控制器的組成與裏面涉及到的知識的總結
- 指令寄存器（Instuction Register,IR）
- 指令寄存器IR保存從存儲器中讀出的當前要執行的指令。指令分爲兩部分，由操作碼和地址碼構成。操作碼用來表明指令的操作性質，如加法，減法等；地址碼提供本條指令的操作數地址或形成操作數地址有關信息，操作碼是必不可少的，地址碼則視情況而定（如情況一：不需要操作數的控制指令，如空操作指令，停機指令等；情況二：隱含操作數的指令，如堆棧結構計算機的運算指令，其所需的操作數是隱含在堆棧中，由堆棧指針SP【Stack Pointer】指出；情況三：8086CPU的字符串處理指令，源操作數和目的操作數分別隱含在源變址寄存器SI【Source Index】），和目的變址寄存器DI【Destination Index】中。
- 指令譯碼器（Instruction Decoder,ID）
- 指令譯碼器ID用來對指令寄存器中的指令進行譯碼分析，指出指令的操作種類和尋址方式，指令譯碼器的輸出作爲微操作命令發生器的輸入，是產生控制信號的主要依據。指令譯碼器主要是對操作碼的譯碼分析。
- 尋址方式
- 指令尋址
- 相對尋址
- 相對尋址是指指令代碼提供目標地址相對於當前指令地址的位移量，轉移到的目標地址就是當前指令地址加上位移量。當同一程序被操作系統安排到不同的存儲區域執行時，指令間的位移並沒有改變，採用相對尋址也就無需改變轉移地址，給操作系統的靈活調度提供了很大方便，所以是最常用的目標地址尋址方式。
- 直接尋址和間接尋址
- 直接尋址是指令代碼中直接提供目標地址，間接尋址時指令代碼指出寄存器或存儲單員地址，目標地址來自寄存器或存儲單元。如果用寄存器保存目標地址，則稱爲目標地址的寄存器間接尋址；如果用存儲單元保存目標地址，則稱爲目標地址的存儲器間接尋址。
- 相對尋址
- 數據尋址
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- 立即數尋址
- 在立即數尋址方式中，指令需要的操作數緊跟在操作碼之後（注意在這裏操作碼後面不是跟着地址碼）作爲指令機器代碼的一部分，並且隨着取指操作從主存進入指令寄存器。這種操作數用常量形式直接表達，稱爲立即數。立即數尋址方式只用於指令的源操作數，如在傳送指令中給寄存器和存儲器單元賦值。 如將16位立即數1234H傳送到AX寄存器的指令可以寫 MOV AX，1234H；而1234H的尋址方式就是立即數尋址，因爲1234H爲立即數，直接使用便可。而將32位立即數33221100H傳送到EAX寄存器的指令可以寫爲： MOV EAX，33221100H。後一條指令的機器代碼是B800112233H（從這裏面也可以看出在存儲單元存儲數據時的規則：按照低位字節存放在低地址單元，高位字節存放在高地址單元），其中，第一個字節B8是操作碼，後4個字節是立即數。8086CPU規定，指令中有兩個操作數時，左面的目的操作數，右面的爲源操作數。
- 寄存器尋址
- 指令的操作數存放在寄存器中稱爲寄存器尋址，可以直接使用寄存器的名字表示它保存的數據。絕大對數指令採用通用寄存器尋址，部分指令支持專用寄存器。寄存器尋址方式簡單快捷，指令字長短，是最常用的尋址方式。 如 MOV AX，1100H，1100H爲立即數尋址方式，而AX爲寄存器尋址。也可以說源操作數爲立即數尋址，目的操作數爲寄存器尋址。
- 存儲器直接尋址
- 如果操作數在主存單元中，指令代碼中直接給出操作數有效地址稱爲存儲器直接尋址。按80X86CPU處理器訪問存儲器的方式，指令中給出的地址是操作數在數據段的偏移地址，用段地址（在數據段寄存器儲存DS）與偏移地址相結合，才能得到操作數在主存的地址。 MOV DX，[1234H]；這種有方括號的表達式即存儲器直接尋址，地址碼給出的爲寄存器地址，寄存器裏面存儲的內容爲偏移地址
- 寄存器間接尋址
