
【计】 microcode routine; microprogram; MP
微程序(Microprogram)是计算机体系结构中用于控制中央处理器(CPU)操作的低级指令序列,其本质为存储在控制存储器(Control Store)中的一组微指令(Microinstruction)。在汉英词典中,该术语对应英文"Microprogram"或"Microcode",指通过硬件层级的编程方式,将复杂机器指令分解为更基础的微操作(Micro-operation)集合。
从技术实现角度,微程序通过以下机制发挥作用:
在权威文献中,David Patterson与John Hennessy的著作《计算机组成与设计》指出,微程序技术显著提升了复杂指令集的实现效率,其核心价值在于"将控制逻辑的设计从电路级转移到编程级"(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 5th Edition, p. 347)。IEEE Xplore数据库收录的研究论文进一步验证了该技术在IBM System/360等历史性计算机系统中的成功应用案例。
微程序是计算机控制单元中的一种核心实现方式,其核心含义和相关要点如下:
微程序是由微指令组成的序列,用于将机器指令分解为更底层的硬件控制信号。它采用类似软件编程的方式实现硬件控制逻辑,每条机器指令对应一个微程序,通过执行微程序完成指令功能。
在计算机多层次结构中,微程序级属于控制逻辑层,介于硬联逻辑(门电路)与操作系统层之间,负责将机器指令转换为硬件信号。
特性 | 微程序控制 | 硬联逻辑控制 |
---|---|---|
实现方式 | 存储在ROM中的微指令序列 | 固定电路连线 |
灵活性 | 可通过修改微程序升级功能 | 硬件固定,不可更改 |
典型应用场景 | CISC架构(复杂指令集) | RISC架构(精简指令集) |
微程序概念由M.V.Wilkes于1951年提出,最初用于简化复杂指令集的控制逻辑设计。现代计算机中,微程序技术仍广泛用于x86等架构的指令解码阶段。
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