Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Chương 4 - Huỳnh Tổ Hạp
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (241.67 KB, 3 trang )
Chương 4.
Tổ chức bộ xử lý
z
Nội dung
z
z
(TỔ CHỨC MÁY TÍNH)
z
Tổ chức máy tính gồm:
z
z
z
z
Giới thiệu 1 máy tính cơ bản
Cách hoạt động của máy tính qua các mệnh đề thanh ghi.
Các thanh ghi
Cấu trúc định thời, điều khiển
Tập lệnh
Chương trình:
z
Tập lệnh xác định các tác vụ, tác tố và trình tự xử lý
7.1. Mã lệnh
z
Lệnh máy:
z
z
z
z
mã nhị phân xác định dãy vi tác vụ (Mã lệnh)
Lưu trong bộ nhớ (cùng với dữ liệu)
Máy tính đọc từng lệnh trong bộ nhớ và lưu vào
thanh ghi điều khiển (thanh ghi lệnh)
Mạch điều khiển diễn dịch mã nhị phân của lệnh và
thi hành qua một dãy vi tác vụ.
CPU
z
z
Phần xác định thanh ghi / từ nhớ chứa tác tố / kết quả
z
Nhóm bit xác định các tác vụ: cộng, trừ, nhân, dịch và bù
Số bit dành cho mã tác vụ tùy theo số tác vụ của máy
Thanh ghi xác định qua mã xác định thanh ghi
Từ nhớ xác định qua địa chỉ
(Có nhiều cách sắp xếp mã nhị phân trong lệnh tùy theo
kiến trúc của máy)
Chương trình
Dãy
vi tác vụ
Tổ chức chương trình
z VD: với một tổ chức máy tính đơn giản (h 7.1)
Cấu trúc:
z Mã tác vụ (phần cơ bản nhất)
Bộ nhớ
Thanh ghi lệnh
Mạch điều khiển
z
Bộ nhớ 4096 từ nhớ 16 bit Æ Địa chỉ 12 bit
Còn lại 4 bit dành cho Mã lệnh
Thanh ghi tích lũy (AC – ACcumulator)
Dữ liệu
z
Địa chỉ gián tiếp:
Địa chỉ trực tiếp: khi phần 2 của mã lệnh là địa chỉ tác tố
Địa chỉ gián tiếp: khi phần 2 của mã lệnh là địa chỉ của từ nhớ
chứa địa chỉ của tác tố
Bit đầu của mã tác vụ (I: Indirect) cho biết kiểu địa chỉ:
0 : trực tiếp, 1: gián tiếp
1
7.2. Tập thanh ghi
z
z
Các thanh ghi trong máy tính cơ bản (b 7.1) và (h 7.3)
VD: (h 7.2)
PC: Program Counter
AR: Address Register
IR: Instruction Reg.
DR: Data Reg.
AC: Accumulator
TR: Temporary Reg.
INPR: Input Reg.
OUTR: Output Reg.
7.3. Tập lệnh
z
z
Hệ thống Bus nối các
thanh ghi và bộ nhớ (h
7.4)
z Nhận xét:
Địa chỉ bộ nhớ : AR
Dữ liệu tính toán: DR
Kết quả : AC
z
Tập hợp các mã lệnh
Có 3 dạng mã lệnh: tham chiếu bộ nhớ, thanh ghi, nhập xuất
z Mã lệnh 000 đến 110 :
z
I = 0 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ trực tiếp
I = 1 : Lệnh tham chiếu bộ nhớ với địa chỉ gián tiếp (Indirect)
Mã lệnh 111
I = 0 : Lệnh tham chiếu thanh ghi
I = 1 : Lệnh nhập – xuất (Input / Output)
7.4. Định thời và điều khiển
z
Tập lệnh đầy đủ: có đủ số lệnh cho từng loại:
z
z
z
z
z
Lệnh số học, luận lý và dịch
Lệnh chuyển dữ liệu vào ra giữa bộ nhớ và th/ghi xử lý
Lệnh điều khiển chương trình và lệnh kiểm các điều kiện
trạng thái
Lệnh nhập xuất
VD: Bảng 7.2, trang 102 (sẽ tìm hiểu kỹ ở bài sau)
LDA: Load (nạp từ bộ nhớ vào AC)
STA: Store (lưu trữ AC vào bộ nhớ)
CLA: Clear (xóa AC)
CMA: Complement (bù AC)
z
z
Định thời: bằng mạch tạo xung đồng hồ
Điều khiển:
z
Đơn vị điều khiển (Control Unit) :
z
Phát sinh trong các tín hiệu điều khiển
Cung cấp cho các mạch dồn điều khiển Bus, thanh ghi xử lý và
các vi tác vụ cho mạch tích lũy
Hai cách tổ chức điều khiển:
Điều khiển cứng: luận lý điều khiển được cài đặt (mạch tuần tự)
qua các cổng, mạch lật, mạch giải mã và các mạch số khác.
Điều khiển vi trình: thông tin điều khiển lưu trong bộ nhớ điều
khiển
(Khi thay đổi thiết kế, tổ chức điều khiển?)
2
z
z
Lược đồ khối đơn vị
điều khiển (h 7.6)
z
VD: Các thời hiệu điều khiển
SC: Sequence Counter
(đếm tuần tự) tạo dãy
thời hiệu T0, T1, T2, ...
Được xóa 0 nếu D3 = 1
Ví dụ tổng hợp (tìm lệnh)
SC = 0, vậy T0 = 1
T0: AR Å PC
S3S2S1 = 010, LD (PC) = 1
T1: IR Å M[AR], PC Å PC + 1
Read (Mem) = 1, S3S2S1 = 111,
LD (IR) = 1, INR (PC) = 1
3
