"计算机组成原理第五章-第4讲-微程序控制器发展与应用"

计算机组成原理第五章的第四讲介绍了微程序控制器的概念和原理。微程序控制是由英国剑桥大学的M·V·Wilkes教授于1951年首先提出的，当时还没有合适的存储微程序的控制存储器的元件。直到1964年，IBM公司在IBM 360系列机上成功地采用了微程序设计技术。自20世纪70年代以来，VLSI技术的发展推动了微程序设计技术的发展和应用。目前，从大型机到小型机、微型机都普遍采用了微程序设计技术。 微程序控制器的基本思想是仿照解题的方式，把操作控制信号编制成微程序。微程序控制器的设计涉及到微指令、微指令控制存储器、微命令执行器等方面。微程序控制器的优点包括指令功能灵活，增加或修改指令集时无需修改硬件，易于流水线操作和控制器定制，缺点则包括指令周期长，指令执行速度慢，且需要额外的硬件控制器支持。 微程序控制器的实现需要考虑微程序设计、微指令格式、微程序控制器的结构与功能、微程序设计与控制的方法。微程序设计需要考虑指令功能的细化、指令格式的设计、以及微指令生成方法。微指令格式设计需要考虑操作码字段的长度、操作数字段的长度、寻址方式和寻址的控制信号等。微程序控制器的结构与功能包括微指令控制存储器、微命令执行器、微指令计数器、指令译码器和指令执行部件等。 在微程序控制器的设计与控制方法方面，有硬布线控制方式和微程序控制方式。硬布线控制方式是指用硬布线逻辑电路实现指令执行控制，微程序控制方式是指用微程序控制器实现指令执行控制。微程序控制方式的优点在于实现指令的功能和格式比硬布线控制方式更灵活，指令的执行控制更容易修改和更新。而硬布线控制方式的优点在于指令的执行速度快，故随着硬件技术的发展，硬布线控制方式得到了广泛应用。 综上所述，微程序控制器作为计算机系统的控制部件，采用微程序设计技术，可以实现指令执行控制的灵活性和可定制性。随着VLSI技术的发展，微程序控制器得到了广泛的应用，在大型机、小型机和微型机中都可以看到微程序控制器的身影。通过对微程序设计和控制的不断研究和改进，相信微程序控制器在计算机系统中会发挥越来越重要的作用。