微程序存储器英文解释翻译、微程序存储器的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 microprogram memory
分词翻译:
微的英语翻译:
decline; profound; tiny
【计】 mic-; micro-
【医】 micr-; micro-; mikro-; mu
程序存储器的英语翻译:
【计】 PM; program storage
专业解析
微程序存储器(Microprogram Memory),在计算机体系结构中指一种特殊的高速存储器,用于存储微程序(Microprogram),即控制单元(Control Unit)执行指令时所需的一系列微指令(Microinstructions)的集合。它充当了计算机中央处理器(CPU)中控制单元的“大脑”,决定了机器指令如何被分解和执行。
从汉英词典角度详细解释其核心含义:
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本质与功能(Core Nature & Function)
- 中文释义: 微程序存储器是计算机中央处理器内的一种只读存储器(ROM)或可写控制存储器(WCS),专门用于存放微程序。微程序由一系列微指令组成,每条微指令定义了在一个时钟周期内,CPU内部各功能部件(如ALU、寄存器、数据通路)应执行的具体操作(如数据传送、运算、条件判断等)。它是实现复杂指令集(CISC)处理器控制逻辑的核心部件。
- 英文对应术语: Microprogram Memory, Microcode Memory, Control Store (CS)。
- 功能描述: 当CPU执行一条机器指令(Machine Instruction)时,控制单元会从微程序存储器中读取对应的微程序序列。每条微指令发出具体的控制信号,精确地协调数据在寄存器、算术逻辑单元(ALU)、内存等部件之间的流动和操作,从而一步步完成该机器指令的功能。它实现了机器指令到硬件控制信号的转换。
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内容与结构(Content & Structure)
- 中文释义: 其存储的内容是微指令。每条微指令是一个二进制位串,每一位或每一组位对应一个具体的硬件控制点(如打开某个多路选择器、使能某个寄存器、触发ALU的特定运算等)。微指令的集合构成微程序,每个机器指令通常对应一个微程序入口点。
- 英文对应术语: StoresMicroinstructions (orMicrocode Words). Organized as a sequence formingMicroprograms.
- 结构描述: 微程序存储器通常被视为一个二维阵列。地址线(由指令译码器输出的微程序入口地址和顺序控制逻辑决定)选择特定的微指令字(Microinstruction Word)。该字的每一位输出直接或间接(通过可编程逻辑阵列PLA)连接到CPU内部的控制线上。
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实现方式(Implementation)
- 中文释义: 传统上采用只读存储器(ROM)实现,因为微程序在处理器设计阶段确定后通常不需要改变。现代处理器中,部分微程序存储器可能采用可写控制存储器(Writable Control Store, WCS),通常是静态RAM(SRAM),允许在特定情况下(如处理器启动时加载微码更新、支持复杂指令仿真)动态加载或修改微程序,以修复硬件缺陷或增强功能。
- 英文对应术语: Typically implemented asRead-Only Memory (ROM). Can beWritable Control Store (WCS) using SRAM in modern processors for microcode updates.
- 特点: 需要非常高的读取速度,因为它直接位于CPU执行指令的关键路径上。其大小(容量)和宽度(微指令字长)直接影响处理器的控制复杂度和灵活性。
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目的与优势(Purpose & Advantages)
- 中文释义: 引入微程序存储器的主要目的是简化控制单元的设计,提高设计的灵活性和规整性。通过将复杂的硬连线控制逻辑(Hardwired Control)转化为存储在存储器中的程序(微程序),使得:
- 复杂指令的实现更易于设计和验证。
- 指令集架构(ISA)的修改或扩展(如添加新指令)可能只需更新微程序,而无需改动物理电路(尤其在使用WCS时)。
- 设计更模块化、规整化,降低了设计复杂度。
- 英文对应术语: Purpose: Tosimplify control unit design, enhanceflexibility and regularity. Advantages: Easier implementation of complex instructions, potential for ISA updates via microcode patches (with WCS), more modular design.
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应用场景(Application Context)
- 中文释义: 微程序控制方式广泛应用于复杂指令集计算机(CISC)架构的处理器中(如x86架构的Intel、AMD处理器)。精简指令集计算机(RISC)架构通常采用更简单、更快速的硬连线控制,但现代高性能RISC处理器(如某些ARM实现)也可能在部分复杂操作或管理功能(如异常处理、电源管理)中使用微码辅助。
- 英文对应术语: Primarily associated withComplex Instruction Set Computer (CISC) architectures (e.g., x86). Used in some advancedReduced Instruction Set Computer (RISC) processors for complex operations or management tasks.
权威参考来源:
- 计算机体系结构经典教材:
- David A. Patterson and John L. Hennessy. Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface (Various Editions). Morgan Kaufmann. (标准教材,详细讲解微程序控制原理) [ISBN 通常包含 978-0123747501, 978-0124077263 等,具体取决于版本]
- Andrew S. Tanenbaum. Structured Computer Organization (Various Editions). Pearson. (清晰阐述微程序概念及其在计算机层次结构中的作用) [ISBN 例如 978-0132916523]
- IEEE 标准与文献: IEEE Xplore Digital Library 中关于计算机体系结构、微处理器设计的论文和标准文档常涉及微程序存储器设计细节。 (访问需订阅: https://ieeexplore.ieee.org/)
- 处理器厂商技术文档: Intel 和 AMD 的处理器架构手册(如 Intel® 64 and IA-32 Architectures Software Developer Manuals)有时会提及微码更新机制,间接证实微程序存储器的存在和作用。 (例如 Intel 手册: https://www.intel.com/content/www/us/en/developer/articles/technical/intel-sdm.html)
网络扩展解释
微程序存储器是计算机体系结构中用于存储微程序的特殊存储部件,属于微程序控制器的核心组成部分。其核心功能与特点如下:
1.基本定义
微程序存储器(Microprogram Memory)专用于存储微程序,而微程序由一系列微指令构成。每条微指令对应计算机底层硬件操作的控制信号组合,用于协调CPU内部各功能单元的工作(如算术逻辑单元、寄存器等)。
2.核心功能
- 存储微指令:微指令是比机器指令更底层的控制代码,用于分解复杂指令为多个微操作步骤。例如,一条机器指令(如“加法”)可能对应多步微指令,控制数据从寄存器传输到ALU并回写结果。
- 支持硬件控制:通过读取微指令,控制器生成具体的电信号,直接操作硬件电路,例如打开数据通路或触发时钟信号。
3.技术特点
- 高速访问:通常采用高速静态存储器(SRAM)或ROM实现,以满足微程序快速读取的需求。
- 固化存储:在多数系统中,微程序由硬件设计阶段写入,通常不可修改(如ROM存储);但在可重写设计中,可能使用EPROM或Flash技术。
4.应用场景
主要应用于复杂指令集(CISC)架构的CPU中,通过微程序化繁为简,将高级指令转换为底层微操作序列。例如,x86处理器通过微程序实现指令兼容性。
5.与普通程序存储器的区别
普通程序存储器(如RAM或ROM)存储的是CPU直接执行的机器指令和用户数据,而微程序存储器存储的是控制硬件操作的微指令,属于更底层的控制逻辑(参考、6的差异)。
如果需要进一步了解微程序控制器的完整工作原理,建议结合计算机组成原理资料扩展学习。
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