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微程序控制结构英文解释翻译、微程序控制结构的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 microprogrammable architecture

分词翻译:

微程序控制的英语翻译:

【计】 microprogram control

结构的英语翻译:

frame; structure; composition; configuration; construction; fabric; mechanism
【计】 frame work
【医】 constitution; formatio; formation; installation; structure; tcxture

专业解析

微程序控制结构(Microprogrammed Control Unit)是一种计算机中央处理器(CPU)的设计方法,通过存储在控制存储器中的微指令序列来实现指令集的解释和执行。该结构将复杂的硬件控制逻辑转化为可编程的软件层,其核心特征包括:

  1. 基本定义与组成 微程序控制结构由微指令(Microinstruction)和控制存储器(Control Memory)构成。每个微指令对应一组控制信号,用于驱动CPU内部功能单元(如ALU、寄存器等)的操作。其英文术语中,微程序(Microprogram)指代存储在控制存储器中的二进制代码序列,而控制存储器通常采用ROM或可写入的PROM实现。

  2. 工作原理 当CPU执行机器指令时,微程序控制器会通过地址映射逻辑将操作码转换为微程序入口地址,随后按序读取并执行微指令。例如,执行"ADD"指令可能涉及:取操作数→ALU运算→写回结果等微操作步骤。该过程通过微程序计数器(μPC)实现顺序控制,并通过条件分支支持复杂指令流程。

  3. 技术演进 英国计算机科学家Maurice Wilkes于1951年首次提出微编程概念(参见《The Best Way to Design an Automatic Computing Machine》),早期应用于IBM 360系列大型机。现代处理器虽多采用硬连线控制,但微程序技术仍在GPU指令集扩展和复杂指令解码中发挥作用。

  4. 设计优势

    • 灵活性:可通过更新微程序支持新指令
    • 可维护性:硬件改动简化为微码修改
    • 成本效益:减少专用控制电路数量

该结构的局限性在于微指令执行速度低于硬连线控制,因此现代高性能处理器通常采用混合控制方案。如需进一步了解微程序时序逻辑,可参考IEEE Xplore数据库收录的《Computer Organization and Design》第5版(Patterson & Hennessy, 2017)中的控制单元设计章节。

网络扩展解释

微程序控制结构是计算机中央处理器(CPU)中控制单元的一种设计方法,其核心思想是通过存储的微指令序列来控制指令执行流程。以下从五个方面详细解释:

  1. 基本原理 微程序控制将机器指令的执行分解为更细粒度的微操作(如寄存器传输、ALU运算控制等),这些微操作被编码为微指令,存储在控制存储器(CM)中。每条机器指令对应一组有序的微指令,称为微程序。

  2. 核心组件

    • 控制存储器(CM):存放所有微程序的ROM/可写存储器
    • 微地址寄存器(μAR):指向下条待执行微指令的地址
    • 微指令寄存器(μIR):存储当前执行的微指令
    • 地址转移逻辑:根据状态标志生成下条微指令地址
  3. 执行流程

    取机器指令 → 译码生成微程序入口地址 → 从CM读取首条微指令 → 
    发出控制信号 → 计算下条微地址 → 循环直至微程序结束
  4. 设计特点

    • 层次化控制:采用「微程序 → 微指令 → 微操作」三级控制结构
    • 可编程性:支持通过更新CM内容修改指令系统
    • 规整性:相比硬布线控制更易实现复杂指令集(如CISC)
    • 时序控制:通常采用同步方式,每个时钟周期完成一个微操作
  5. 性能比较 | 特性| 微程序控制 | 硬布线控制 | |------------|------------------|---------------| | 速度| 较慢(需访问CM) | 更快| | 灵活性| 高(可修改微码) | 固定电路| | 实现复杂度| 低 | 高(需逻辑设计)| | 典型应用| CISC处理器 | RISC处理器|

该结构由Maurice Wilkes于1951年提出,现代处理器中常采用混合控制方案:关键路径用硬布线控制保证性能,复杂操作用微程序实现。随着可编程逻辑器件发展,部分新型处理器采用动态微代码更新技术实现指令集扩展。

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