【中華百科全書●工學●電腦邏輯結構系統】

楊籍富

【中華百科全書●工學●電腦邏輯結構系統】

 

我們將用一部簡單的電腦模型來說明電腦的邏輯結構系統。

 

雖然這一部電腦的結構不如一般的電腦那麼複雜，但它具有的結構已足夠顯示電腦的各種通性。

 

此部電腦的組成方塊如圖所示，包括了一個主記憶體，一個控制部分以及六個暫存器。

 

主記憶體用來儲存指令和數據，控制部分產生控制信號，並且傳送到執行作業的暫存器，全部的資訊處理都在六個暫存器以及它們所屬的組合線路中完成。

 

〈見圖一〉指令使用的指令碼形式可以分成運算部分和位址部分。

 

此部電腦的指令有下列十三個，共分成四類：一、二素元指令：相加、或、及、互斥或；

 

二、單素元指令（無位址部分）：清除、成補數、增加、右移、左移；

 

三、與主記憶體有關的指令：輸入、輸出、負載和儲存；

 

四、分歧指令：無條件分歧、零分歧。

 

開始執行儲存的指令時，操作人員將第一個指令的位址存入C，然後按下「開始」開關，電腦就按照基本的執行順序作業；

 

照C所示的位址從主記憶體取出指令至B，由B傳送至I，然後由控制部分進行解碼工作。

 

如果指令含有位址部分，就需要再從主記憶體讀取數據。

 

因此，儲存在B內的數碼可能是指令，也可能是數據。

 

如果讀出的數碼是指令，就叫做指令讀取週期，否則叫做指令執行週期。

 

執行每一指令都包含指令讀取週期。

 

指令讀出後的基本作業則由指令的運算部分決定。

 

單素元的指令或是分歧指令在指令讀出後就可以立即執行，不必再用到主記憶體。

 

但二素元的指令或是與主記憶體有關的指令，在指令執行週期都需要再用一次主記憶體。

 

無論是那一種指令，完成執行後，控制就回到讀取週期，開始讀取另一指令。

 

在指令讀取週期，暫存器間的傳輸基本作業為：一、由C傳輸指令位址至D；

 

二、由主記憶體讀取指令至B，C同時加1；

 

三、重存讀出的字，並將B中指令傳至I。

 

四個二素元的運算在執行週期，暫存器間的傳輸情形為：一、I的位址部分傳輸至D，運算部分傳送至解碼器；

 

二、由主記憶體讀取D中所示位址的數據至B；

 

三、重存數據；

 

四、做「加」、「或」、「及」或「互斥或」運算。

 

輸入指令時的執行週期為：一、同前面的第一步驟；

 

二、清除D中所示位址的記憶體；

 

三、從P傳數碼至B；

 

四、將B中數碼存入主記憶體。

 

輸出指令時的執行週期為：一、同前面的第一步驟；

 

二、由主記憶體讀出D中所示位址的數碼至B；

 

三、重存讀出的字並將B中的字傳送至P。

 

負載指令時的執行週期同輸出指令時的執行週期，只須將第三步驟中的P改為A。

 

儲存指令時的執行週期同輸入指令時的執行週期，只須將第三步驟中的P改為A。

 

（林國棟）

 

引用：http://ap6.pccu.edu.tw/Encyclopedia/data.asp?id=8606