
【計】 microprogram description
【計】 microcode routine; microprogram; MP
characterization; depict; describe; description; story
【經】 present
微程式(Microprogram)是計算機體系結構中用于控制中央處理器(CPU)操作的低級指令集合,其核心功能是将複雜的機器指令分解為一系列可執行的微操作。以下從漢英對照和計算機工程角度進行解析:
定義與結構
微程式由多個微指令(Microinstruction)組成,每條微指令對應一個或多個控制信號,通過控制存儲器(Control Store)存儲。例如,英文定義中常表述為:"A sequence of microinstructions that implements a machine-level instruction."(來源:David A. Patterson《計算機組成與設計》)
運行機制
在微程式控制單元(Microprogrammed Control Unit)中,微程式通過微碼(Microcode)解釋機器指令,協調算術邏輯單元(ALU)、寄存器和内存的協同工作。典型應用包括Intel x86架構的CISC處理器。
技術特點
應用場景
主要用于複雜指令集(CISC)處理器的指令集模拟,以及現代CPU的微操作緩存(Micro-op Cache)設計。例如IBM System/360首次實現商業化微程式控制。
微程式是計算機體系結構中的核心控制機制,用于将機器指令轉換為底層硬件操作。以下是詳細解釋:
微程式由一系列微指令組成,每個微指令包含一組可同時執行的微操作。例如,執行一條加法指令時,需分解為取指、計算地址、取操作數、加法運算等步驟,每一步對應一條微指令。
對比項 | 程式 | 微程式 |
---|---|---|
組成單元 | 機器指令 | 微指令 |
存儲位置 | 主存儲器(可讀寫) | 控制存儲器(ROM,隻讀) |
功能 | 解決應用問題 | 解釋執行機器指令 |
修改權限 | 用戶可編程修改 | 設計階段固化,用戶不可修改 |
在微程式控制器中,每條機器指令對應一個微程式,例如x86架構早期處理器通過微程式實現複雜指令集(CISC)。
通過上述結構,微程式實現了對計算機硬件的精細化控制,是傳統CPU設計的核心邏輯之一。
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