6.4 微程序控制器

1 课时数课时数 NO 年年 月月 日日 星期星期 教学教学 内容内容 6 4 微程序控制器 教学教学 目的目的 要求要求 知识与技能 了解微程序控制器的基本概念及基本思想和组成原理 过程与方法 通过提问 思考 图例讲解概念和分析原理 情感态度与价值观 培养学生分析 理解问题的能力以及学习兴趣和积极性 教学教学 重点重点 微程序控制器的基本思想和组成原理 教学教学 难点难点 微程序控制器的组成原理 教学教学 方法方法 教师讲解 学生思考 记忆 教与学对应的全链式教学法 教学教学 用具用具 计算机 多媒体幻灯片演示 教教 师师 主主 导导 活活 动动学学 生生 主主 体体 活活 动动 教教 学学 过过 程程 复习提问 1 指令周期的概念 2 CPU 执行指令的过程 3 典型的指令周期有哪四种 新课讲授 板书 6 4 微程序控制器微程序控制器 提问 微程序控制的概念与原理由谁提出 提出的主 要目的是什么 小结 最早由英国剑桥大学的威尔克斯教授于 1951 年在曼彻斯特大学计算机会议上首先提出的 其主要 目的是希望能实现灵活可变的计算机指令系统 板书 6 4 1 微程序控制器的基本概念微程序控制器的基本概念 学生举手回答 看书并回答 2 补充讲解 一台计算机基本上可以划分为控制部件和 执行部件 控制器是控制部件 运算器 存储器 外 围设备相对于控制器来讲 是执行部件 控制部件的 一种联系是通过控制线 1 微命令 微命令 微命令通常是指直接作用于部件或控制门电路的 命令 或说 控制部件通过控制线向执行部件发出 的各种控制命令 例 打开或关闭某传递通路的电位命令 对触发器或寄存器进行同步打入 置位 复 位的控制脉冲 2 2 微操作 微操作 微操作是由微命令控制实现的最基本的操作 或 者说执行部件接受微命令后所进行的操作 例 开门 关门 选择 打入等 3 3 微周期 微周期 从控制存器读取一条微指令并执行相应的一步操 作所需的时间称为微周期或微指令 4 4 微指令 微指令 每个微周期的操作所需的微命令组成一条微指令 5 5 微程序 微程序 一系列微指令的有序集合称为微程序 用来解释 执行机器指令 6 6 控制存储器 控制存储器 存放微程序的只读存储器被称为微指令存储器 又称为控制存储器 倾听并理解 为以下 面概念解释做铺垫 通过分析书上事例理 解并识记概念 通过分析书上事例理 解并识记概念 理解并识记 理解并识记 理解并识记 理解并识记 3 提问 微程序控制器的基本思想有哪几部分 小结 将控制器所需的微命令以代码形式编成微指令 存入一个用 ROM 构成的控制存储器 CM 中 在 CPU 执行程序时 从控制存储器中取出微指令 其中包含 了微命令控制的有关操作 将各种机器指令的操作分解成若干微操作序列 每条微指令包含的微命令控制实现一步操作 若干条 微指令组成一小段微程序 解释执行一条机器指令 针对整个指令系统的需要 编制出一套完整的微程序 事先存入控制存储器中 提问 机器指令和微指令有什么区别 小结 机器指令是提供给使用者编制程序的基本单位 它表明 CPU 所能完成的基本功能 微指令是实现机器指令中一步操作的微命令的组 合 它作为 CPU 内部的控制信息通常不提供给使用 者 对程序员可以透明的 提问 程序员编的程序和微程序的区别 小结 程序员根据某项任务编制的工作程序存放在主 存储器中 最终成为可执行的指令序列 由程序计数 器 PC 指示其流程 微程序是机器设计者首先编好的 作为解释执行工作 程序的一种硬件手段 在制作 CPU 时就存入控制存 储器中 学生思考 看书并回 答 分析微程序控制器的 基本思想 了解微程 序控制器的概念 微 命令产生方式 微程 序与机器指令之间的 对应关系等 学生看书回答 了解机器指令和微指 令的区别 学生思考 倾听讲解并理解识记 4 板书 6 4 2 微程序控制器组成原理微程序控制器组成原理 1 程序控制器的逻辑组成框图 程序控制器的逻辑组成框图 提问 看图分析微程序控制器主要由哪些部件组成 小结 微程序控制器主要由控制存储器 CM 微指令 寄存器 IR 微地址形成电路 微地址寄存器 AR 等部件组成 板书 2 机器指令的读取与执行 机器指令的读取与执行 提问 机器指令的读取与执行的过程是什么 小结 1 在机器指令周期开始时 先从控制存储器 中读取 取机器指令用的微指令 其微命令使 CPU 访问主存储器 读取机器指令 送入寄存器 IR 然后 修改程序计数器 PC 的内容 2 根据要器指令中的操作码 通过微地址形 成电路找到与该机器指令所对应的微程序入品地址 3 逐条取出对应的微程序 每一条微指令提 供一个微命令序列 控制有关操作 4 执行完对应于一条机器指令的一段微程序 后 返回到 取机器指令用的微指令 开始又一新批 令周期 作业 P99 T5 T8 学生认真看图分析并 回答 学生思考 看书并回 答 5 板板 书书 设设 计计 6 4 微程序控制器 6 4 1 微程序控制器的基本概念 概念解释 微命令 微操