计算机组成原理(三)

控制器的功能

1. 解释指令
2. 保证指令的按序执行

控制器的基本组成

完成一条指令：

1. 取指令 PC (Program Counter，程序计数器)
2. 分析指令 IR (Instruction Register, 指令寄存器)
3. 执行指令 CU (Control Unit，控制单元)

PC 存放当前欲执行指令的地址,具有计数功能（PC)+1 -> PC
IR 存放当前欲执行的指令

主机完成一条指令的过程以取数指令为例

取数指令是将某个地址下的数据读取到ACC中
初始状态下 PC 中已经保存了取数指令的地址

读取指令&解析：

1. PC 将地址传入 MAR 中
2. MAR 在 CU 的控制下，将传入地址传递给储存体，找到指令代码对应的储存单元
3. 存储体在 CU 的控制下，将对应存储单元中的指令代码拷贝到 MDR 中
4. MDR 在 CU 的控制下，将指令代码传入到 IR 中
5. IR 将指令的操作码(OP)传入到 CU 中

执行指令：

6. CU 解析指令操作码后，将 IR 中的地址码(AD)，传入 MAR 中
7. MAR 在 CU 的控制下，将传入地址传递给储存体，找到需要读取的数据对应的储存单元
8. 存储体在 CU 的控制下，将对应存储单元中的数据拷贝到 MDR 中
9. MDR 在 CU 的控制下将数据传入到 ACC 中

主机完成一条指令的过程以存数指令为例

数指令是将 ACC 中的某个数据保存到存储体中的某个地址下
初始状态下 PC 中已经保存了存数指令的地址

1. PC 将地址传入 MAR 中
2. MAR 在 CU 的控制下，将传入地址传递给储存体，找到指令代码对应的储存单元
3. 存储体在 CU 的控制下，将对应存储单元中的指令代码拷贝到 MDR 中
4. MDR 在 CU 的控制下，将指令代码传入到 IR 中
5. IR 将指令的操作码(OP)传入到 CU 中

执行指令：

6. CU 解析操作码后，将 IR 中的地址码传入 MAR 中
7. MAR 将存数地址传入到存储体，存储体找到对应的存储单元，准备向这个单元写入数据
8. ACC 在 CU 的控制下，将数据传入到 MDR 中
9. MDR 在 CU 的控制下，将数据传给存储体，存储体将数据写入到之前准备好的存储单元中