1、电子科技大学计算机科学与工程学院 计算机组成与设计硬件 /软件接口Computer Organization and DesignThe Hardware/Software InterfaceDavid A. Patterson John L. Hennessy张建 E-mail:Z电子科技大学计算机科学与工程学院 电子科技大学计算机科学与工程学院本课程的主要内容：n 计 算机系 统 的 概述n 技 术 的 发 展 趋势n 性能n 指令集n 逻辑 和算 术 运算 处 理器的 实现n 存 储 器n 输 入 /输 出电子科技大学计算机科学与工程学院 电子科技大学计算机科学与工程学院处理器的实现n
2、计 算机系 统 的 概述n 技 术 的 发 展 趋势n 性能n 指令集n 逻辑 和算 术 运算 处 理器的 实现n 存 储 器n 输 入 /输 出电子科技大学计算机科学与工程学院 电子科技大学计算机科学与工程学院本章的目标：Oh, easy!Single cycle CPU design 电子科技大学计算机科学与工程学院 电子科技大学计算机科学与工程学院复习：计算机 5大组成部件ProcessorControlDatapathOutputInputMemory10010100101100000010100101010001111101110110011010010100101100001001
3、0100101100001001010010110000电子科技大学计算机科学与工程学院 4.1.1 一个基本 MIPS的实现n 要实现的 MIPS的指令集 存储器访问指令 取字： 存字： 算术逻辑指令： 分支指令：电子科技大学计算机科学与工程学院 4.1.2 实现方式概述n 一条指令的执行步骤： 取指令根据 PC寄存器的值取出要执行的指令，然后 PC 内容加 4。 取操作数根据指令中操作数字段，选择读取 1或 2寄存器、或立即数送 ALU(运算器 )。电子科技大学计算机科学与工程学院 4.1.2 实现方式概述 分析指令将指令中的操作码送控制器，分析指令的功能，产生相应的控制信号。 执行指令ALU根据控制器产生的控制信号完成指令规定的操作。电子科技大学计算机科学与工程学院 4.1.2 实现方式概述n 分析 MIPS指令非常规整，分 3类：1. 存储访问sw、 lw2. 算术逻辑add、 sub等：操作均为寄存器addi、 subi等：有一个操作数为立即数3. 分支beq、 j等电子科技大学计算机科学与工程学院 4.1.2 实现方式概述寄存器堆 ALU数据存 储 器指令存 储 器MUXMUX加法器加法器MUXPC 4n 一个 MIPS子集的基本实现
