
【计】 microprogram description
【计】 microcode routine; microprogram; MP
characterization; depict; describe; description; story
【经】 present
微程序(Microprogram)是计算机体系结构中用于控制中央处理器(CPU)操作的低级指令集合,其核心功能是将复杂的机器指令分解为一系列可执行的微操作。以下从汉英对照和计算机工程角度进行解析:
定义与结构
微程序由多个微指令(Microinstruction)组成,每条微指令对应一个或多个控制信号,通过控制存储器(Control Store)存储。例如,英文定义中常表述为:"A sequence of microinstructions that implements a machine-level instruction."(来源:David A. Patterson《计算机组成与设计》)
运行机制
在微程序控制单元(Microprogrammed Control Unit)中,微程序通过微码(Microcode)解释机器指令,协调算术逻辑单元(ALU)、寄存器和内存的协同工作。典型应用包括Intel x86架构的CISC处理器。
技术特点
应用场景
主要用于复杂指令集(CISC)处理器的指令集模拟,以及现代CPU的微操作缓存(Micro-op Cache)设计。例如IBM System/360首次实现商业化微程序控制。
微程序是计算机体系结构中的核心控制机制,用于将机器指令转换为底层硬件操作。以下是详细解释:
微程序由一系列微指令组成,每个微指令包含一组可同时执行的微操作。例如,执行一条加法指令时,需分解为取指、计算地址、取操作数、加法运算等步骤,每一步对应一条微指令。
对比项 | 程序 | 微程序 |
---|---|---|
组成单元 | 机器指令 | 微指令 |
存储位置 | 主存储器(可读写) | 控制存储器(ROM,只读) |
功能 | 解决应用问题 | 解释执行机器指令 |
修改权限 | 用户可编程修改 | 设计阶段固化,用户不可修改 |
在微程序控制器中,每条机器指令对应一个微程序,例如x86架构早期处理器通过微程序实现复杂指令集(CISC)。
通过上述结构,微程序实现了对计算机硬件的精细化控制,是传统CPU设计的核心逻辑之一。
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