程序計數(shù)器:指明程序中下一次要執(zhí)行的指令地址的一種計數(shù)器,又稱指令計數(shù)器。它兼有指令地址寄存器和計數(shù)器的功能。當(dāng)一條指令執(zhí)行完畢的時候,程序計數(shù)器作為指令地址寄存器,其內(nèi)容必須已經(jīng)改變成下一條指令的地址,從而使程序得以持續(xù)運行。
為此可采取以下兩種辦法:A06B-6079-H401A06B-6079-H401A06B-6079-H401

種辦法是在指令中包含了下一條指令的地址。在指令執(zhí)行過程中將這個地址送人指令地址寄存器即可達到程序持續(xù)運行的目的。這個方法適用于早期以磁鼓、延遲線等串行裝置作為主存儲器的計算機。根據(jù)本條指令的執(zhí)行時間恰當(dāng)?shù)貨Q定下一條指令的地址就可以縮短讀取下一條指令的等待時間,從而收到提高程序運行速度的效果。
種辦法是順序執(zhí)行指令。一個程序由若干個程序段組成,每個程序段的指令可以設(shè)計成順序地存放在存儲器之中,所以只要指令地址寄存器兼有計數(shù)功能,在執(zhí)行指令的過程中進行計數(shù),自動加一個增量,就可以形成下一條指令的地址,從而達到順序執(zhí)行指令的目的。這個辦法適用于以隨機存儲器作為主存儲器的計算機。當(dāng)程序的運行需要從一個程序段轉(zhuǎn)向另一個程序段時,可以利用轉(zhuǎn)移指令來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)移指令中包含了即將轉(zhuǎn)去的程序段入口指令的地址。執(zhí)行轉(zhuǎn)移指令時將這個地址送人程序計數(shù)器(此時只作為指令地址寄存器,不計數(shù))作為下一條指令的地址,從而達到轉(zhuǎn)移程序段的目的。子程序的調(diào)用、中斷和陷阱的處理等都用類似的方法。
在隨機存取存儲器普及以后,種辦法的整體運行效果大大地優(yōu)于種辦法,因而順序執(zhí)行指令已經(jīng)成為主計算機普遍采用的辦法,程序計數(shù)器就成為中央處理器不可或缺的一個控制部件。
CPU內(nèi)的每個功能部件都完成一定的特定功能。信息在各部件之間傳送及數(shù)據(jù)的動控制部件的實現(xiàn)。通常把許多數(shù)字部件之間傳送信息的通路稱為“數(shù)據(jù)通路”。信息從什么地方開始,中間經(jīng)過哪個寄存器或多路開關(guān),后傳到哪個寄存器,都要加以控制。在各寄存器之間建立數(shù)據(jù)通路的任務(wù),是由稱為“作控制器”的部件來完成的。
作控制器的功能就是根據(jù)指令作碼和時序信號,產(chǎn)生各種作控制信號,以便正確地建立數(shù)據(jù)通路,從而完成取指令和執(zhí)行指令的控制。
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