
【計】 microprogrammed control
decline; profound; tiny
【計】 mic-; micro-
【醫】 micr-; micro-; mikro-; mu
【計】 programmed control
【化】 program control; programmed control
【經】 program control
manage; administrate; conduct; control; govern; rule; supervise
administration; governance; management; supervision
【計】 supervising
【醫】 conservancy; control
【經】 control; intendance; keep in hand; manage; management; operate
regulate; regulations; supervision
微程式控制管理(Microprogram Control Management)是計算機體系結構中的一種控制單元設計方法,其核心思想是将複雜指令的執行過程分解為一系列更基礎的微操作(micro-operations),并通過存儲在控制存儲器(Control Store)中的微程式(microprogram)來協調這些操作。以下是詳細解釋:
微程式(Microprogram)
指存儲在控制存儲器中的低層級指令序列,每條機器指令(如ADD、MOV)對應一段微程式。微程式由微指令(microinstruction)組成,每條微指令包含一組控制信號,用于驅動CPU的硬件組件(如ALU、寄存器)執行特定操作。
來源:《計算機組成與設計》(David A. Patterson, John L. Hennessy)
控制單元(Control Unit)
微程式控制管理的核心組件,負責讀取機器指令、解碼并執行對應的微程式序列。其通過微指令生成控制信號,取代傳統的硬連線控制(hardwired control),提升設計靈活性與可維護性。
來源:IEEE Computer Society Glossary
控制單元将機器指令的操作碼(opcode)轉換為微程式的起始地址(如通過微程式計數器)。
按順序從控制存儲器讀取微指令,每條微指令激活一組控制信號(如打開數據通路、選擇ALU功能)。
通過時鐘信號協調微指令的執行步驟,确保硬件操作按序完成。
來源:Tanenbaum, A. S., Structured Computer Organization(6th ed.)
修改微程式即可調整指令功能或添加新指令,無需重構硬件電路。
複雜控制邏輯轉化為可編程存儲,降低硬連線設計的複雜度。
微程式更新可修複硬件設計缺陷,適用于早期處理器疊代。
來源:Intel Architecture Manual, Vol. 1
來源:IBM Archives, "System/360 Microprogramming"
中文術語 | 英文術語 |
---|---|
微程式控制管理 | Microprogram Control Management |
微指令 | Microinstruction |
控制存儲器 | Control Store |
硬連線控制 | Hardwired Control |
操作碼 | Opcode |
術語來源:ACM Digital Library, "Computer Architecture Terminology"
微程式控制管理是計算機組成原理中的一種控制方式,其核心思想是通過預先存儲的微程式來實現對機器指令的分解和執行。以下是詳細解釋:
定義
微程式控制采用類似存儲程式的思路,将一條機器指令分解為多個微操作,并編寫成對應的微程式。每個微程式由若幹微指令構成,每條微指令包含一組微命令(即控制信號),用于控制計算機硬件執行具體操作。
核心組件
指令分解
每條機器指令對應一個微程式。例如,加法指令會被拆解為取數、運算、存結果等步驟,每個步驟由一條微指令控制。
執行過程
微命令分類
靈活性高
通過修改控制存儲器中的微程式即可調整指令功能,無需改變硬件電路。
結構規整
相比組合邏輯控制,微程式控制采用存儲邏輯,設計更系統化,便于維護和擴展。
適用範圍廣
適用于複雜指令集(CISC),能高效管理多步驟操作。
主要用于CPU控制器設計,尤其在早期計算機和教學模型中廣泛應用。例如,通過微程式實現中斷處理、I/O控制等複雜流程。
如需更深入的技術細節(如微地址生成邏輯),可參考來源網頁中的實驗報告和課件(如、9)。
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