- 寄存器間接尋址是將操作數的有效地址存放在寄存器中，MASM彙編程序要求用英文括號將寄存器名字括起來。例如指令 MOV DX，[BX] 的源操作數採用寄存器間接尋址，指令 MOV [ESI]，ECX的目的操作數爲寄存器間接尋址。在寄存器間接尋址中，寄存器的內容爲偏移地址（和存儲器直接尋址一樣），相當於一個地址指針。利用寄存器間接尋址，可以方便地對數組的元素或字符串的字符進行操作。也就是說，將數組或字符串首地址（或末地址）賦值給通用寄存器，利用寄存器間接尋址方式可以訪問數組的頭一個（或最後一個）元素，在加減數組元素所佔的字節數就可以訪問到其他元素或字符。
- 寄存器相對尋址
- 在寄存器相對尋址中，操作數的有效地址是寄存器內容和位移量之和。例如指令：MOV SI，[BX+4]表示源操作數的有效地址由BX寄存器的內容加上位移量4得到，默認與BX寄存器配合的是段寄存器DS指向的數據段
- 基址加變址尋址和相對基址加變址尋址
- 基址加變址尋址即尋址時同時使用基址和變址寄存器，將二者之和作爲操作數的偏移地址（也可以稱爲有效地址） MOV DI，[ BX+SI ]
- 相對基址加變址尋址即同時使用基址加變址寄存器加一個偏移量 MOV EAX，[ EBX+EDX+80H ]
- 帶比例的變址尋址
- 在32位尋址方式中，支持變址寄存器內容乘以一個常數1（可省略），2,4,8這種尋址方式稱爲帶比例的變址尋址。 MOV EAX，[ EBX *4 ] ：帶比例的變址尋址 MOV EAX，[ ESI*2+80H ] ：帶比例的相對變址尋址 MOV EAX，[ EBX+ESI*4 ] ：帶比例的基址加變址尋址 MOV EAX，[ EBX+ESI*8-80H ] ：帶比例的相對基址加變址尋址
- 立即數尋址
- 指令尋址
- 尋址方式
- 指令譯碼器ID用來對指令寄存器中的指令進行譯碼分析，指出指令的操作種類和尋址方式，指令譯碼器的輸出作爲微操作命令發生器的輸入，是產生控制信號的主要依據。指令譯碼器主要是對操作碼的譯碼分析。
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- 程序計數器（Program Counter,PC)
- 程序計數器PC也叫指令指針寄存器【Instruction Pointer，IP】，用來存放下一條要執行指令的存儲器地址，按此地址從對應存儲單元取出的內容就是要執行的指令。指令是順序存放在存儲器內的，通常指令是按順序執行的，則下一條要執行指令的地址由現行地址加1（或加一常量【尋址方式的不同】形成）
- 地址形成電路根據尋址方式可以形成轉移類指令或操作數地址，如在程序執行過程中要實現程序的轉移，就要將形成的轉移地址送到程序計數器PC中。
- 時序電路
- 用於控制操作時間的信號稱爲時序控制信號。時序電路產生併發出計算機所需的各種時序控制信號，對各種操作進行時間上的控制。時序控制信號有機器週期信號、節拍信號、工作脈衝信號，它們決定每個微操作的開始時刻和操作的持續時間
- 微操作命令發生器
- 微操作就是不能再分解的操作，執行微操作總是需要相應的控制信號（也稱爲微操作控制命令）。例如，讓寄存器A的內容通過多路選擇器這一操作就不能再分解，因此它是一個微操作。執行這一操作，需要控制器發出選通寄存器A的微操作命令。 微操作命令發生器是產生所有微操作命令的部件，是控制器中最複雜的部件。微操作命令發生器根據指令操作碼、時序信號、狀態寄存器內容和其他一些信息，產生計算機工作需要的各種控制信號，以便建立正確的數據通路，完成對取指令、分析指令和執行指令的控制。（控制器可以按照兩種方法來設計：一種是由各種門電路構成，完全依靠硬件來產生控制信號，稱爲組合邏輯控制器，也叫硬佈線控制器；另外一種是微程序控制器，通過執行固化的一段微程序產生控制信號來實現一條機器指令功能，對應所有指令的微程序的存放在控制器的只讀存儲器中。 組合邏輯控制器具有速度快的優點，但設計繁瑣、複雜，微程序控制器速度教慢，但設計簡單、規整，控制器的設計過程中可以將這兩種方式結合起來 如最開始的計算是軟件實現，現在大部分計算機是硬件實現）
