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2024考研计算机组成原理知识梳理：微命令的编码方式
一、直接控制法
采用直接表示法的微指令特点是操作控制字段中的每一位代表一个微命令，即操作控制字段中的各位分别可以直接控制计算机，不需要进行译码。这种方法的优点是简单直观，其输出直接用于控制。缺点是微指令字较长，n个微命令就要求微指令的操作字段有n位，因而使控制存储器容量较大。如图所示。
二、字段直接编码法
数据通路中的微操作之间存在两种关系：相容和互斥。相容微操作是指在数据通路中能同时进行的微操作，对应的微命令称为相容微命令;互斥微操作是指在数据通路中不能同时进行的微操作，对应的微命令称为互斥微命令。
字段直接编码法是将微指令分成若干字段，每个字段包含若干微命令。把相斥微操作组合在同一字段，相容微操作组合在不同字段，所以编码时对每一字段内的微操作进行。因此，一条微指令中最多可同时发出的微操作数就是微命令字段的个数。其微指令结构如下图。
采用字段直接编码方式，可以用较少的二进制信息位表示较多的微命令信号。与直接控制法相比，字段译码控制可以避免互斥，可以使微指令字大大缩短，但由于增加了译码电路，使微程序的执行速度稍稍减慢。目前在微程序控制器设计中，字段直接编码法使用较普遍。
微命令字段分段原则：
(1)互斥性微命令分在同一段内，相容性微命令分在不同段内。
(2)每个小段包含的信息位不能太多，否则将增加译码线路的复杂性和译码时间。
(3)一般每个小段还要留出一个状态，表示本字段不发出任何微命令。因此，当某字段的长度为3位时，最多只能表示7个互斥的微命令，通常用000表示不操作。4位二进制位译码后可以表示15个微命令。
三、往年试题再现
(2012)某计算机的控制器采用微程序控制方式，微指令中的操作控制字段采用字段直接编码法，共有33个微命令，构成5个互斥类，分别包含7、3、12、5和6个微命令，则操作控制字段至少有( )。
A. 5位 B. 6位 C. 15位 D. 33位
【答案】
根据题意采用字段编码表示法，5个互斥类进行编码各个字段的位数分别为3位(因为23=8>7，下面计算类同)，2位，4位，3位，3位，相加可以得到共需要15位。故选C。
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