
【計】 microcode routine; microprogram; MP
微程式(Microprogram)是計算機體系結構中用于控制中央處理器(CPU)操作的低級指令序列,其本質為存儲在控制存儲器(Control Store)中的一組微指令(Microinstruction)。在漢英詞典中,該術語對應英文"Microprogram"或"Microcode",指通過硬件層級的編程方式,将複雜機器指令分解為更基礎的微操作(Micro-operation)集合。
從技術實現角度,微程式通過以下機制發揮作用:
在權威文獻中,David Patterson與John Hennessy的著作《計算機組成與設計》指出,微程式技術顯著提升了複雜指令集的實現效率,其核心價值在于"将控制邏輯的設計從電路級轉移到編程級"(Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface, 5th Edition, p. 347)。IEEE Xplore數據庫收錄的研究論文進一步驗證了該技術在IBM System/360等曆史性計算機系統中的成功應用案例。
微程式是計算機控制單元中的一種核心實現方式,其核心含義和相關要點如下:
微程式是由微指令組成的序列,用于将機器指令分解為更底層的硬件控制信號。它采用類似軟件編程的方式實現硬件控制邏輯,每條機器指令對應一個微程式,通過執行微程式完成指令功能。
在計算機多層次結構中,微程式級屬于控制邏輯層,介于硬聯邏輯(門電路)與操作系統層之間,負責将機器指令轉換為硬件信號。
特性 | 微程式控制 | 硬聯邏輯控制 |
---|---|---|
實現方式 | 存儲在ROM中的微指令序列 | 固定電路連線 |
靈活性 | 可通過修改微程式升級功能 | 硬件固定,不可更改 |
典型應用場景 | CISC架構(複雜指令集) | RISC架構(精簡指令集) |
微程式概念由M.V.Wilkes于1951年提出,最初用于簡化複雜指令集的控制邏輯設計。現代計算機中,微程式技術仍廣泛用于x86等架構的指令解碼階段。
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