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指令週期與資料通路

指令週期:

  CPU從主存中取出並執行一條指令的時間稱為指令週期,不同指令的指令週期可能不同。

  指令週期通常由若干個機械週期來表示,一個機械週期有包括若干個時鐘週期(也成節拍,它是CPU操作的最基本單位)。

  每個指令週期內的機械週期數可以不相等,每個機械週期內的節拍數也可以不相等。

 

  1.對於無條件轉移指令,在執行時不需要訪問主存,只包含取指階段和執行階段,所以其指令週期僅包含取指週期與執行週期。

  2.對間接定址的指令,在執行時為了取運算元,要先訪問一次主存,取出有效地址,在去訪問主存取出運算元,所以還需包括間接週期。

  3.當CPU採用中斷方式實現主機與I/O裝置的資訊交換時,CPU在每條指令執行結束時都要發生中斷查詢訊號,若有中斷請求,則CPU進入中斷相應階段,又稱中斷週期。

 

  這樣一個完整的指令週期就包括取指,間址,執行和中斷四個週期:

  

  取指週期是為了取指令,間址週期是為了取有效地址,執行週期是為了取運算元,中斷週期是為了保護程式斷點。

  為了區別不同的工作週期,在CPU內設定了4個標誌觸發器FE,IND,EX和INT,它們分別對應取指,間址,執行和中斷週期。

資料通路: