计是计算机硬件系统的核心部分之一，它负责产生控制信号以协调整个计算机系统的操作。这种设计方法采用组合逻辑电路，不依赖于任何内部存储元件，因此控制器的响应速度非常快。 时序系统是控制器的基础，它规定了计算机执行指令的各个阶段。在这个资料中，提到了6个工作周期状态标志：取指周期（FT）、源周期（ST）、目的周期（DT）、执行周期（ET）、中断周期（IT）以及DMA周期（DMAT）。这些周期依次进行，确保了指令的正确执行。例如，取指周期负责从内存中读取指令，源周期则根据指令类型形成地址并获取操作数，执行周期执行指令规定的操作，中断周期处理中断请求，而DMA周期则用于数据的直接内存访问传输。 每个工作周期都有特定的任务，如在取指周期中，除了读取指令，还需要更新程序计数器（PC）以准备执行下一条指令。目的周期中，会根据指令的操作码和寻址方式决定接下来的动作。执行周期则是执行指令的实际操作，如运算、跳转等，并为下一条指令准备好地址。 在设计控制器时，微命令序列是控制逻辑的一部分，它们是构成每条指令执行过程的基本操作单元。通过微命令序列，可以精确地控制计算机的内部操作。例如，对于非R寻址方式，控制器需要形成源和目的地址，从内存中读取数据，并可能将结果暂存于特定寄存器。 此外，控制器还需要处理中断事件。中断周期用于关闭中断请求，保存当前程序状态（如程序状态字，PSW），并将控制权转移到中断服务程序，以便处理中断事件。 这个资料深入讲解了计算机组成原理中组合逻辑控制器的设计原理和实现步骤，对于理解计算机硬件的工作机制以及如何协调各个部件的操作具有重要意义。这不仅对于学习计算机体系结构的学生，也对从事计算机硬件设计的专业人士有着很高的参考价值。