七.CPU的結構和功能
--CPU必須具備的功能：
指令控制：控制程序的順序執行
操作控制：產生完成每條指令所需的控制命令
時間控制：對各種操作加以時間上的控制
數據加工：對數據進行算術運算和邏輯運算
處理中斷：處理產生的中斷
--CPU的寄存器
用戶可見寄存器：通用寄存器、數據寄存器、地址寄存器、條件碼寄存器
控制和狀態寄存器：MAR（存儲地址寄存器）、MDR（存儲數據寄存器）、PC（程序計數器）、IR（指令寄存器）
--控制單元：提供完成計算機全部指令操作的微操作命令序列部件
現代計算機中微操作命令序列的形成方法：一種是組合邏輯設計方法，為硬連線邏輯，另一種是微程序設計方法，為存儲邏輯
中斷系統：用於處理計算機的各種中斷
--指令周期：CPU每取出並執行一條指令所需的全部時間
取指周期：取指階段完成取指令和分析指令的操作
執行周期：執行階段完成執行指令的操作
--指令流水
影響流水線性能的因素：結構相關、數據相關、控制相關
結構相關：當多條指令進入流水線后，硬件資源滿足不了指令重疊執行的要求時產生的
數據相關：指令在流水線中重疊執行時，當后繼指令需要用到前面指令的執行結果是發生的
控制相關：當流水線遇到分支指令和其他改變PC值的指令時引起的
流水線性能：吞吐率、加速比、效率
吞吐率：單位時間內流水線所完成指令或輸出結果的數量
加速比：指m段流水線的速度與等功能的非流水線的速度之比
效率：流水線中各功能段的利用率
流水線的多發技術：超標量技術、超流水線技術、超長指令字技術
--中斷系統
引起中斷的因素：人為設置的中斷、程序性事故、硬件故障、I/O設備、外部事件
中斷判優：硬件排隊、軟件排隊
中斷服務程序入口地址的尋找：硬件向量法、軟件查詢法
中斷響應
響應條件：當EINT（中斷觸發器）=1，且有中斷請求（即中斷請求標記觸發器INTR=1）時，CPU可以響應中斷
中斷隱指令：保護程序斷點、尋找中斷服務程序的入口地址、關中斷
保護現場：保護程序斷點和保護CPU內部各寄存器內容的現場兩個方面
恢復現場：在中斷返回前，必須將寄存器的內容恢復到中斷處理前的狀態
中斷屏蔽技術：主要用於多重中斷。
屏蔽技術：
屏蔽觸發器：對應每個中斷請求觸發器就有一個屏蔽觸發器，將所有的屏蔽觸發器組合在一起，便構成一個屏蔽寄存器
屏蔽字：屏蔽寄存器的內容稱為屏蔽字，屏蔽字與中斷源的優先級別是一一對應的
采用了屏蔽技術后，在中斷服務程序中需設置新的屏蔽字，如圖
